mathbf R 上的離散點集是至多可數集

2022-02-09 17:29:54 字數 842 閱讀 2646

設$s\subset \mathbb$,且$\forall s\in s$,$s$都是$s$的孤立點.則$s$是至多可數集.

證明:見

開集的構造中的引理.

注:利用這個結論可以證明乙個看起來不太顯然的題:

$x$是乙個不可數的集合,裡面的元素都是非負實數.從裡面挑出任意多個(但必須是有限個)元素加起來,都不會大於某個實數$m$.則x裡的正數只有至多可數個.

我曾給過這個題一種證法.見下面分隔出來的部分.

證明:性質:根據實數的阿基公尺德性質,對於任意給定的正實數$\varepsilon$,都存在相應的正整數$n$,使得$\frac<\varepsilon$.

對於任意給定的正整數$n$,$x$中大於$\frac$的數只能是有限個,否則會與「$x$中任意有限多個元素加起來不超過某個給定實數」這個條件矛盾(為什麼?).把$x$中所有大於$\frac$的數形成的集合記為$g_n$.(可見,$x$中大於1的數只有有限個,大於$\frac$的數也只有有限個,大於$\frac$的數也只有有限個,大於$\frac$的數也只有有限個……)

而且$1,\frac,\frac,\frac,\cdots,\frac,\cdots$形成的集合是乙個可數集,所以$g_1,g_2,g_3,g_4,\cdots,g_n,\cdots$也是乙個可數集.由於$\forall i\in\mathbb^+$,$g_i$都是有限集,所以$\bigcup_^+}g_i$是至多可數集(為什麼?),再由性質,可知$\bigcup_^+}g_i$已經包含了$x$中的所有正數,因此$x$中的正數形成的集合是至多可數的(為什麼?).$\box$

現在看來,可以用$\mathbf$上的離散點集是至多可數集輕易地證明該題目.

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開集的構造 若 s 是 mathbf 上的非空開集,則 s 可以表示成有限或可數個互不相交的開區間之並.為證明此定理,先介紹乙個引理.s subseteq mathbf 且 s 中的每乙個點都是 s 的孤立點,則 s 是至多可數集.證明 由於 s 中的每乙個點都是 s 的孤立點,因此 forall ...

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