토폴로지
5.2. 컴팩트하고 완벽한 세트
우리는 이미 실제 라인의 모든 열린 세트가 분리 된 열린 간격의 셀 수있는 결합으로 기록 될 수 있음을 보았습니다. 이제 우리는 닫힌 세트를 자세히 살펴볼 것입니다. 실제 라인에서 가장 중요한 유형의 닫힌 세트를 소형 세트라고합니다:
정의 5.2.1: 컴팩트 세트 | |
집합 에스 실수의 모든 시퀀스가 에스 다시 포함 된 요소로 수렴하는 하위 시퀀스가있는 경우 압축 에스. |
예시 5.2.2: | |
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다음은 오픈 세트만을 기반으로 한 컴팩트 세트의 특성입니다:
정리 5.2.6: 하이네-보렐 정리 | |
ㅏ 세트 에스 실수 이다 컴팩트 한 경우 모든 열린 덮개 씨 의 에스 유한 서브 커버링으로 줄일 수 있습니다.
증명
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컴팩트 세트는 유한 세트와 많은 속성을 공유합니다. 예를 들어,ㅏ 과 비 두 개의 비어 있지 않은 집합 인 경우비 다음비#0. 즉,사실,유한하게 많은 세트에 대해서도 사실이지만,무한히 많은 세트에 대해서도 사실이 아닙니다.
예 5.2.7: | |
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컴팩트 세트는,다른 한편으로는,다음 장 중 일부에 사용되는 다음과 같은 좋은 속성이 있습니다:
발의안 5.2.8:중첩된 소형 집합의 교차점 | |
각 집합의 집합은 비어 있지 않고 압축되며+1입니다. 그런 다음=는 비어 있지 않습니다.
증명
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닫힌 세트의 또 다른 흥미로운 컬렉션은 완벽한 세트입니다:
정의 5.2.9:완벽한 세트 | |
세트 에스 이 닫혀 있고 모든 지점이 에스 의 누적 지점이라면 완벽합니다. |
예시 5.2.10: | |
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위의 결과의 응용 프로그램으로,우리는 완벽한 세트는 점을 많이 포함 닫힌 집합 것을 볼 수 있습니다:
제안 5.2.11:완벽한 세트는 셀 수 없습니다 | |
비어 있지 않은 모든 완벽한 세트는 셀 수 없어야합니다.
증명
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이 간격은 셀 수 없다는 사실의 빠른,하지만 오히려 정교한 증거를 얻을 수 있습니다:간격은 완벽한 세트,따라서,그것은 셀 수 있어야합니다.
폐쇄적이고 컴팩트하며 완벽한 세트의 또 다른 특이한 예는 칸토어 세트입니다.
정의 5.2.12: 칸토어 중간 세 번째 세트 | |
단위 간격으로 시작
그 세트에서 제거 중간 세 번째 설정
그 세트에서 제거 두 개의 중간 세 번째 설정
이 방법으로 계속,여기서
칸토어 세트 씨로 정의
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칸토어 세트는 실제 라인에서 닫힌 세트의 복잡한 구조를 나타냅니다. 다음과 같은 속성이 있습니다:
예제 5.2.13:칸토어 세트의 속성 | |
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이 세트에 대해 생각해보십시오.
- 길이 0 집합에는 헤아릴 수 없을 정도로 많은 점이 포함될 수 있다는 것은 놀라운 일입니다.
- 완벽한 세트는 열린 세트를 포함 할 필요가 없습니다
따라서 칸토어 세트는 실제 라인의 닫힌 부분 집합이 처음에는 직관이 제안하는 것보다 더 복잡 할 수 있음을 보여줍니다. 사실 그것은 종종 분석에서 어렵고 반 직관적 인 객체를 구성하는 데 사용됩니다.