Kort spørsmål om teorem i Rudin

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
krje1980
Leibniz
Leibniz
Innlegg: 964
Registrert: 04/04-2009 20:55

Hei. Jobber iherdig med å pugge til eksamen i reell analyse. Det er en liten del av teorem 2.37 jeg lurer litt på. Prøveeksamen i går gikk ikke på langt nær så bra som den burde, så jeg har mye arbeid foran meg de neste to ukene! Teoremet lyder:

If [tex]E[/tex] is an infinite subset of a compact set [tex]K[/tex], then E has a limit point in [tex]K[/tex].

PROOF

If no point of [tex]K[/tex] were a limit point of E, then each [tex]q \in K[/tex] would have a neighborhood [tex]V_q[/tex] which contains at most one point of [tex]E[/tex] (namely, [tex]q[/tex], if [tex]q \in E[/tex]). It is clear that no finite subcollection of [tex]\{V_q\}[/tex] can cover [tex]E[/tex]; and the same is true of [tex]K[/tex], since [tex]E \subset K[/tex]. This contradicts the compactness of [tex]K[/tex].


Her er jeg egentlig med på det meste av argumentasjonen, men her gjør Rudin også det som er typisk for en del forfattere - han skriver "It is clear that. . ." når jeg faktisk er litt usikker på nøyaktig hvorfor noe er "clear".

Så altså - nøyaktig hvorfor er det slik at settet vi beskriver over ikke kan ha noe finite subcover? Er det fordi vi vet at E er uendelig, og at siden vi nå får et uendelig antall punkter, [tex]q[/tex], så vil vi ikke kunne finne et finite subcover? Men samtidig vil jo f.eks. et hvert kompakt sett i [tex]\mathbb{R}[/tex] også inneholde et uendelig antall punkter (ettersom [tex]\mathbb{R}[/tex] jo er komplett), så hva er det som gjør at vi i dette tilfellet ikke kan oppfylle kriteriet for kompakthet?

Setter stor pris på om noen kort kan forklare meg dette!
Charlatan
Guru
Guru
Innlegg: 2499
Registrert: 25/02-2007 17:19

{V_q} er en åpen overdekning av K, og dermed E. K er kompakt, så det finnes en endelig mengde V_q_1, V_q_2, ..., V_q_n som dekker K, og dermed E. Men siden V_q snitter E tomt eller i {q}, betyr det at E er en undermengde av {q_1,...,q_n}, noe som er umulig.

Kompakte mengder i R har ingen uendelige undermengder uten grensepunkt, så det er ikke et moteksempel.
krje1980
Leibniz
Leibniz
Innlegg: 964
Registrert: 04/04-2009 20:55

Ok. Takk. Så poenget er at ettersom det finnes et uendelig antall [tex]q[/tex], så kan vi ikke finne en endelig mengde [tex]V_q_1[/tex], [tex]V_q_2[/tex], . . . ., [tex]V_q_n[/tex]?
Svar