「数学コラム よくわかる!コンパクト性の説明 パート11 (2020/11/14)」
ハイネ=ボレルの被覆定理
閉集合[0,1]はコンパクトである
を
ボルツァーノ・ワイエルシュトラスの定理
(あらゆる有界なシークエンスは
特定の値に収束するサブシークエンスを持つ)
を使った証明を示します。


・・・どうでしょうかねえ^_^;
前回のハイネ=ボレル式、純正証明と違い、
・チェーンの構築
・チェーンの終わりの場所
を使わずいきなり答えが出てくるのがこのWB証明法の特徴です。
具体的な構築手順が存在しないので
感覚的にはちょっとむずかしく見えるかも知れませんが。
逆に言えば
「具体的な構築手順」
のプロセスをすっ飛ばしても
答えが出てくるので
慣れればこっちの方がスマートな解法になると思います。
ハイネ=ボレルの被覆定理とボルツァーノ・ワイエルシュトラスの定理
は等価です。
無限の開集合について:
・ORを考察したのがハイネ=ボレルの被覆定理であり、
・ANDを考察したのがボルツァーノ・ワイエルシュトラスの定理。
両者は表裏一体。
コンパクト性の本質を言い表した定理です。