「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


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。



ボルツァーノ・ワイエルシュトラスの定理
なぜ「柱」が出てくるかの説明はこちら。