22/05/04 16:21:40.81 7dyAL/mA.net
できました
ボルツァーノ・ワイヤストラスの定理。CをR^nの点列コンパクト集合とする。
・点列コンパクト集合Cの点列xkで、xk→cとなるものをとる。仮定により、部分列x(k1)が存在し、x(k1)→d∈Cとなる。収束する数列の部分列は同じ値に収束するからd=c。すなわちCは閉集合である。
・Cが非有界集合であるとする。いかなる正数kに対してもC⊂Un(0, k)とはならない。xk∈Cで|xk|≧kとなるものが存在する。点列xkは+∞に発散するので収束する部分列を持たない。
・R^nの閉部分集合でF⊂Cとなるものが存在する。Fの部分列はCの部分列とも考えられるので、Fの部分列x(k1)→c∈Cとなるものが存在する。Fは閉集合なのでc∈Fである。
・有界閉区間[-r, r]⊂R (r>0)は点列コンパクトである。これはワイヤストラスの定理である。
・有界閉集合FをF⊂Un(0 ; r)のようにとれる。K=I×I×…×I⊂R^nとするとKは点列コンパクト集合である。F⊂Kは閉集合であるから点列コンパクトになる。KはR^nの区間と呼ばれる。
・以上によりR^nの点列コンパクト集合Cは閉集合であり、有界集合であり、Cに含まれるR^nの閉集合Fは点列コンパクト集合であり、一次元閉区間Iは点列コンパクト集合であり(ワイヤストラスの定理)、R^nの閉区間Kは点列コンパクト集合である。