2020年6月27日土曜日

学習環境

解析入門(中) (松坂和夫 数学入門シリーズ 5) (松坂 和夫(著)、岩波書店)の第12章(距離空間の世界)、12.1(位相の基礎的諸概念)、問題12の解答を求めてみる。


  1. A = { m + 1 n ∈ ℝ | m ∈ ℤ ∧ n ∈ ℕ - { 0 } } ⊂ ℝ

    の集積点 全ての集合は整数全体の集合である。

    実際に確認。

    x を A の集積点 全部の集合の任意の元とする

    x ∈ A \ { x } -

    x が整数では ないと仮定する。

    x = m + 1 n , m ∈ ℤ , n ∈ ℕ - { 0 , 1 }

    このとき

    0 < r < 1 n + 1

    と満たす実数に対して

    B ( x ; r ) ∩ A \ { x } = ϕ

    よって

    x ∉ A \ { x } -

    となり矛盾。

    よって、

    A '

    の元が存在するとすれば整数である。

    m を任意の整数とする。

    任意の正の実数

    ε > 0

    に対して

    0 < 1 n < ε , n ∈ ℕ - { 0 }

    て満たす n をとれば

    m + 1 n ∈ A \ { m }
    m + 1 n ∈ B ( m ; ε )

    なので、

    B ( m ; ε ) ∩ A \ { m } ≠ ϕ

    よって、

    m ∈ A \ { m } -

    ゆえに、

    m ∈ A '

    以上 より、

    A ' = ℤ

    が成り立つ。

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