В книге Колмогорова и Фомина приводится теорема (гл.2, параграф 6.1)
Цитата:
Теорема 3. Замкнутое подмножество компактного пространства компактно.
Доказательство я прочитал и вроде разобралcя. Но там доказывается через центрированную систему замкнутых множеств. Поэтому я попробовал найти в сети доказательства из первых принципов. Одно такое доказательство можно найти по ссылке
https://proofwiki.org/wiki/Closed_Subsp ... is_CompactКогда пытался разобраться возник непонятный момент.
Пусть
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
- компактное пространство.
![$C$ $C$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/b/3/9b325b9e31e85137d1de765f43c0f8bc82.png)
- замкнутое подмножество
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
.
![$\mathcal{U}$ $\mathcal{U}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/0/6/e06ba62f2bfed5cf8a0fae61c45d4ac882.png)
- открытое покрытие
![$C$ $C$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/b/3/9b325b9e31e85137d1de765f43c0f8bc82.png)
.
Ясно, что
![$T\smallsetminus C$ $T\smallsetminus C$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/d/5/cd54c58672834dbf11fc5842cbbcacad82.png)
открыто в
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
.
Добавим
![$T\smallsetminus C$ $T\smallsetminus C$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/d/5/cd54c58672834dbf11fc5842cbbcacad82.png)
к
![$\mathcal{U}$ $\mathcal{U}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/0/6/e06ba62f2bfed5cf8a0fae61c45d4ac882.png)
, видим, что
![$\mathcal{U}\cup (T\smallsetminus C)$ $\mathcal{U}\cup (T\smallsetminus C)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/2/a/12a04688ba50cf09547feb47d9642ccb82.png)
- открытое покрытие
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
.
Мне кажется, последнее утверждение не правильно. Можно например взять
![$T=[0,4]$ $T=[0,4]$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/f/f/1/ff1614f1b3b7e2f3129e9843b01f3e6d82.png)
,
![$C=[1,3]$ $C=[1,3]$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/3/c/13c106eac876497e3781c4425151e54782.png)
. Так как
![$\mathcal{U}_1=[1,2)$ $\mathcal{U}_1=[1,2)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/5/d/b5d5babbc0df4a4bb2c9a55f8dafaf0d82.png)
открыто в
![$C$ $C$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/b/3/9b325b9e31e85137d1de765f43c0f8bc82.png)
, то можно взять
![$\mathcal{U}_1=[1,2)$ $\mathcal{U}_1=[1,2)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/5/d/b5d5babbc0df4a4bb2c9a55f8dafaf0d82.png)
в качестве какого-то элемента открытого покрытия
![$\mathcal{U}$ $\mathcal{U}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/0/6/e06ba62f2bfed5cf8a0fae61c45d4ac882.png)
множества
![$C$ $C$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/b/3/9b325b9e31e85137d1de765f43c0f8bc82.png)
. Но в
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
множество
![$\mathcal{U}_1=[1,2)$ $\mathcal{U}_1=[1,2)$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/5/d/b5d5babbc0df4a4bb2c9a55f8dafaf0d82.png)
уже не будет ни открытым, ни замкнутым. Поэтому
![$\mathcal{U}\cup (T\smallsetminus C)$ $\mathcal{U}\cup (T\smallsetminus C)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/2/a/12a04688ba50cf09547feb47d9642ccb82.png)
не будет открытым покрытием
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
.
Мне кажется, они наверно хотели сказать, что если
![$\mathcal{U}'$ $\mathcal{U}'$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/e/1/ae16e3b270ae3d03d361ec8488aaff8c82.png)
- открытое покрытие
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
, которое индуцирует открытое покрытие
![$\mathcal{U}$ $\mathcal{U}$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/0/6/e06ba62f2bfed5cf8a0fae61c45d4ac882.png)
в
![$C$ $C$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/b/3/9b325b9e31e85137d1de765f43c0f8bc82.png)
, то
![$\mathcal{U}'\cup (T\smallsetminus C)$ $\mathcal{U}'\cup (T\smallsetminus C)$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/4/6/6/466dabc50f473c49eed4f836625e92ee82.png)
будет открытым покрытием
![$T$ $T$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/2/f/1/2f118ee06d05f3c2d98361d9c30e38ce82.png)
. Это так?