Доброго времени суток!
Пусть

- компактное метрическое пространство. Нужно доказать, что пространство

непрерывных на

функций сепарабельно.
Это утверждение вроде бы учебный факт. Хотел узнать, каким способом его обычно доказывают.
Мои попытки.
Доказательство.
1 способ. Так как

метрический компакт, то в нем существует счетное семейство непрерывных функций, разделяющих точки (в качестве этого семейства можно взять функции

, где

счетное всюду плотное подмножество в

). Обозначим его

. Пусть

- множество всех многочленов с произвольным количеством переменных, произвольных степеней и с рациональными коэффициентами. Это множество счетно, содержит единицу и образует алгебру.
Поскольку в

лежат многочлены произвольного количества переменных, то всевозможные функции вида

, где

образуют алгебру в

и разделяют точки, поэтому, согласно теореме Стоуна-Вейерштрасса, они всюду плотны, следовательно

сепарабельно.
2 способ. Пусть

- множество равномерно ограниченных константой

всех

-липшицевых функций на

, т.е.таких функций, что

и

для всех

. При каждых фиксированных

и

множество

компакт в

, поэтому оно сепарабельно. Обозначим

его счетное всюду плотное подмножество. Пространство

всех липшицевых функций на

образует алгебру, содержит единицу и разделяет точки, поэтому, согласно теореме Стоуна-Вейерштрасса, всюду плотно в

. Поскольку каждая липшицева на

функция лежит в каком-то

, то в качестве счетного всюду плотного подмножества в

можно взять

.
3 способ. Пусть

- конечное множество мощности

, тогда в качестве всюду плотного в

можно взять

. Если

- счетно, то тоже можно придумать какое-нибудь счетное всюду плотное подмножество. Если

- несчетно, то, согласно теореме Милютина, все пространства

(где

несчетный метрический компакт) линейно гомеоморфны между собой, в частности

линейно гомеоморфен
![$C[0,1]$ $C[0,1]$](https://dxdy-01.korotkov.co.uk/f/c/a/1/ca1e69cd98bea147d53c53dda6988e1882.png)
, а последнее пространство сепарабельно, следовательно и

сепарабельно.