Просматривал доказательство теоремы Жордана (которая про замкнутую кривую и несвязность дополнения) из "Элементов комбинаторной и дифференциальной топологии" Прасолова, заметил странный момент в одной из Лемм. А именно...
(Жордановой кривой называется образ
при непрерывном инъективном отображении
)
Цитата:
Лемма:
Если
- жорданова кривая, то
не является линейно связным.
Д о к а з а т е л ь с т в о. Проведём к кривой
опорные прямые и вы-
берем на них точки
и
, лежащие на кривой
. На двух дугах кри-
вой
, заданных точками
и
, можно выбрать точки
и
так,
что отрезок
не будет пересекать кривую
(рис. 35); действительно,
каждая из этих двух дуг является компактным множеством, поэтому пере-
сечение дуги с любой прямой, параллельной опорным прямым, компактно.
На отрезке
выберем точку
. Если бы точки
и
можно
было бы соединить путём, не пересекающим кривую
, то мы получили
бы вложение графа
в плоскость, чего не может быть.
Ну допустим понятно, что подразумевалось "внутренность отрезка не будет пересекать кривую...", "выберем на интервале
..."; но не вполне понятно, почему точки
вообще можно выбрать - и тем более такими тривиальными аргументами.
Я попробовал доказать это, выбирая нужные точки в близости к
, рассматривал пересечение её окрестностей с кривой минус линейно связная компонента точки
при этом пересечении, замыкал все это дело, получал убывающую последовательность компактов с пустым пересечением, а отсюда - пустоту некоторого конечного пересечения. Но точка
может не быть изолированной, при этом не лежать на некотором отрезке (канторово мн-во пусть, допустим, будет в пересечении
с левой вертикальной прямой), поэтому подобные тривиальности опять же не проходят.
Собственно... как же это легко доказывается?