На плоскости-то банально - там "места" явно достаточно. А вот можно ли на прямой (сразу уж на интервале
)? Немного подумал и родил вот такую конструкцию. Буду рад, если кто-нибудь посмотрит. Нет ли ошибки?
Сначала пробуем первое, что придёт в голову (даже рациональных чисел знать не надо):
Множество плотно на , счётное, но нарушилось третье условие - нужно, чтобы (если верить википедии, штрихом обозначается множество предельных точек)Исправляемся:
Пусть на
-ом шаге добавляется
точек вида
,
(те же самые точки, что и раньше), НО теперь каждую из них окружим "защитной сферой"
- симметричным замкнутым интервалом шириной
Правила взаимодействия со сферой: никакая другая точка не может быть поставлена в защитную сферу. Если на очередном шаге точка
попадает в сферу, то эта точка просто не ставится. Даже если на очередном шаге ни одна вообще точка не будет поставлена - ничего страшного.
Пусть
- множество, которое получается в результате такой операции.
Утверждения:
1) Суммарная мера всех сфер не превосходит
, а на самом деле ещё меньше, т.к. некоторые сферы не будут поставлены вовсе или будут поставлены лишь "куском".
2) Тогда получаем как минимум половину точек
, которые не попадут ни в одну сферу. То есть таких точек - континуум. Назовём множество точек, не пересекшихся ни с одной сферой, множеством
3)
, поскольку каждая точка
попадает в свою сферу
4)
- всё же счётное, а не конечное. Следует также из пункта 2 (от противного).
5) В любой открытой окрестности любой точки из
есть точка из
. Доказательство от противного также. Здесь как раз должна помочь замкнутость защитных сфер.
6) Значит
, то есть множество всех предельных точек - континуально.