MihrТут ко мне много вопросов. Я на них отвечу чуть позже. Пока с многогранником бы разобраться.
Вроде, авторы не намекают, а вполне явно говорят о разбиении пространства замкнутой поверхностью на две области. Да, это утверждение (как и целый ряд других) они оставляют без доказательства. И совершенно правильно делают. Вы всерьёз думаете, будто бы следует доказывать школьникам это утверждение?
То, что замкнутая кривая без самопересечений разбивает плоскость на два непересекающихся множества - это теорема Жордана. Исключительно трудная для доказательства, но вряд ли школьнику придет в голову, что такой факт надо доказывать. А тут, как я понимаю, ее трехмерный аналог.
Пока речь не идёт о доказательстве. Пока речь идёт о смысле написанного, в котором я увяз. Напомню, что речь идёт о следующем куске:
Если в нашей замкнутой многогранной поверхности каждое ребро содержится в двух её гранях, то эту многогранную поверхность называют замкнутой. Замкнутая многогранная поверхность разбивает точки пространства, которые её не принадлежат на два подмножества. Для одного существуют прямые, содержащиеся в этом подмножестве. Для другого - таких прямых не существует
Это пар.47. по 7-му изданию от 1981 года. Я смысла написанного в корне не понимаю. Сначала речь идёт о двух подмножествах (допустим). Потом про некоторое подмножество (которое из двух?) Если бы тут была опечатка или неточность, то наверное её к 7-му изданию исправили, учитывая повышенное внимание к учебнику.
Далее. А чего решили, что речь идёт о двух подмножествах? Если речь идёт о невыпуклых многогранниках (причём необязательно они должны быть гомеоморфны сфере), то там внутри их могут быть многочисленные пустоты, никак не связанные друг с другом. И тогда речь должна идти о разбиении пространства на несколько компонент линейной связности.
Понятие "компоненты связности" - это, как я понимаю, из теории графов. Здесь же речь идёт о двух связных областях пространства.
Я говорил о компоненте линейной связности. Любые две точки из одной компоненты компоненты можно соединить кусочно-линейным путём (который полностью лежит в этой компоненте). А вот из разных компонент - нет. Тут вообще пишется о чём-то своём. Поэтому я и написал, что авторы "намекают", ибо намёк сильно тонкий. Не каждый способен понять.