證明魏爾斯特拉斯聚點定理?

證明魏爾斯特拉斯聚點定理?使用者9680284365776562021-05-26 19:14:14

(1)引理的證明:我們來構造這個子列設有實數列,定義集合集合中的每個元素,都比其後的所有元素都大。如果X中有無限個元素,在其中取下標遞增的一個數列,那麼這個數列是的子列,並且單調遞減,構造完畢。如果X中元素個數有限,那麼如果設N為其中最大的下標,對任意的an,它之後至少會有一個元素大於它。於是取k0 = N + 1, 為第一個大於的元素的下標,為第一個大於的元素的下標,依此類推,就可以得到的一個子列,它是單調遞增的,構造完畢。綜上可得,有界的實數列必然包含單調的子列。(2)定理的證明:先考慮n = 1的情況。對於一個有界閉集中的實數列,取它的一個單調子列。不妨設這個子列單調遞增,由於數列有上界,這個子列必然收斂。又因為集合是閉集,收斂的極限必然在集合中,於是我們找到了收斂的子列,因此集合是序列緊緻的。對於,證明的思路是取多次子列。設為一個有界序列,則n個實數列都是有界數列。於是存在的子列使得收斂。但是仍是有界數列,因而存在子列使得也收斂(注意這裡必然是收斂的)。在進行類似的n次操作後,我們就可以得到一個子列,使得都收斂,也就是說存在子列收斂。由於集合是閉集,收斂的極限必然在集合中,因此集合是序列緊緻的,證畢。萊垍頭條