Linear order topology(Example IX.3.5)/📐 Theorem IX.3.6(コンパクト ⟺ 完備束)
- Linear order topology(Example IX.3.5)/📐 Theorem IX.3.6(コンパクト ⟺ 完備束) #Card
- 線形順序位相の定義と、コンパクト性が完備束であることと同値になる理由(証明の骨子)は。
線形順序集合 $(Z,\leq)$ 上、${z<s},{z>r}$ を subbase とする位相。$\mathbb{R},\mathbb{Q},[0,1]$(標準順序)が例。
Thm IX.3.6: 線形順序位相がコンパクト $\iff$ $(Z,\leq)$ が完備束(任意の非空部分集合が sup を持つ)。
($\Rightarrow$、対偶): 完備でないなら sup を持たない $A$ を取り、${z<a:a\in A}\cup{z>b:b\in A^+}$($A^+$=上界の集合)が有限部分被覆を持たない開被覆になる。
($\Leftarrow$): $S:={s:[0,s[\text{ が有限部分被覆を持つ}}$、$s^+:=\sup S$ を考え、$s^+\notin S$ と仮定すると矛盾($s^+$ を含む被覆元の左端 $r$ が $S$ に入り $r=\sup S$ に反する)— sup の存在を「有限被覆の壁」の上限として使う議論。
応用: $\omega_1\cup{\omega_1}$(第一非可算順序数、Example IX.3.7)は完備束なのでコンパクト。