📐 Proposition XII.3.3・Lemma XII.3.4(countably compact ⟺ pseudocompact、normal 前提で)
- 📐 Proposition XII.3.3・Lemma XII.3.4(countably compact ⟺ pseudocompact、normal 前提で) #Card
- countably compact ⟹ pseudocompact の証明の要点は。逆向き(normal 前提)はどう証明するか。
Prop XII.3.3: countably compact な位相は functionally compact(pseudocompact)。
証明: $f\in C(\xi,\nu)$ に対し $X\subset\bigcup_{n<\omega}{|f|<n}$(可算開被覆)。countable compactness から有限部分被覆が取れ、$f$ は有界。
Lemma XII.3.4(逆、normal 前提): Hausdorff・functionally compact・normal な位相は countably compact。
証明(対偶): countably compact でないなら、cards/topology/countably-compact の特徴づけ経由で可算な閉離散部分空間 $A={a_n}$ が取れる。$A$ 上で $f(a_n):=n$ は $\tau_A$-連続(離散だから)。normal 性から Tietze の拡張定理(cards/topology/tietze-extension-theorem)で $X$ 全体に非有界に拡張でき、functionally compact に反する。
normality が本質的: このギャップを埋める仮定がないと、pseudocompact だが countably compact でない例(MAD 位相)が存在する。