Keyboard shortcuts

Press or to navigate between chapters

Press S or / to search in the book

Press ? to show this help

Press Esc to hide this help

习题 1.23

为完备度量空间, 非空子集 的直径定义为 为非空闭集, 且任取 , , 又设 . 求证: 为单点集. 举例说明条件 是必要的.

解答

解答使用 DeepSeek v3.2 Speciale 生成

证明:任取 。由于 ,故当 ,从而

因为 ,所以 是 Cauchy 列。由 的完备性,存在 使得

下证 。固定 ,当 ,即 中收敛于 的序列。 是闭集,故 。由 的任意性知

再证唯一性。若 ,则对任意 ,于是

,从而 。因此 恰含一个点。


举例说明条件 是必要的:取 (完备度量空间),令

每个 是非空闭集,且 。但 ,不趋于 。此时 ,不是单点集。
(也可考虑 ,此时 ,而 包含无穷多点。)
由此可见条件 不可去掉。