| 2016/02/13(Sat) 07:55:56 編集(投稿者)
(略解) x∈A,y∈Bについて d(x,y)=|x-y| d(A,B)=inf{d(x,y);x∈A,y∈B}とおきます。 Aが有界なときを考えます。(Bが有界なときも同様) 実数r>0があって、Aは原点のr近傍に含まれます。
B'={z∈C;|z|≦r+1}∩B とおく B'=φのとき 命題は成立。 B'≠φのとき B'は有界閉集合で d(A,B)=d(A,B') 以下Bは有界閉集合と考える(B'としてもいいが表記が煩雑なので)
有界閉集合上の連続関数は最小値をとることを利用する。
一点y∈Bをとると d(x,y)はx∈Aについて連続で、Aは有界閉集合なので d(A,y)=d(x,y)となるx∈Aが存在 したがって,d(A,B)≦inf{d(A,y);y∈B}…(1) また,ε>0に対して,d(x',y')≦d(A,B)+εとなるx'∈A,y'∈Bが存在し d(x',y')≧d(A,y')≧inf{d(A,y);y∈B} よって inf{d(A,y);y∈B}≦d(A,B)+ε…(2) (1),(2)より,d(A,B)=inf{d(A,y);y∈B}
d(A,y)はyについて連続であることを示す(証明略)
Bは有界閉集合なので,d(A,B)=d(x,y)となるx∈A,y∈Bが存在する A∩B=φなのでd(x,y)>0 よってd(A,B)>0
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