삼각 부등식을 경우로 나누어 보인다. x=z이면 좌변 d(x,z)=0≤d(x,y)+d(y,z)이다. x=z이면 좌변 d(x,z)=1이다. 이때 임의의 y에 대해, y가 x와 같으면 우변은 0+1=1, y가 z와 같으면 1+0=1, y가 둘 다와 다르면 1+1=2이므로, 어느 경우에도 1≤d(x,y)+d(y,z)이다.
따라서 d(x,z)≤d(x,y)+d(y,z)가 모든 x,y,z에 대해 성립한다 — 이산 거리는 거리 공리를 모두 만족한다.
이산 거리 공간에서는 모든 부분집합이 열린집합임을 증명하세요.
B(x,1/2)={x}
r=0.5<1 — 모든 한 점 집합이 열린 공이다.증명 보기
A를 이산 거리 공간의 임의의 부분집합이라 하고, x∈A를 잡자.
r=1/2이라 두면 B(x,1/2)={x}이다: d(x,y)<1/2이면 d(x,y)의 값이 0 또는 1뿐이므로 d(x,y)=0이어야 하고, 이는 y=x를 뜻한다.
따라서 B(x,1/2)={x}⊆A이다. x가 임의였으므로 A의 모든 점은 내점 — A는 열린집합이다.
이산 거리 공간에서 수렴하는 수열은 결국 상수 수열임을 증명하세요.
d(xn,x)<1/2⟹xn=x
r=1.5>1 — 공이 전체 6점이 된다.증명 보기
xn→x라 하자. 수렴의 정의에서 ε=1/2에 대해, n≥N이면 d(xn,x)<1/2인 N이 존재한다.
이산 거리에서 d(xn,x)<1/2이면 d(xn,x)의 가능한 값이 0뿐이므로 d(xn,x)=0이어야 하고, 이는 xn=x를 뜻한다.