vor (Fall I,
rhanden sein,
einen Häu-
il unendlich
Ls Häufungs-
edenfalls der
mindestens
h. es möge
Punkte von
rechts von <5
eine rechte
e Größe der
er seihst ein
auf g links
ere Schranke
der auch eine
= 20 könnte
men werden,
anke von M
3n. Das Best-
rreicht, wenn
. . . tritt es
gliche obere
tn ihre obere
liegen also
enschaft (&)),
reite Beispiel
ihe von links
aber nur von
s ist y Häu-
wie etwa für
h rechts be-
g eine obere
lese Tatsache
rs erst später
s kaum einer
hier die Be-
Obere und untere Grenze
47
trachtung durch einen Beweis ergänzen, der in der Methode dem in Num
mer 5 gegebenen ähnlich ist, und wie dort einfach darin besteht, die obere
Grenze y als Dezimalbruch unmittelbar zu konstruieren und hierdurch an
zugeben. Zu diesem Zweck betrachten wir wie damals die von zwei auf
einanderfolgenden ganzen Zahlen oder der Null begrenzten Strecken,
durchlaufen sie von links nach rechts und suchen die letzte aus, die noch
Punkte von M enthält. Sie sei t 0 . Eine solche muß es geben, da rechts
von 6 überhaupt keine Punkte von M mehr liegen. t 0 werde in 10 gleiche
Teile geteilt, die Teile werden von links nach rechts mit den Ziffern 0
bis 9 numeriert, und derjenige Teil mit der Nummer 0. ausgesucht, der
hei diesem Durchlaufen von links nach rechts zum letzten Male Punkte
von M enthält. t x wird wieder in 10 kleinere Teile mit den Nummern 0
bis 9 zerlegt, und der letzte dieser, t 2 , ermittelt, in den noch eben Punkte
von M fallen. So kann man wieder unbegrenzt fortfahren und erhält —
zunächst unter der Voraussetzung, daß der linke Endpunkt von t 0 keine
negative Zahl ist, und daß dann die Zahl dieses linken Endpunktes als
Nummer gegeben wird — als Darstellung des innersten Punktes sämt
licher derart erhaltenen Intervalle wie in Nummer 5 einen Dezimalbruch
t 0 , t x t 2 . . ., der die gesuchte obere Grenze y liefert.
Daß das so konstruierte y tatsächlich die Eigenschaften der fraglichen
oberen Grenze hat, sieht man so:
a) Läge zunächst rechts von y noch ein Punkt z von M (Fig. 34), so
könnten wir die Nummer n so groß wählen, daß die Strecke t n kleiner als
die Entfernung yz würde (die t n streben ^
mit wachsendem n gegen Null!). Da in —-—i o-
diesem t n der Punkt y liegen muß, müßte
sich rechts von dem genannten t n
noch ein Punkt z von M vorfinden; das aber widerspräche der oben an
gegebenen Konstruktions Vorschrift der t { (i — 0, 1, 2, . . .).
b) Ist y nun selbst ein Punkt von M, so sind wir fertig.
c) Ist dies aber nicht der Fall, so müssen in der linken Hälfte jeder
noch so kleinen zu y gehörigen s-Strecke noch Punkte von M liegen;
denn in die e-Strecke kriechen die Strecken f 0 , t x , t 2 , . . . von einer ge
wissen Nummer n an wieder hinein, und da jedes t { nach Konstruktion
Punkte von M enthält, finden sich solche — dann notwendig von y ver
schiedene, wenn y nicht seihst zu M gehört — auch in der s-Strecke, und
zwar zwangsläufig links von y, da rechts von y überhaupt keine Punkte
von M liegen können, wie vorhin bereits gezeigt wurde. Dann ist also y
Häufungspunkt von Punkten von M von links her.
Ist der linke Endpunkt von t 0 eine negative Zahl, so ist zuerst wieder
wie in Nummer 5 eine Verschiebung nach rechts vorzunehmen, die am
Schluß rückgängig gemacht wird.
Genau so beweist man, daß bei nach links beschränkten Mengen, bei
Mengen also, die eine untere Schranke besitzen, eine linke oder untere
Grenze y existiert, welche die entsprechenden Eigenschaften wie y besitzt.
Fig. 34.