В статье дано простое доказательство того, что отображение компактного метрического пространства в себя, не уменьшающее расстояния, является изометрией.
Отображение метрического пространства с метрикой называют изометрией, если для любых справедливо равенство . Мы докажем здесь следующее утверждение:
Теорема. Если отображение компактного метрического пространства в себя, такое что
для любых , то отображение — изометрия.
Напомним некоторые простые утверждения о метрических компактах и введём некоторые соглашения и определения, необходимые для дальнейшего изложения.
Через будем обозначать количество элементов конечного множества .
Для и множество назовем -окрестностью точки (или открытым шаром с центром в точке и радиусом ).
Конечное множество назовём -сетью в (или просто -сетью), если для любой точки найдётся точка такая, что . Множество назовём -разреженным, если для любых , таких, что .
Для любого конечного множества обозначим через сумму . Величину назовём длиной множества .
Читать полностью »