ПОЛЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ ЧИСЕЛ.
211
Поэтому ап при любом но,
т. е. lim ап отку-
да а
Итак, один из трёх указанных выше случаев обязательно имеет
место. Если класс а положителен, то существует рациональное а > О
и по такие, что ап>а, при любом п>по. Этим исклю-
чается как lim т. е. так и положительность класса — а.
Аналогично показывается, что положительность — а исключает два
других случая. Этим уже доказано, что все три случая несовместимы,
т. е. свойство lX выполнено.
Свойство Х выполнено, так как сумма и произведение по-
ложительных последовательностей, очевидно, снова положи-
тельны.
Итак, доказано, что — расположенное поле. Считая р, если
— р положительный класс, введём в Do порядок, при котором
положительные элементы и только они будут больше нуля (S 10,
теорема 1).
Легко видеть, что единицей поля Do будет класс, содержащий
1, 1, . и все последовательности ап },
последовательность 1 1
ей эквивалентные, т. е. такие, для которых lim 1. Будем обо-
значать этот класс через (1).
Покажем, что в Do выполнена аксиома Архимеда XI. Пусть класс
содержит последовательность ап Выше мы показали, что фунда-
ментальная последовательность ограничена. Поэтому существует ра-
циональное число а такое, что ianl
любом п. Так как в поле рациональных чисел аксиома Архимеда
выполнена (S 23, теорема З), то существует натуральное число
1. Тогда при любом п и, следовательно, класс
К • положителен, т. е. К • Отсюда для поля D о вы-
текает Xl.
Наконец, покажем, что в Г-)о выполнена аксиома полноты ХН (S 24,
определение 5). Заметим сначала, что если класс а содержит после-
довательность ап }, где ап>О при любом п, большем некоторого
натурального числа пе, то а > (О), так как, очевидно, неравенство
невозможно. Поэтому, если а содержит { ап} и р содержит
bn }, то из ап>Ьп при любом п>по следует а>Р. Аналогично
тому, как классы, содержащие последовательности О } и 1 }, мы
обозначили через (0) и (1), мы теперь для любого рационального
числа а обозначим через (а) класс, содержащий последовательность
Такие последовательности, все члены которых
равны, мы будем называть стационарными. Очевидно, что соответ-
ствие а (а) является изоморфным отображением поля Г рацио-
нальных чисел на множество Г' всех классов, содержащих стацио-
нарные последовательности. Следовательно, 1” также является полем
(S 9, теорема 1).
В поле Do, как в любом архимедовски расположенном поле,
определены понятия предела и фундаментальной последовательности,
14 *