Buongiorno, ho un quesito da porvi che mi sta bloccando da ieri. Ho X spazio topologico compatto e T2 (di Hausdorff) e mi si chiede di verificare o portare un controesempio della seguente affermazione: l'unione di una sua famiglia di compatti è compatta.
Come prima cosa ho notato che poiché X è T2 ogni suo sottinsieme compatto è chiuso e poiché X è anche compatto, ogni suo sottoinsieme chiuso è compatto. La conclusione è che un sottoinsieme di X è compatto se e solo se è chiuso.
Ora passiamo all'affermazione che devo dimostrare: sia $K = \bigcup_{i \in I} K_i$ con $K_i$ compatti allora $K$ é compatto? In pratica credo che dovremmo dimostrare che l'unione infinita di chiusi in uno spazio compatto e T2 è chiusa (cosa che in generale non è vera). Nel caso finito è ovviamente verificato. A naso mi verrebbe da dire che è vero anche se $I$ è infinito, ma non riesco a dimostrarlo!! Qualcuno ha qualche idea?