§ 19. Семейство нормальное в точке.
Семейство называется нормальным в точке, если существует круг, имеющий центр в этой точке, в котором семейство будет нормально.
Семейство нормальное в открытой области есть, очевидно, нормальное во всякой точке этой области. Обратное также верно:
Если семейство нормально во всех точках области
то оно нормально в этой области. Достаточно, как мы отмечали, доказать, что оно нормально в каждой замкнутой внутренней области. Пусть
такая область, тогда семейство нормально во всех точках
включая границу. Я утверждаю, что оно нормально в
В самом деле, предположим, что это будет не так и разделим область
на несколько замкнутых подобластей помощью системы квадратов со сторонами
По крайней мере в одной из этих частных областей
семейство
будет нормально, ибо, если оно нормально в каждой подобласти, то бесконечная последовательность функций
порождает подпоследовательность
сходящуюся в первой подобласти. Из этой последовательности
нормальной во второй подобласти, извлекаем вторую последовательность
сходящуюся равномерно в обеих первых областях. И так далее до последней последовательности
сходящейся во всех частных областях, т. е. в
что противоречит нашей гипотезе.
Итак, семейство не нормально в области
помощью системы квадратов со сторонами
содержащихся в первых, получаем новую область содержащуюся в в которой семейство не будет нормально. Затем, пользуясь разбиением на квадраты со сторонами
получаем область
содержащуюся в в которой семейство не будет нормально, и т. д. Вложенные одна в другую области: