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	<title>Separable Metric Spaces - Revision history</title>
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		<title>Lila at 17:54, 8 November 2021</title>
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&lt;tr&gt;&lt;td colspan=&quot;2&quot; class=&quot;diff-lineno&quot; id=&quot;mw-diff-left-l31&quot; &gt;Line 31:&lt;/td&gt;
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&lt;tr&gt;&lt;td class='diff-marker'&gt;−&lt;/td&gt;&lt;td style=&quot;color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #ffe49c; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;&quot;&gt;&lt;div&gt;&amp;lt;p&amp;gt;Recall &lt;del class=&quot;diffchange diffchange-inline&quot;&gt;from the &amp;lt;a href=&amp;quot;/dense-sets-in-a-metric-space&amp;quot;&amp;gt;Dense Sets in a Metric Space&amp;lt;/a&amp;gt; page &lt;/del&gt;that if &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is a metric space then a subset &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S \subseteq M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is said to be dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if for every &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;r &amp;gt; 0&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; we have that:&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;/div&gt;&lt;/td&gt;&lt;td class='diff-marker'&gt;+&lt;/td&gt;&lt;td style=&quot;color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #a3d3ff; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;&quot;&gt;&lt;div&gt;&amp;lt;p&amp;gt;Recall that if &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is a metric space then a subset &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S \subseteq M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is said to be dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if for every &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;r &amp;gt; 0&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; we have that:&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;/div&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;
&lt;tr&gt;&lt;td class='diff-marker'&gt; &lt;/td&gt;&lt;td style=&quot;background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;&quot;&gt;&lt;div&gt;&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad B(x, r) \cap S \neq \emptyset \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;/div&gt;&lt;/td&gt;&lt;td class='diff-marker'&gt; &lt;/td&gt;&lt;td style=&quot;background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;&quot;&gt;&lt;div&gt;&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad B(x, r) \cap S \neq \emptyset \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;/div&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;
&lt;tr&gt;&lt;td class='diff-marker'&gt; &lt;/td&gt;&lt;td style=&quot;background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;&quot;&gt;&lt;div&gt;&amp;lt;p&amp;gt;In other words, &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if every open ball contains a point of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;/div&gt;&lt;/td&gt;&lt;td class='diff-marker'&gt; &lt;/td&gt;&lt;td style=&quot;background-color: #f8f9fa; color: #222; font-size: 88%; border-style: solid; border-width: 1px 1px 1px 4px; border-radius: 0.33em; border-color: #eaecf0; vertical-align: top; white-space: pre-wrap;&quot;&gt;&lt;div&gt;&amp;lt;p&amp;gt;In other words, &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if every open ball contains a point of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;/div&gt;&lt;/td&gt;&lt;/tr&gt;
&lt;/table&gt;</summary>
		<author><name>Lila</name></author>
		
	</entry>
	<entry>
		<id>https://mathresearch.utsa.edu/wiki/index.php?title=Separable_Metric_Spaces&amp;diff=3624&amp;oldid=prev</id>
		<title>Lila: Created page with &quot;===Dense Sets in a Metric Space=== &lt;p&gt;We will now look at a new concept regarding metric spaces known as dense sets which we define below.&lt;/p&gt; &lt;blockquote style=&quot;background: w...&quot;</title>
		<link rel="alternate" type="text/html" href="https://mathresearch.utsa.edu/wiki/index.php?title=Separable_Metric_Spaces&amp;diff=3624&amp;oldid=prev"/>
		<updated>2021-11-08T17:53:03Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Created page with &amp;quot;===Dense Sets in a Metric Space=== &amp;lt;p&amp;gt;We will now look at a new concept regarding metric spaces known as dense sets which we define below.&amp;lt;/p&amp;gt; &amp;lt;blockquote style=&amp;quot;background: w...&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;b&gt;New page&lt;/b&gt;&lt;/p&gt;&lt;div&gt;===Dense Sets in a Metric Space===&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;We will now look at a new concept regarding metric spaces known as dense sets which we define below.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;blockquote style=&amp;quot;background: white; border: 1px solid black; padding: 1em;&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;td&amp;gt;&amp;lt;strong&amp;gt;Definition:&amp;lt;/strong&amp;gt; Let &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; be a metric space and let &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S \subseteq M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. Then &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is said to be &amp;lt;strong&amp;gt;Dense&amp;lt;/strong&amp;gt; in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if for every &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and for every &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;r &amp;gt; 0&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; we have that &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;B(x, r) \cap S \neq \emptyset&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;, i.e., every open ball in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; contains a point of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/blockquote&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;In any metric space &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; the whole set &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is always dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. Furthermore, the empty set &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\emptyset&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is not dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;For a less trivial example, consider the metric space &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(\mathbb{R}, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; where &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;d&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is the usual Euclidean metric defined for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x, y \in \mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; by &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;d(x, y) = \mid x - y \mid&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;, and consider the subset &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{Q} \subset \mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; of rational numbers.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;The set &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{Q}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; because for any open ball, i.e., for any &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in \mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and for any &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;r &amp;gt; 0&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; we have that the open interval &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(x - r, x + r)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; contains a rational number as we saw on &amp;lt;a class=&amp;quot;newpage&amp;quot; href=&amp;quot;/the-density-of-real-numbers-theorem&amp;quot;&amp;gt;The Density of Real Numbers Theorem&amp;lt;/a&amp;gt; page.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;For a counterexample, consider the set &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{Z} \subset \mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; of integers. We claim that &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{Z}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is not dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. To show this, consider the following ball:&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad B \left ( \frac{1}{2}, \frac{1}{2} \right ) = (0, 1) \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;Clearly &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{Z} \cap (0, 1) = \emptyset&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and so &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{Z}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is not dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;We will now look at a nice theorem which tells us that for a metric space &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; a set &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S \subseteq M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if and only if its closure equals &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;blockquote style=&amp;quot;background: white; border: 1px solid black; padding: 1em;&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;td&amp;gt;&amp;lt;strong&amp;gt;Theorem 1:&amp;lt;/strong&amp;gt; Let &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; be a metric space and let &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S \subseteq M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. Then, &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if and only if &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\bar{S} = M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/blockquote&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;&amp;lt;em&amp;gt;Recall from the &amp;lt;a href=&amp;quot;/adherent-accumulation-and-isolated-points-in-metric-spaces&amp;quot;&amp;gt;Adherent, Accumulation, and Isolated Points in Metric Spaces&amp;lt;/a&amp;gt; page that &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\bar{S}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; denotes the closure of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;, and we defined the closure of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; to be the set of adherent points of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/em&amp;gt;&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;li&amp;gt;&amp;lt;strong&amp;gt;Proof:&amp;lt;/strong&amp;gt; &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\Rightarrow&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; Suppose that &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. Then for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;r &amp;gt; 0&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; we have that:&amp;lt;/li&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad B(x, r) \cap S \neq \emptyset \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;li&amp;gt;So every &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is an adherent point of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. The set of all adherent points of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is the closure of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;, so &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\bar{S} = M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/li&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;li&amp;gt;&amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\Leftarrow&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; Suppose that &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\bar{S} = M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. Then every point of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is an adherent point of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;, i.e., for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;r &amp;gt; 0&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; we have that:&amp;lt;/li&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad B(x, r) \cap S \neq \emptyset \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;li&amp;gt;Therefore &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\blacksquare&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;&amp;lt;/li&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/ul&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
===Separable Metric Spaces===&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;Recall from the &amp;lt;a href=&amp;quot;/dense-sets-in-a-metric-space&amp;quot;&amp;gt;Dense Sets in a Metric Space&amp;lt;/a&amp;gt; page that if &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is a metric space then a subset &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S \subseteq M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is said to be dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if for every &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x \in M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; and for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;r &amp;gt; 0&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; we have that:&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad B(x, r) \cap S \neq \emptyset \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;In other words, &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; if every open ball contains a point of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;We will now look at a special type of metric space known as a separable metric space which we define below.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;blockquote style=&amp;quot;background: white; border: 1px solid black; padding: 1em;&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;td&amp;gt;&amp;lt;strong&amp;gt;Definition:&amp;lt;/strong&amp;gt; A metric space &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(M, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is said to be &amp;lt;strong&amp;gt;Separable&amp;lt;/strong&amp;gt; if there exists a countable dense subset &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;S&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; of &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;M&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;.&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/blockquote&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;For example, consider the metric space &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(\mathbb{R}, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; where &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;d&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is the usual Euclidean metric defined for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;x, y \in \mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; by &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;d(x, y) = \mid x - y \mid&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;. Then the subset &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{Q}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{R}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; since every open interval contains rational numbers.&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;In fact, in general, the metric space &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;(\mathbb{R}^n, d)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; where &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;d&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; is the usual Euclidean metric defined for all &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbf{x} = (x_1, x_2, ..., x_n), \mathbf{y} = (y_1, y_2, ..., y_n) \in \mathbb{R}^n&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt; by:&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad \| \mathbf{x} - \mathbf{y} \| = \sqrt{(x_1 - y_1)^2 + (x_2 - y_2)^2 + ... + (x_n - y_n)^2} \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;p&amp;gt;Then it can be shown similarly that the following set is dense in &amp;lt;span class=&amp;quot;math-inline&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\mathbb{R}^n&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/span&amp;gt;:&amp;lt;/p&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;div style=&amp;quot;text-align: center;&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;\begin{align} \quad \mathbb{Q}^n = \{(x_1, x_2, ..., x_n) \in \mathbb{R}^n : x_1, x_2, ..., x_n \in \mathbb{Q} \} \end{align}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/div&amp;gt;&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
== Licensing == &lt;br /&gt;
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* [http://mathonline.wikidot.com/dense-sets-in-a-metric-space Dense Sets in a Metric Space, mathonline.wikidot.com] under a CC BY-SA license&lt;br /&gt;
* [http://mathonline.wikidot.com/separable-metric-spaces Separable Metric Spaces, mathonline.wikidot.com] under a CC BY-SA license&lt;/div&gt;</summary>
		<author><name>Lila</name></author>
		
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