Los racionales no son localmente compactos


Proposición. El conjunto de racionales $\mathbb{Q}$ no es localmente compacto.



Demostración

Basta ver que cualquier abierto $V \subset \mathbb Q$ es no compacto. $V$ contiene la intersección de un intervalo abierto de $\mathbb R$ con $\mathbb Q$: $\, V \supset (a,b) \cap \mathbb Q$. Tomemos en $(a,b)$ una sucesión de números irracionales $\, a < r_1 < r_2 < \dots < r_n < \dots\,$ con límite un irracional $ s < b$. Los abiertos $$ (- \infty, r_1) \cap V, \qquad (r_j, r_{j+1}) \cap \mathbb Q, \quad j \in \mathbb N , \qquad (s, + \infty) \cap V $$ forman un recubrimiento de $V $ sin ningún subrecubrimiento finito.