>>402
まずA∪B=V1∪V2 (V1,V2は互いに素な開集合(*))と仮定
(連結の定義より、示すべきはV1=ΦもしくはV2=Φ)
A1=(A∩V1)とA2=(A∩V2)はA=A1∪A2であり、仮定より互いに素であり
Aの開集合(*)。したがってAは連結なので、A1=ΦもしくはA2=Φ
Bについても同様。
ここでA1=Φの場合を考える。
このときB1=V1なので、もしB2=Φであれば、B=V1となる
しかしA∩B=A∩V1≠ΦからAとV1は共通部分を持つことに、A1=Φという仮定に反する。
したがってB2≠Φであり、Bの連結性からB1=Φである。
したがってV1=Φである。
A2=Φの場合は同様にしてV2=Φとなる。

(*)単に開集合と書いたが、すべて相対位相に関して開集合という意味。