Hola, hay una forma más directa de probarlo sin usar esa propiedad: tomemos un conjunto tal que y supongamos que no es cerrado, es decir, que no es abierto. Esto implica que existe un punto que no es interior a , o sea que toda bola centrada en contiene al menos un punto de . Formalmente, existe un tal que para todo radio la bola cumple . Como , esto quiere decir que toda bola centrada en interseca tanto a como a , es decir, que es un punto frontera de . Entonces encontramos un punto frontera de que no pertenece a (ya que pertenece a ), lo que contradice la hipótesis que .
Saludos