Чому ми вирішуємо саме так приклад?

Все рациональные числа интервала выстраиваете в последовательность rn (n=1,2,...) следующим образом: сначала все правильные несократимые дроби со знаменателем 2 (будет одна такая дробь), потом дроби такого же типа со знаменателем 3 в порядке возрастания дробей (будет 1/3, 2/3) потом со знаменателем 4 (1/4, 3/4) и так далее со все большими и большими знаменателями. Все рациональные числа интервала окажутся в этой последовательности. Потом устанавливаете такое соответствие чисел отрезка числам интервала: 0 соответствует r1, 1 соответствует r2, ri соответствует r(i+2) для i=1,2,...

Отрезок - нет, потому через период что по определению взяв что если существует точка х , то должны в области определения существовать точки х+Т, где Т - период, то взяв крайнюю правую точку - получим противоречие
поэтому отрезок быть областью определения периодической функции не может
(вообще если задана хоть одна точка, то задано бесконечное число точек слева и справа от этой точке)

по этой же причине не может быть луч, взяв крайнюю точку - левый или правый край - обнаружим что дальше точек нет, а они должны быть

если за интервал принимается - вся действительна ось , то да может, но 
если определенный интервал вроде (4;6), то нет по причинам рассмотренным выше

множество целых чисел может быть областью определения периодической функции, в данном случае период должен быть целым числом
например 
f(x)= остаток от деления числа на 5 , х є Z , периодическая на области определения целых чисел с периодом 5