http://imgur.com/rn3CFc7.jpg

↑は野村隆昭著『微分積分学講義』です。

S が空集合の場合に(2)の議論が適用できません。（S に含まれる最大の自然数が存在しないため）

S が空集合の場合には、 n_0 = 1 とすればいいのは明らかですが。