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闭集

拓扑空间中,闭集是指其补集开集的集合。在一个拓扑空间内,闭集可以定义为一个包含所有其极限点的集合。在完备度量空间中,一个闭集的极限运算是闭合的。不要混淆于闭流形

满足的点着蓝色。满足的点着红色。红色的点形成了开集。红色和蓝色的点的并集是闭集。

闭集等价的定义 编辑

在一個任意的拓扑空间 内,一个集合 是闭集当且仅当它与它的闭包 相同。等价地,一个集合 是闭集当且仅当所有的极限点都是这个集合中的点;也就是, 

性质 编辑

闭集包含其自身的边界。换句话说,这个概念基于“外部”的概念,如果你在一个闭集的外部,你稍微“抖动”一下仍在这个集合的外部。注意,这个概念在边界为空的时候还是真的,比如在有理数的度量空间中,对于平方小于2的数的集合。

任意多个闭集的交集是闭集;有限多个闭集的并集是闭集。特别的,空集和全空间是闭集。

交集的性质也被用来定义空间 上的集合 闭包,即 的闭合子集中最小的 父集。特别的, 的闭包可以通过所有的其闭合父集的交集来构造。

例子 编辑

  • 区间 实数上是闭集。(方括号、圆括号的集合符号,参见区间文中的解释。)
  • 单位区间 在实数 的度量空间中是闭集。而集合 有理数 上是闭集,但在实数 上并不是闭集。
  • 有些集合既不是开集也不是闭集,如实数 上的半开区间 
  • 有些集合既是开集也是闭集叫做闭开集,最簡單的例子就是空集合以及拓樸空間本身。
  • 半区间 在實數 上是闭集。
  • 康托尔集是一个独特的闭集,它包含所有边界点,并且没有一处是稠密的。
  • 仅包含一个点的集合(显然它是有限集)在豪斯多夫空间内是闭集。
  • 如果  是拓扑空间,而 是一個從  的連續函數當且僅當 中任意的閉集 原像  中也是闭集。

细说 编辑

上述闭集的定义是根据开集而来得,这一概念在拓扑空间上是有意义的,同时也适用于含有拓扑结构的其他空间,如度量空间可微流形一致空间和规格空间。

另一种对闭集的定义是通过序列。拓扑空间 上的子集 闭合的,当且仅当 的元素组成的任意序列的任意极限仍然属于 。这一表述的价值在于,它可以用在收敛空间的定义中,而收敛空间比拓扑空间更普通。注意,这一表述仍然依赖背景空间 ,因为序列是否在 中收敛依赖于 中的点。

集合是否是闭合的通常取决于它所在的空间。然而在某种意义上,紧致豪斯多夫空间是“绝对闭合的”。精确地说,将紧致的豪斯多夫空间 放在任意豪斯多夫空间 中, 总是 的一个闭合子集;这和“背景空间”没有关系。实际上,这个性质刻画了紧致的豪斯多夫空间。

参见 编辑

闭集, 在拓扑空间中, 是指其补集为开集的集合, 在一个拓扑空间内, 可以定义为一个包含所有其极限点的集合, 在完备度量空间中, 一个的极限运算是闭合的, 不要混淆于闭流形, 满足x, displaystyle, 的点, displaystyle, 着蓝色, 满足x, displaystyle, 的点, displaystyle, 着红色, 红色的点形成了开集, 红色和蓝色的点的并集是, 目录, 等价的定义, 性质, 例子, 细说, 参见等价的定义, 编辑在一個任意的拓扑空间, displaystyle, math. 在拓扑空间中 闭集是指其补集为开集的集合 在一个拓扑空间内 闭集可以定义为一个包含所有其极限点的集合 在完备度量空间中 一个闭集的极限运算是闭合的 不要混淆于闭流形 满足x 2 y 2 r 2 displaystyle x 2 y 2 r 2 的点 x y displaystyle x y 着蓝色 满足x 2 y 2 lt r 2 displaystyle x 2 y 2 lt r 2 的点 x y displaystyle x y 着红色 红色的点形成了开集 红色和蓝色的点的并集是闭集 目录 1 闭集等价的定义 2 性质 3 例子 4 细说 5 参见闭集等价的定义 编辑在一個任意的拓扑空间 X T displaystyle X mathcal T nbsp 内 一个集合C displaystyle C nbsp 是闭集当且仅当它与它的闭包C displaystyle bar C nbsp 相同 等价地 一个集合C displaystyle C nbsp 是闭集当且仅当所有的极限点都是这个集合中的点 也就是 C C displaystyle C subseteq C nbsp 性质 编辑闭集包含其自身的边界 换句话说 这个概念基于 外部 的概念 如果你在一个闭集的外部 你稍微 抖动 一下仍在这个集合的外部 注意 这个概念在边界为空的时候还是真的 比如在有理数的度量空间中 对于平方小于2的数的集合 任意多个闭集的交集是闭集 有限多个闭集的并集是闭集 特别的 空集和全空间是闭集 交集的性质也被用来定义空间X displaystyle X nbsp 上的集合A displaystyle A nbsp 的闭包 即X displaystyle X nbsp 的闭合子集中最小的A displaystyle A nbsp 的父集 特别的 A displaystyle A nbsp 的闭包可以通过所有的其闭合父集的交集来构造 例子 编辑区间 a b displaystyle a b nbsp 在实数上是闭集 方括号 圆括号的集合符号 参见区间文中的解释 单位区间 0 1 displaystyle 0 1 nbsp 在实数R displaystyle mathbb R nbsp 的度量空间中是闭集 而集合 0 1 Q displaystyle 0 1 cap mathbb Q nbsp 在有理数Q displaystyle mathbb Q nbsp 上是闭集 但在实数R displaystyle mathbb R nbsp 上并不是闭集 有些集合既不是开集也不是闭集 如实数R displaystyle mathbb R nbsp 上的半开区间 0 1 displaystyle 0 1 nbsp 有些集合既是开集也是闭集叫做闭开集 最簡單的例子就是空集合以及拓樸空間本身 半区间 1 displaystyle 1 infty nbsp 在實數R displaystyle mathbb R nbsp 上是闭集 康托尔集是一个独特的闭集 它包含所有边界点 并且没有一处是稠密的 仅包含一个点的集合 显然它是有限集 在豪斯多夫空间内是闭集 如果X displaystyle X nbsp 和Y displaystyle Y nbsp 是拓扑空间 而f displaystyle f nbsp 是一個從X displaystyle X nbsp 到Y displaystyle Y nbsp 的連續函數當且僅當Y displaystyle Y nbsp 中任意的閉集C displaystyle C nbsp 的原像f 1 C displaystyle f 1 C nbsp 在X displaystyle X nbsp 中也是闭集 细说 编辑上述闭集的定义是根据开集而来得 这一概念在拓扑空间上是有意义的 同时也适用于含有拓扑结构的其他空间 如度量空间 可微流形 一致空间和规格空间 另一种对闭集的定义是通过序列 拓扑空间X displaystyle X nbsp 上的子集A displaystyle A nbsp 是闭合的 当且仅当A displaystyle A nbsp 的元素组成的任意序列的任意极限仍然属于A displaystyle A nbsp 这一表述的价值在于 它可以用在收敛空间的定义中 而收敛空间比拓扑空间更普通 注意 这一表述仍然依赖背景空间X displaystyle X nbsp 因为序列是否在X displaystyle X nbsp 中收敛依赖于X displaystyle X nbsp 中的点 集合是否是闭合的通常取决于它所在的空间 然而在某种意义上 紧致的豪斯多夫空间是 绝对闭合的 精确地说 将紧致的豪斯多夫空间K displaystyle K nbsp 放在任意豪斯多夫空间X displaystyle X nbsp 中 K displaystyle K nbsp 总是X displaystyle X nbsp 的一个闭合子集 这和 背景空间 没有关系 实际上 这个性质刻画了紧致的豪斯多夫空间 参见 编辑开集 闭开集 闭包 取自 https zh wikipedia org w index php title 闭集 amp oldid 69744412, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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