拓扑学课件2
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第一章、拓扑学基础1.1拓扑空间概念拓扑空间是一个二元组(S, O),这里S是给定集合,O是由S的一些子集构成的集类,其元素称为开集,并满足如下开集公理:T1 ∅, S∈O(即,∅, S是开集);T2 若U1,U2∈O,则U1⋂U2∈O(即,O对有限交封闭);T3 开集的任意并集还是开集(即,O对任意并封闭)。
註记满足上述开集公理的O,也称为集合S上的拓扑,(S, O)为相应的拓扑空间,也记为S。
例子实数集合ℝ上的标准拓扑:开集定义为若干个开区间的并集。
不难验证:这里定义的开集满足开集公理。
只需说明:两个开区间的交集为空集或开区间。
例子离散拓扑与平凡拓扑对给定的集合S,定义下列两个拓扑:(S,O1): O1由S的所有子集构成,它是S上的拓扑(最大拓扑)。
(S,O2): O2={∅,S},它是S上的拓扑(最小拓扑)。
练习给出实数集合ℝ上三种不同的拓扑空间结构。
练习设S是一个集合,O由∅,S及S的某个固定子集A的所有子集构成。
验证O是S上的拓扑。
从而,(S,O)是一个拓扑空间。
概念设(S, O)是拓扑空间,称A⊂S是闭集,如果S\A是开集。
拓扑空间S的所有闭集构成集合,记为C。
命题拓扑空间S中的闭集满足闭集公理C1 ∅, S∈C;C2 若A1,A2∈C,则A1⋃A2∈C(即,C对有限并封闭);C3 闭集的任意交集还是闭集(即,C对任意交封闭)。
证明:利用下列等式可证。
S\(A1⋃A2)=(S\A1)⋂(S\A2),S\(B ii。
i)=(S\B i)註记开集公理与闭集公理是等价的:若S中的某些子集指定为闭集,并满足闭集公理。
则S是拓扑空间,其开集由闭集的余集所构成。
概念对拓扑空间S,点u∈S的开邻域是指包含u的开集U;子集A⊂S的开邻域是指包含A的开子集;一个点(或子集)的邻域是一个子集,它包含该点(或该子集)的一个开邻域。
例子对拓扑空间ℝ,U=(-1,1)是0的开邻域;W=[-1,1]是0的邻域。
点集拓扑学合肥工业大学数学学院预备知识1. 点集拓扑的定义《点集拓扑学》课程是一门现代数学基础课程,属数学与应用数学专业的理论课。
是数学与应用数学专业的主干课。
点集拓扑学(Point Set Topology ),有时也被称为一般拓扑学(General Topology ),是数学的拓扑学的一个分支。
它研究拓扑空间以及定义在其上的数学构造的基本性质。
这一分支起源于以下几个领域:对实数轴上点集的细致研究,流形的概念,度量空间的概念,以及早期的泛函分析。
它的表述形式大概在1940 年左右就已经成文化了。
通过这种可以为所有数学分支适用的表述形式,点集拓扑学基本上抓住了所有的对连续性的直观认识。
2. 点集拓扑的起源点集拓扑学产生于19世纪。
G.康托尔建立了集合论,定义了欧几里得空间中的开集、闭集、导集等概念,获得了欧几里得空间拓扑结构的重要结果。
1906年M.-R.弗雷歇把康托尔的集合论与函数空间的研究统一起来,建立了广义分析,可看为拓扑空间理论建立的开始。
3. 一些参考书籍(1)《拓扑空间论》,高国士,科学出版社,2000年7月第一版(2)《基础拓扑讲义》,尤承业,北京大学出版社,1997 年11 月第一版(3)《一版拓扑学讲义》,彭良雪,科学出版社,2011 年 2 月第一版第一章集合论初步在这一章中我们介绍有关集合论的一些基本知识. 从未经定义的集合”和元素”两个概念出发给出集合运算、关系、映射以及集合的基数等方面的知识等。
这里所介绍的集合论通常称为朴素的集合论”,这对大部分读者已经是足够了•那些对集合的理论有进一步需求的读者,例如打算研究集合论本身或者打算研究数理逻辑的读者,建议他们去研读有关公理集合论的专著。
1・1集合的基本概念集合这一概念是容易被读者所理解的,它指的是由某些具有某种共同特点的个体构成的集体。
例如我们常说正在这里听课的全体学生的集合”,所有整数的集合”等等•集合也常称为集。
集合(即通常所谓的集体”)是由它的元素(即通常所谓的个体”)构成的•例如正在这里听课的全体学生的集合以正在听课的每一个学生为它的元素;所有整数的集合以每一个整数为它的元素•元素也常称为元,点或成员.集合也可以没有元素.例如平方等于2的有理数的集合,既大于1又小于2的整数的集合都没有任何元素,这种没有元素的集合我们称之为空集,记作成的'。
点集拓扑学合肥工业大学数学学院预备知识1.点集拓扑的定义《点集拓扑学》课程是一门现代数学基础课程,属数学与应用数学专业的理论课。
是数学与应用数学专业的主干课。
点集拓扑学(Point Set Topology),有时也被称为一般拓扑学(General Topology),是数学的拓扑学的一个分支。
它研究拓扑空间以及定义在其上的数学构造的基本性质。
这一分支起源于以下几个领域:对实数轴上点集的细致研究,流形的概念,度量空间的概念,以及早期的泛函分析。
它的表述形式大概在1940年左右就已经成文化了。
通过这种可以为所有数学分支适用的表述形式,点集拓扑学基本上抓住了所有的对连续性的直观认识。
2.点集拓扑的起源点集拓扑学产生于19世纪。
G.康托尔建立了集合论,定义了欧几里得空间中的开集、闭集、导集等概念,获得了欧几里得空间拓扑结构的重要结果。
1906年M.-R.弗雷歇把康托尔的集合论与函数空间的研究统一起来,建立了广义分析,可看为拓扑空间理论建立的开始。
3.一些参考书籍(1)《拓扑空间论》,高国士,科学出版社,2000年7月第一版(2)《基础拓扑讲义》,尤承业,北京大学出版社,1997年11月第一版(3)《一版拓扑学讲义》,彭良雪,科学出版社,2011年2月第一版第一章 集合论初步在这一章中我们介绍有关集合论的一些基本知识.从未经定义的“集合”和“元素”两个概念出发给出集合运算、关系、映射以及集合的基数等方面的知识等。
这里所介绍的集合论通常称为“朴素的集合论”,这对大部分读者已经是足够了.那些对集合的理论有进一步需求的读者,例如打算研究集合论本身或者打算研究数理逻辑的读者,建议他们去研读有关公理集合论的专著。
1.1 集合的基本概念集合这一概念是容易被读者所理解的,它指的是由某些具有某种共同特点的个体构成的集体。
例如我们常说“正在这里听课的全体学生的集合”, “所有整数的集合”等等.集合也常称为集。
集合(即通常所谓的“集体”)是由它的元素(即通常所谓的“个体”)构成的.例如正在这里听课的全体学生的集合以正在听课的每一个学生为它的元素;所有整数的集合以每一个整数为它的元素.元素也常称为元,点或成员.集合也可以没有元素.例如平方等于2 的有理数的集合,既大于1 又小于2 的整数的集合都没有任何元素,这种没有元素的集合我们称之为空集,记作φ。