研讨

一、开集

是一个集合,的一个子集族,适合

(1)    

(2)   

(3)    

(4)     是开集.

 

则称的上的一个拓扑,为一个拓扑空间,中的每个元素叫做拓扑空间中的开集.

 

 

二、导集

(1)    的凝聚点(极限点,limit point),如果    的任何领域都有中异于的点.

(2)    导集(derived set)的凝聚点全体.

(3)    孤立点(isolated point)中非凝聚点.

(4)    离散空间中集合的凝聚点与导集:.

(5)    平庸空间中集合的凝聚点与导集

(6)   

(7)      单调集

(8)   

(9)   

 

 

三、闭集

(1)       是闭集(dosed set)并记{闭集}.

(2)       闭集与开集的对偶关系:是闭集是开集,而

(3)      

(4)      

(5)      

(6)       是包含的最小闭集:

 

 

四、闭包

(1)的闭包(closure)

(2)的闭集

(3)

(4)

(5)

(6)(7)是包含的最小闭集:

 

 

五、内部

(1)       的内点(interior point)的一个领域(

(2)       内部(interior)的内点

(3)          的内部是包含于的最大开集)

(4)      

(5)       (与闭包性质互为对偶).

 

 

六、边界

(1)       的边界点(boundary point)

(2)  的边界(boundary)

(3)  

(4)  

(5)  

 

 

七、基与子基

1) 基(basis):设为一拓扑空间,若适合(任何开集写成中某些元的并)则称为该拓扑空间的一个基(basis).

(2)子基(subbasis):拓扑空间中,若适合

        有限交为的一个基,则称的一个子集.

 

 

八、邻域基和邻域子基

(1)邻域基(neighborhood basis):点处的一个邻域基是指

 

(2)邻域子基(neighborhood subbasis):点处的一个邻域基是指

 的一个邻域基.

(3)邻域基、邻域子基与基、子基的关系:

1.的一个基处的一个邻域基.

2.的一个基处的一个邻域子基.

 

拓扑学是研究几何图形在连续变形下保持不变的性质。拓扑学的概念、理论和方法已经广泛地渗透到现代数学、自然科学以及社会科学的许多领域,并且有了日益重要的应用,因此学习拓扑学的基本知识,不仅是为了学习现代数学提供必要的基础知识,而且能从较高观点去观察、分析数学各科的内容,加深对这些内容的认识和理解。由于拓扑的一些基本概念对于初学者来说是比较抽象的,因此有必要结合线性空间及数学分析的一些原理进行区别与联系,从而起到事半功倍的效果。

区别线性结构与同构映射,线性结构和拓扑结构是空间的两大结构。分清两者的关系和区别对于初学者来说并不是很容易的一件事情,所以要去理解拓扑空间及其连续映射的相关概念

我们经常用到的实数空间R它既可以看作一个线性空间,它的线性结构就是我们通常定义的加法和数乘运算,也可以看作一个拓扑空间,它的拓扑就是实轴上的所有开集所构成的开集族,它满足拓扑的三条性质,实质它是一个特殊的拓扑线性空间。

又如我们定义集合X={1,2,3},定义拓扑T1={X},它是我们平常所说的平庸拓扑,拓扑中开集是空集与它本身,这是最小拓扑,如果定义拓扑T2={X,{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3}},则它满足拓扑的三条性质,因此(X, T2)是拓扑空间。而如果我们定义开集族为T3={X, {1,2},{1,3},{2,3}},则它不是一个拓扑,因为存在两个开集的交集不属于这个开集族。

而对于拓扑空间来讲,如果存在一个一一映射,且此映射与它的逆映射都是连续的,则称为同胚映射。如果两个拓扑空间存在着同胚映射,则这两个空间就是同胚的,同胚的两个空间具有相同的拓扑结构。因此,理解两者的区别有助于我们更好的学习拓扑空间的有关理论。拓扑学讲的就是在这个同胚映射下的拓扑不变量,如连通性,可数性、紧致性等。

数学分析讲述的是实数集上的拓扑学,因此它对于学习拓扑学有着不可估量的作用,因此我们在学习点集拓扑时,有必要联系数学分析的有关结论,这样使得内容不空洞乏味,并且还加深了对数学分析的理解,同时也学习了新的理论和方法。

点集拓扑学不同于数学系本科专业的其他课程,如数学分析、高等代数、微分方程等课程,几乎没有计算之类的内容,逻辑性强,内容抽象;而且基本概念是比较多的,对于初学者是比较困难的,有的时候,介绍了一些概念之后,接着是一连串的定理及冗长的证明,例子少,有的时候出现的例子也比较抽象,因此有必要把基本概念和以前学过的基本概念和实例相联系区别。这样就有利于激发学习兴趣,也有助于对基本概念方法和原理的理解,使得基本的概念不显得空洞,有声有色。