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稠密集

鎖定
拓撲學數學的其它相關領域,給定拓撲空間X及其子集A,如果對於X中任一點x,x的任一鄰域同A的交集不為空,則A稱為在X中稠密。直觀上,如果X中的任一點x可以被A中的點很好地逼近,則稱A在X中稠密
等價地説,A在X中稠密當且僅當X中唯一包含A的閉集是X自己。或者説,A的閉包是X,又或者A的補集的內部是空集
中文名
稠密集
外文名
Dense Set
領    域
拓撲學
特    徵
稠密集的閉包是全集
涉及的定理
實數理論、貝爾綱定理

目錄

稠密集定義

度量空間(E,d)中,也可以如下定義稠密集。當X的拓撲由一個度量給定時,在X中A的閉包是A與A中元素的所有數列極限(它的極限點)的集合的並集,
那麼當
A在X中是稠密的。即A在X中稠密當且僅當A的閉包是X。
注意
。如果
是一個完備度量空間X中稠密開集上的序列,則
在X上依然稠密。這個事實與貝爾綱定理中的一個形式等價。 [1]  [2] 

稠密集性質

(1)A在X中稠密的充要條件是,對於任意一個x∈X,在x的任何鄰域內都有A的點。這條性質有時也被作為稠密集的另一種定義。
必要性:因為A在X中稠密,所以
,所以
。於是根據閉包的性質,x的任何鄰域與A的交集都不空,即x的任何鄰域內都有A的點。反過來推導即可證明充分性。
(2)若A在X中稠密,則對於任意一個x∈X,在A中都能找到一個點列{xn},使得{xn}收斂於x。
證明:
,即x要麼是A的內點,要麼是A的邊界點。若x是內點,因為內點必是聚點,於是根據聚點的定義,存在某個各項互異的點列{xn},使得{xn}收斂於x,命題得證。若x是邊界點,因為邊界點可能是聚點,也可能是孤立點,又分為兩種情況。若x是邊界點中的聚點,則命題得證。若x是邊界點中的孤立點,由孤立點的定義,x∈A,於是可取常數列{x},而常數列總是收斂的。

稠密集例子

1.每一拓撲空間是其自身的稠密集。
2.有理數域和無理數域是實數域中的稠密集(在通常拓撲意義下)。
3.度量空間M是其完備集γM中的稠密集。 [1] 
參考資料
  • 1.    Steen, Lynn Arthur; Seebach, J. Arthur Jr., Counterexamples in Topology Dover reprint of 1978, Berlin, New York: Springer-Verlag, 1995 [1978], ISBN 978-0-486-68735-3, MR507446
  • 2.    Nicolas Bourbaki. General Topology, Chapters 1–4. Elements of Mathematics. Springer-Verlag. 1989 [1971]. ISBN 3-540-64241-2.