拓扑空间简介

X和Y是两个集合,定义卡氏积为:

X×Y:={(x,y)∣x∈X,y∈Y}

R2:=R×R 类似的有Rn:=n(R×R⋯)​​。Rn中的元素x=(x1,⋯,xn),这里用s上标在指分量。 R2的元素(x,y)是自然坐标。 Rn空间的距离记作:∣x−y∣=∑i=1n​(xi−yi)2​。 距离和坐标的概念是Rn空间所自有的。

映射(map):

{f:f:​X→Yx↦y​集合的写法元素的写法​

一一映射(oneone):Y的任意一个元素的逆象不得多于一个。(可以没有) 到上映射(onto):Y的任意一个元素,最起码有一个逆象。

子集的象记作:f[A],A是子集。 如果一个映射是一一到上的则说该映射是极好的。此时会有逆映射。

f−1:Y→X

如果该集合没有其他的特殊结构,则只能要求其有一一和到上两个结构,但是如果有其他结构就可以要求其有Cn即连续,导数连续等。

映射的连续性:

​f:=X→Y,X=Y=Rfisc0atx∈Xif∀ε>0,∃δ>0,s.t.∣x′−x∣<δ⇒∣f(x′)−f(x)∣<ε​

等价的定义: Def:f:X→Y是连续的如果Y的开区间的逆象是X的开区间之并(或者∅)


拓扑定义

X是一个集合,P是X所有子集的集合,令T是P的一个子集,满足以下规则:

  1. X,∅∈T
  2. Oi​∈T,i=1,⋯,n;⇒⋂i=1n​Oi​∈T
  3. Oα​∈T;⇒⋂α​Oα​∈T

则称T是X的一个拓扑。

离散拓扑:任何子集都是开集。 凝聚拓扑:只有空集和X是开集。 通常拓扑:定义开球。

  • 在集合X中定义一个拓扑T该拓扑空间和X的子集A上所定义的拓扑(S)空间是有联系的。 可以定义A上的拓扑满足:

S={V⊂A∣∃O∈T,stO∩A=V}

S被称为诱导拓扑。

  • 这样定义的拓扑满足S⊂T
  • 一个映射f:(X,T)→(Y,S)如果是连续的;

f−1[O]∈T,∀O∈S

  1. 定义闭集:开集的补集就是闭集。 * X和空集是闭集。
  2. 连通性
    • 一个拓扑空间的即开又闭的集合多于两个则说是非联通的。
    • 例X≡A∪B⊂R;(A,B不相交),X中的即开又闭的集合有X,∅,A,B.
  • 如果∃O∈T;stx∈O⊂N则称N是x的邻域.

  • 一个映射是一一到上的且连续不能说明其逆映射也是连续的。在拓扑意义下的连续不是狭义的函数连续而是一种广义的连续。

    • 如两个拓扑结构不是相等个数。
  • 两个拓扑空间是同胚的,如果能找到一个映射是一一到上的,且映射和逆映射都是连续的。

  • 两个拓扑空间是同胚的则说这两个拓扑空间像的不能再像。

在R空间的任一个开区间都与R是同胚的。 同胚映射是保紧致性的,可以通过紧致性来判断是否同胚。

在电路中以下是等价的。

电路图

习题:5,8,9,10


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