§2.2 拓扑空间与连续映射
本节重点:拓扑与拓扑空间的概念,并在此空间上建立起来的连续映射的概念.
注意区别:拓扑空间的开集与度量空间开集的异同;连续映射概念的异同.
现在我们遵循前一节末尾提到的思路,即从开集及其基本性质(定理2.1.2)出发来建立拓扑空间的概念.
定义2.2.1 设X是一个集合,T是X的一个子集族.如果T满足如下条件:
(l)X,∈T ;
(2)若A,B∈T ,则A∩B∈T ;
(3)若则称 T是X的一个拓扑.
如果T是集合X的一个拓扑,则称偶对(X,T)是一个拓扑空间,或称集合X是一个相对于拓扑T而言的拓扑空间;此外T的每一个元素都叫做拓扑空间(X,T)或X中的一个开集.即:A∈T A是开集
(此定义与度量空间的开集的性质一样吗)
经过简单的归纳立即可见,以上定义中的条件(2)蕴涵着:有限多个开集的交仍是开集,条件(3)蕴涵着:任意多个开集的并仍是开集.
现在首先将度量空间纳入拓扑空间的范畴.
定义2.2.2 设(X,ρ)是一个度量空间·令为由X中的所有开集构成的集族.根据定理2.1.2,(X,
)是X的一个拓扑.我们称
为X的由度量ρ诱导出来的拓扑.此外我们约定:如果没有另外的说明,我们提到度量空间(X,ρ)的拓扑时,指的就是拓扑
;在称度量空间(X,ρ)为拓扑空间时,指的就是拓扑空间(X,
)
因此,实数空间R,n维欧氏空间(特别,欧氏平面
),Hilbert空间H都可以叫做拓扑空间,它们各自的拓扑便是由例2.1.1,例2.1.2和例2.1.3中定义的各自的度量所诱导出来的拓扑.
例2.2.1 平庸空间