拓扑性质 之 紧致性总结

在这里插入图片描述

几种紧的描述方式

1.列紧

一个拓扑空间 ( X , τ ) (X,\tau) (X,τ)称之为列紧的,如果它的每个序列收敛的子序列。

ps:这里的收敛指的是序列的收敛,而不是集合的收敛,两种收敛存在区别。

2.子集紧

一个拓扑空间 ( X , τ ) (X,\tau) (X,τ)称之为子集紧的,如果 X X X的每个无穷子集都有 X X X 中极限点。

3.可数紧

一个拓扑空间 ( X , τ ) (X,\tau) (X,τ)称之为可数紧的,如果其任何可数开覆盖都有有限子覆盖

4.紧致

一个拓扑空间 ( X , τ ) (X,\tau) (X,τ)称为紧致的,如果它的任何开覆盖存在有限子覆盖。

ps:覆盖的定义即为子集族。

5.伪紧

若拓扑空间 ( X , τ ) (X,\tau) (X,τ)满足在连续函数下的像是有界的,则称 X X X伪紧的。


可以看到,五种对紧的定义是从三个角度出发对拓扑空间进行的刻画:

1.子集紧可数紧是从极限点角度出发对拓扑空间进行刻画。

2.可数紧紧致则是从覆盖数量角度出发对拓扑空间进行刻画。

3.伪紧从连续函数像的有界性对拓扑空间进行刻画。

ps:“有界”这个定义是在距离空间中的,如果只给定了拓扑空间是不够的。


那么随之而来的Question就是:

“紧”到底是一种什么性质,为什么它的名字叫“紧”?

个人理解:
紧就是挤得慌,东西多,地方小。比如压缩饼干,折叠起来的降落伞,一辆超载的面包车。

为什么极限点覆盖能够表述紧这个性质呢?

我们假如放出了 ℵ 1 \aleph_1 1个罪犯,让他们去城市中游荡,那我就得做好派出至多 ℵ 1 \aleph_1 1个武警去抓捕他们的准备。但是如果让这些罪犯一块乘坐可数辆公交车(超载危险,请勿模仿),那我派出可数个警察就可以了。这就是我对覆盖的理解。

同样是那被放出的 ℵ 1 \aleph_1 1个罪犯,如果让他们分散跑,那一个罪犯周围很难找到别的罪犯,如果让他们挤在公交车上,那一个罪犯周围必然能找到别的罪犯。

把上面的原因结果反过来想。结果就是对原因性质的一种表述,这种原因就是


我们下面来总结下:

各种紧性质间的关系

C1
T1
T4
Lindelof
列紧
可数紧
伪紧
子集紧
紧性

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