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ghw_nit

铁杆木虫 (正式写手)

[求助] 拓扑空间

最近在看函数论,里面涉及到了拓扑空间,给了一大堆的概念以及结论,但是我还是不理解定义了这种概念是要解决什么问题的呢?有人可以给解释一下么。就像我们定义度量空间以后,就可以有连续这样的概念了,之后就可以讨论与之相关的映射了。
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ghw_nit

铁杆木虫 (正式写手)

就是要定义拓扑空间的意义是什么呢?
2楼2011-09-08 20:01:52
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lizhmath

金虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

★ ★
小雨萌萌(金币+2): 谢谢哦~ 2011-09-13 20:22:26
我的理解如下。要研究空间之间的关系,就要考虑映射。通常映射应该有某种“连续性”,
而连续性是一种局部的性质,即在一点的近旁考虑,
所以要有所谓的领域(离得很近的地方)的概念,这些就要拓扑来抽象描述。
在拓扑空间上就可以讨论连续性。比如度量空间就是一种特殊的拓扑空间。
3楼2011-09-08 20:22:28
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ghw_nit

铁杆木虫 (正式写手)

我现在的疑问是既然我们在度量空间上已经可以讨论“连续性,邻域”这样的概念了,为什么还要引入拓扑空间这样的概念呢,有什么好处么。
4楼2011-09-08 20:24:42
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lizhmath

金虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

ghw_nit(金币+5): 谢谢 2011-09-08 21:16:40
哦,这是由于很多空间的拓扑不能由度量得到,和通常的度量空间相差很大。
这样就可以研究更多的空间的关系了,而不必局限于度量空间了。
5楼2011-09-08 20:49:19
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purezhang

金虫 (著名写手)

★ ★
小雨萌萌(金币+2): 谢谢哦~ 2011-09-13 20:22:38
引用回帖:
4楼: Originally posted by ghw_nit at 2011-09-08 20:24:42:
我现在的疑问是既然我们在度量空间上已经可以讨论“连续性,邻域”这样的概念了,为什么还要引入拓扑空间这样的概念呢,有什么好处么。

如果你需要研究的这间里没有度量,或都没法定义度量,
但可以定以好“开集” 并满足相就条件而成为一个拓扑空间,
那么对拓扑空间的任何一般性定理都可以用到你需要研究的
这个空间,多省事啊。
数学有时候就是这样子,学些很抽像的东西,具体应用到很实际的地方,
这里可以用,那里也可以用。
6楼2011-09-08 22:40:47
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希望与梦想-9

新虫 (初入文坛)

★ ★
小雨萌萌(金币+2): 谢谢哦~ 2011-09-13 20:22:49
以下是我个人的理解:
我想告诉你为什么拓扑空间也有连续性概念, 这是因为在我们现阶段所接触的连续性是通过距离来刻画的,而 有些 不能通过距离来刻画(如在所讨论的空间不能定义距离 或 没有距离 或所讨论的空间是不可数的),只能通过拓扑空间中领域(注意:拓扑空间中的领域 与距离空间中领域的定义不一样)来刻画。

距离空间一定是拓扑空间,距离空间中的拓扑为 距离空间中所有开球的全体。
拓扑空间不一定是距离空间。
7楼2011-09-09 12:57:42
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ghw_nit

铁杆木虫 (正式写手)

送鲜花一朵
谢谢你的解释,我大概有些懂了,不过还是要自己努力看呀,有问题可以直接向您请教么?
8楼2011-09-09 18:08:18
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sukiyq

木虫 (小有名气)

★ ★ ★
小雨萌萌(金币+3): 谢谢~ 2011-09-13 20:23:03
我随便说说...一个数学理论的定义中的条件,在满足够用的情况下应该是越少越好越抽象越好,因为条件越少越抽象,适用范围就越广。就拿连续性的定义来说,楼上指出度量空间是一种特殊的拓扑空间,假如连续性的定义用“度量”来刻画,那这个定义也就只能适用于度量空间,对于不可度量的拓扑空间这个定义就不能用了,但是如果连续性只用开集来刻画,“开集的原像是开集”的定义就对所有拓扑空间都适用,特别地,在度量空间中,这个抽象的定义还能够引申出一个用“度量”来刻画的更加形象但适用面更窄的定义。

总之,定义之所以抽象,是因为这种抽象已经适合研究问题了,不需要也不应该定义的更加具体。
比菜鸟强一点点
9楼2011-09-10 16:17:10
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793516625

木虫 (著名写手)

你可以尝试将不同的定义统一起来,然后证明他们是等价的。例如:
拓扑空间是一个集合 X,和一个 包含 X 的子集族 τ,其满足如下公理:

空集和 X 都属于 τ。
 τ 内任意个集合的并集都仍然会属于 τ。
 τ 内任意两个集合的交集也仍然会属于 τ。

设两集合A,B。
则存在集合M=A∪B,N=A∩B,M,N都属于 τ。
同时,M包含着N,亦即M是N的邻域,
所以拓扑空间具有邻域系的性质。
10楼2012-09-10 20:02:13
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