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sukiyq

木虫 (小有名气)

[交流] 紧集的一些性质 已有3人参与

最近在看rudin的数学分析原理,摘抄些有关紧集的结论,首先要声明,这本书论述的基本都是度量空间:

一个集合K称作紧集,就是说K的任意开覆盖(由一族开集构成的覆盖)中可以选出有限个开集覆盖K。从这个定义中可以看出,紧集的定义与开集的定义息息相关,所以,一般说一个集合是紧集,都是相对于某一个空间X而言的。那么紧集有什么神奇的性质呢?

1.K是Y的子集,Y又是X的子集,则K在X中紧等价于K在Y中紧。在较大的集合中是紧集,则在较小的集合中也是紧集,这个性质不难理解,但是反过来就不好说了。就拿“开集”这个性质举个例子,实数轴R上的开集构成一个拓扑空间,区间[0,1]继承这个拓扑,则半开区间[0,0.5)是[0,1]上的开集,但不是R上的开集。但是紧集却有这样的性质,在较小集合上紧则在较大集合上也紧。

2.度量空间中,紧集一定是闭集。说到这个性质大家自然要问,那闭集是不是紧集呢?

3.紧集的闭子集是紧集。

4.度量空间中,闭集和紧集的交是紧集。

5.度量空间中,紧集族{K(a)}的任意有限交(即其中任意有限个紧集的交)非空,则集族中所有紧集的交也非空。K(a)表示第a个紧集。

6.{K(n)}是紧集族,且单调递减(即K(n+1)属于K(n)),且都非空,则集族中所有紧集的交也非空。注意,上边紧集的标号是a表示紧集的个数可以是不可数,这里标号用n表示紧集个数是可数的,显然是上边定理的一个结论。

7.E是紧集K的无限子集(无限是指点集的基数至少可数),则E在K中有极限点。在一般集合中无限集不一定有极限点,比如实直线上的自然数集。

8.{I(n)}是R^n上的k-cell(即n维盒子,盒子的边平行于坐标轴),单调递减,则盒子族中所有紧集的交也非空。这个定理不就是区间套定理么。

9.k-cell是紧集。

10.E是R^n的子集,则下边三个条件等价:
(1)E有界且闭;(2)E是紧集;(3)E的任意无限子集在E中有极限点。这个定理算是上边的一些定理的综合,非常重要

11.R^n的任意有界无限子集存在极限点。这也是上边定理的推论。

12.X是紧度量空间,{p(n)}是点列,则{p(n)}有收敛子列收敛到X中。紧集中的点列有收敛子列

13.R^n中有界序列包含收敛序列。

14.在度量空间X中,序列{p(n)}的所有子列的极限组成集合E,E是X中的闭集。

15.X是紧度量空间,{p(n)}是X中的Cauchy列,则{p(n)}收敛。度量空间中收敛列的都是Cauchy列,但Cauchy列是不是收敛列呢?这个定理说在紧度量空间下是的,Cauchy列和收敛列等价,这与完备性联系紧密。

16.紧空间在连续函数下的像是紧空间。这条性质很好,开集在连续函数下的像就不一定是开集。

17.f是X到Y的一一到上的(说白了就是即单又满)映射,X是紧空间,则f的逆是连续的。正反映射都连续,的映射是很特殊的。

18.f是X到Y的连续映射,X是紧空间,则f在X上一致连续。
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比菜鸟强一点点
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Boole

木虫 (小有名气)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖
上述结论中涉及的度量空间可用更为一般Haudorff空间替代。
3楼2011-09-15 19:36:56
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章doom

新虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
大哥你不是模式识别嘛,怎么在看数学
4楼2020-09-01 15:03:11
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