漫步数学分析十一 |
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在给出 Rn 中紧集的精确定义前,我们需要介绍一些术语。对于集合 A⊂Rn ,当且仅当存在一个常数 M≥0 使得 A⊂D(0,M) ,那么就称该集合是有界的(bounded),所以一个集合被邻域原点的某个邻域 D(0,M) 包住时,它就是有界的;换句话说,对于所有的 x∈A,∥x∥(1/n,2)|n=1,2,3,…} 。他们有开子覆盖。这一次因为 A 不是闭的,所以条件(ii)失败;点0不在集合 A 中。这个系列不是[0,1]的覆盖并且任何 [0,1] 的开覆盖必须有有限个开覆盖-上面的情况不可能存在这样的结论。 条件 (iii) 还有一个等价的表述,在某些情况下是非常有用的。 (iii)′ 对于 A 的每个无限子集,他们的聚点都在A中。 我们可以用闭集的方式来论述条件 (ii) ,这需要借助于 A 有限交的属性,我们说集合Ai有有限交的性质(finite intersection property),当且仅当任意有限个 Ai 的交不为空,那么 (ii) 就等价于 (ii)′ 。 (ii)′ 所有满足有限交性质的一系列闭集都有一个包含 A 的非空交集。 我们会在附3的证明中看到,当(ii)用开覆盖的补表示时, (ii)′ 与 (ii) 的陈述是一样的。 例3: 确定下面集合的紧性 (a) {x∈R|x≥0} (b) [0,1]∪[2,3] (c) {(x,y)∈R2|x2+y20}∪{1,1/2,…,1/n,…} ,说明定理1的条件 (ii) 满足。 解: 令 {Ui} 是 A 的任意一个开覆盖,我们不惜说明它有一个有限的子覆盖。0位于某个开集中,我们说0∈U1,因为 U1 是开集且 1/n→0 ,存在一个 N 使得1/N,1/(N+1),…位于 U1 中,令 1∈U2,…,1/(N−1)∈UN ,那么 U1,…,UN 是一个有限的子覆盖,因为它是 Ui 的一个有限子系列并且它包含 A 的所有点。注意如果A是集合 1,1/2,… ,那么上面的论述就失效了。 |
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