距离空间
距离空间 / 度量空间(Metric Space)
- 定义
- 依赖深度 layer 13
- 拓扑学
- 度量空间
def.metric-space · 定义 · 度量 · 开球
又称距离空间·度量空间·metric space·距离
陈述
距离空间是一对 (X, d): 是集合, 是 上的距离,满足
- 非退化:
- 对称:
- 三角不等式:
由 定义开球 ,并规定 是开集 是若干开球之并。这样 上就有了一个拓扑。
给定 ,称 是一个 网,若
说明
开球全体构成这个拓扑的一组基。度量空间自动是第一可数、正规(因而 Hausdorff)的。
下面几条性质分两类:紧性 / 闭只依赖开集,是拓扑性质;完备 / 全有界要用到 ,是度量性质。这条分界线是整段的重点。
⚠ 完备性不是拓扑性质: 与开区间 (0, 1) 同胚,前者完备、后者不完备。
English draft
Translation of the statement above · machine-drafted, pending author review · the Chinese text is authoritative.
Abstract
A metric space is a pair with satisfying , symmetry and the triangle inequality; open balls generate a topology, and they form a base for it. The point of the definition here is the split that follows: compactness and closedness use only the open sets, while completeness and total boundedness use . Completeness is genuinely not topological — and are homeomorphic but only the first is complete.
Statement
A metric space is a pair : is a set and is a metric on , satisfying
- non-degeneracy:
- symmetry:
- triangle inequality:
From one defines the open balls , and declares to be open is a union of open balls. This puts a topology on .
Given , a set is called an -net if .
Notes
The open balls form a base for this topology. Every metric space is first countable and normal (hence Hausdorff).
The properties that follow fall into two classes: compactness / closedness depend only on the open sets and are topological; completeness / total boundedness use and are metric. This dividing line is the point of the whole cluster.
⚠ Completeness is not a topological property: and the open interval are homeomorphic, yet only the first is complete.
它指向谁(出边)
定义引用 7
-
引理里挑的就是一族开球 ——开球是距离空间里的东西。
-
设 是距离空间, 配以积度量 —— 投影连续、球与可分性都在距离空间里说。
-
Cauchy 列与收敛都是关于距离空间 说的。
-
网与开球 都定义在距离空间上。
-
「子列收敛到 中的点」里的收敛,用的就是这个 。
-
这一条陈述在距离空间 上,开覆盖用的是由 诱导的开集。
-
「」里的 是距离空间里的球。
谁指向它(入边)
定义引用 4
-
距离取值 ,用的是实数的序与绝对值。
-
诱导出的那族开集(开球之并)就是这条定义里的拓扑:三条公理逐条可验(任意并由球的定义封闭,有限交由三角不等式保证)。所以每个距离空间都是拓扑空间,反之不成立。
-
距离空间里「开球全体构成这个拓扑的一组基」——这就是基的定义的一个标准例子。
-
距离 是一个函数,记号 用的就是函数值。
参考
- Rudin, Principles of Mathematical Analysis, Ch. 2
- Munkres, Topology, §20
常见问法 1 条
- 完备是什么意思也看 完备
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