拓撲學基礎

鄰域

一個點的鄰域,通俗地說,就是空間中環繞該點、且在各個方向上都留有一點餘地的任意一塊。它是微積分中「對一切充分接近 a 的 x」這句話的拓撲版本——鄰域恰恰是那些在相應意義下夠鄰近的點所組成的集合。

確切地說,拓撲空間中點 p 的鄰域是任意一個集合 N,它包含某個含 p 的開集 U。許多書要求 N 本身是開集,並稱之為開鄰域;兩種約定都很常見,因此值得留意作者用的是哪一種。一個點的所有鄰域構成它的鄰域系。

鄰域把拓撲重新化為局部的語言。點處的連續性、序列的收斂、以及極限點,都可以逐個鄰域地表述,而無需提及整個拓撲——例如,序列收斂到 p 恰當 p 的每個鄰域都包含該序列除有限項以外的全部項。

在實直線上,(0.9, 1.2) 是點 1 的一個(開)鄰域;更大的集合 [0, 5] 也是,它本身不是開集,卻包含環繞 1 的開集 (0.9, 1.2)。相比之下,[1, 2) 不是 1 的鄰域,因為沒有任何環繞 1 的開區間能放進它裡面——每個環繞 1 的開區間都會向 1 的左側探出。

鄰域必須在各個方向上給點留出餘地;半開集不是其端點的鄰域。

又稱
neighbourhood邻域鄰域