拓撲學基礎
序列緊
序列緊用序列而非覆蓋的眼光來刻畫緊性:無論你如何在空間中遊走、一步接一步,你總能沿著自己步伐的某個無窮子集停駐下來,逐漸收攏到唯一的一點。任何東西都無法逃逸到無窮遠、或漏進某個洞裡,因為總有某個子序列被迫收斂。
嚴格地說,空間 X 是序列緊的,如果 X 中的每個序列都有一個收斂到 X 中某點的子序列。這是分析學家最先遇到的緊性形態,因為它恰是波爾查諾–魏爾斯特拉斯定理用於 R^n 的閉有界子集時所得的結論。
在一般拓撲空間中,序列緊與(覆蓋)緊在邏輯上彼此獨立——不加額外假設,誰都不蘊含誰。調和二者的是度量空間:在度量空間中兩者重合,那裡緊、序列緊、極限點緊三者意義相同。因此微積分裡寬鬆的口號「緊即每個序列有收斂子序列」,恰在你通常使用它的場合為真,卻並非完全一般情形下緊性的定義。
在 [0, 1] 中,序列 a_n = (-1)^n / 2 + 1/2,即 0, 1, 0, 1, ...,有收斂子序列 0, 0, 0, ...(偶數項)趨於 0。由波爾查諾–魏爾斯特拉斯定理,[0, 1] 中每個序列都有某個收斂子序列,故 [0, 1] 序列緊;而無界空間 R 中的序列 a_n = n 根本沒有收斂子序列。
[0,1] 中每個序列都有收斂子序列;R 中 a_n = n 逃向無窮,沒有任何收斂子序列。
又稱
另見