拓撲學基礎

子空間拓撲

當你從一個更大的空間中切出一個子集時,它理應從周遭繼承一種「開」的觀念,而非從零開始。子空間拓撲正是這樣做的:子集中的一塊算作開集,如果它是某個環境開集落在該子集內的那一部分——整體的開集與這一部分相交。

嚴格地說,若 (X, T) 是拓撲空間、A 是 X 的子集,則 A 上的子空間拓撲由一切形如 U ∩ A 的集合組成,其中 U 在 X 中是開集。這確實是 A 上的一個拓撲,並使 A 到 X 的包含映射連續;它是使之連續的最小拓撲。

至關重要的微妙之處在於:「開」與「閉」是相對於你所處的環境空間而言的。一個集合可以在 A 中是開的而在 X 中不是開的——半開區間 [0, 1) 作為 [0, 2] 的子集是開的(它等於 (-1, 1) ∩ [0, 2]),儘管它在整條實直線中不是開的。所以永遠要問「在哪個空間中開?」好消息是,A 的緊性與連通性不依賴於環境空間,因為它們是內蘊的,但開性與閉性總是依賴於環境。

設 A = [0, 1] 位於 R 內。集合 [0, 1/2) 在 A 中是開的,因為 [0, 1/2) = (-1, 1/2) ∩ A,而 (-1, 1/2) 在 R 中是開集——儘管 [0, 1/2) 在 R 中並非開集。開性永遠是關於某點相對於一個選定的環境空間的陳述。

[0, 1/2) 在 [0,1] 中開,但在 R 中不開——開性依賴於環境空間。

又稱
relative topology相对拓扑相對拓撲