拓扑学基础

连续映射(拓扑)

连续性是一种承诺:映射不把东西撕裂——起初彼此邻近的点,最终仍彼此邻近。在微积分里这是 epsilon–delta 的舞步,可距离恰恰是拓扑所抛弃的东西。精妙之处在于只用开集重新表述整个想法,使它在任何拓扑空间中都成立。

从空间 X 到空间 Y 的映射 f 是连续的,如果每个开集的原像都是开集:只要 V 在 Y 中是开集,那么映入 V 的全体点构成的集合 f逆(V) 在 X 中就是开集。等价地,每个闭集的原像都是闭集。注意方向——必须是开集的原像为开,而非开集的像为开;连续映射不必把开集映为开集。

这一条款在度量空间上恢复了我们熟悉的 epsilon–delta 定义,并遵守同样顺手的规则:恒等映射连续,连续映射的复合连续,常值映射连续。它之所以是正确的概念,正因为它只由拓扑空间唯一拥有的结构——即开集——构建而成。

从实直线到自身的映射 f(x) = x^2 是连续的:开区间 (1, 4) 的原像是 (-2, -1) ∪ (1, 2),它是开集。但 f 并不把开集 (-1, 1) 映为开集——它的像是 [0, 1),并非开集。连续性控制的是原像,而非像。

在 x^2 下开集的原像保持为开,但开集的像不必为开。

连续性可以是局部的:f 连续当且仅当它在每点都连续,而在 p 处连续意味着 f(p) 的每个邻域都有一个 p 的邻域映入其中。要检验连续性,只需检查基(甚至子基)元素的原像,而非所有开集。

又称
continuous function (topological)连续函数(拓扑)連續函數(拓撲)