拓扑学基础

有限子覆盖

给定一个可能含无穷多块补丁的覆盖,有限子覆盖就是一个小小的选取——只取原补丁中的有限多块——却仍能盖住一切。它相当于在说:“这些伞大多是多余的;只这几把就已经够用了。”

严格地说,若 {U_i}(i 取自某指标集 I)是 X 的一个开覆盖,则有限子覆盖是同一族中的一个有限子集 {U_i1, ..., U_in},其并仍包含 X。关键在于这些补丁必须从给定覆盖中挑选——你不能凭空造出新的开集,只能保留已提供者中的有限多个。

能否总是抽取出有限子覆盖,正是紧与非紧空间的分界线。紧性要求每个开覆盖,无论安排得多么巧妙,都允许一个有限子覆盖。紧性之强源自这个全称量词:仅有某个覆盖可削减是不够的;所有覆盖都必须如此。

用开集 (-1, 0.7) 与 (0.3, 2) 覆盖 [0, 1]。仅这两个集合的子族就已覆盖 [0, 1],故它是一个有限子覆盖。[0, 1] 的紧性断言:无论你从哪个开覆盖出发——哪怕是含无穷多个微小补丁的覆盖——这样的有限子覆盖都存在。

两个开集就已覆盖 [0,1];紧性保证每个覆盖都有有限子覆盖。