第一類型集

第一類型集

第一類型集(first category set)是拓撲空間的一類特殊的點集。若拓撲空間X的子集A可表為可數個無處稠密集的並,則稱A為X的第一類型集。若A不是第一類型集,則稱A為第二類型集。在實數空間中,有理數全體是第一類型集,無理數全體是第二類型集,它們都是實數空間中稠密的邊緣集。可數個第一類型集的並仍為第一類型集,有人亦稱第一(二)類型集為第一(二)範疇集

基本介紹

  • 中文名:第一類型集
  • 外文名:first category set
  • 所屬學科:數學(一般拓撲學)
  • 屬性:拓撲空間的一類特殊的點集
  • 別名:第一範疇集,第一綱集
基本介紹,例題分析,相關定理,

基本介紹

稀疏集 設X為一距離空間,A是X的子集。如果A在X的任何一個非空開集中均不稠密,則稱A為稀疏集
定義中的非空開集可以換成非空開球,下面的定理給出稀疏集的一個特徵。
定理1 距離空間X的子集A為稀疏集的充分必要條件是對任一開球
,存在另一個含於
中的開球
使
定義 設A為距離空間X的子集,如果A可以表示成至多可列個稀疏集的並,則稱A是第一類型集,又稱“第一綱集”,凡不是第一類型的集均稱為第二類型集,又稱“第二綱集”。
因此,距離空間X的子集或者是第一類型的集或者是第二類型的集,二者必居其一。
有限個或可數個第一類型集的和是第一類型的集。

例題分析

例1(1)n維Euclid空間
中的任一有限子集是稀疏集,特別地,任一單元素集是稀疏集,因此
中的任一可列集是第一類型的集。
(2)設
,因為
,故
中稠密,於是
不是稀疏集。因此,包含在
中的任一稀疏集必為空集。如果
是可數個稀疏集的並,則
必為空集,這樣就產生了矛盾。因此,
為第二綱集。
第一類型的集與第二類型的集都是相對於一定的距離空間而言的,因而也都與事先給定的空間有著不可分割的聯繫。

相關定理

定理2設X是完備的距離空間,
是X中的一列閉球,滿足
(稱為閉集套).
如果
,則有唯一的點
含於所有球中。
定理2的逆命題也成立。
定理3 如果距離空間X中的任一半徑趨於零的閉球套都有非空的交,則空間X是完備的。
下面的定理給出了完備距離空間的一個重要特性。
定理4(貝爾(Baire))完備的距離空間是第二類型的集。

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