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N维欧氏空间点集的初步
知识
度量空间与n维欧氏空间
度量空间中的各类点集
2007年8月 南京航空航天大学理学院数学系 1
本章将研究一种特殊的集合——空间中的点
集。
所谓空间,是一类具有某种结构的集合,往
往成为数学研究的载体和对象。
分析学科所关心的空间的结构包括度量、范
数、开集、闭集等。
本章的主要内容为度量空间,特别是n维欧氏
空间中的各类点集,这将为我们研究新的积
分奠定基础。
2007年8月 南京航空航天大学理学院数学系 2
1. 度量空间与n维欧氏空间
度量,也称距离,是空间理论的基本概念,下面给出它的定义:
定义:设X是一个集合,若对于X 中任意两个元素x,y ,都有唯一确定的实
数d(x,y)与之对应,而且这一对应关系满足:
(1)正定性:
( , ) 0, ( d, xd) yx0y ≥ 并且x y ⇔
(2)三点不等式:
z X d x, y ( , d) x z ( ,d ) y∀z (∈, ) ≤ +
称d(x,y)是x,y之间的距离,称(X,d)为度量空间或距离空间。
由性质(2)立刻可以得到度量的对称性,即d(x,y)=d(y,x).
若(X,d)为度量空间,Y是X的一个非空子集,则(Y,d)也是一个度量空
间,称为(X,d)的子空间。
例1 欧氏空间 ℜn
C [a ,b ]
例2 连续函数空间
2007年8月 南京航空航天大学理学院数学系 3
度量空间中点集的一些基本概念——邻域
定义(邻域):距离空间(X,d)中所有和定点P 的距离小于定数δ 的点的
0
全体,即集合{ }称为点P 的 记作
P | d (P, P ) δ 0 U( P , ) U( P ) δ 或
0 δ邻域, 0 0
1 2 3 P
显然,在 (U ,P ) δ 分别是以 0 为中心以为 δ半径的开区间、
ℜ, ℜ , ℜ, 0
开圆和开球。 邻域具有如下的基本性质:
(1)
P U P ∈( )
U P( ),U P( ),
(2) 对于P的两个邻域 U P( ) U P( ) U P( ) ⊂ ∩
1 2 存在邻域 3 1 2
Q U P ∈( ), U (Q ) U (P ) ⊂
(3) 对于 存在Q的邻域
P Q ≠ , U (P),U (Q),
(4) 对于 存在P和Q的邻域 使得
U (P) U (Q) ∩ ∅
2007年8月
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