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N维欧氏空间点集的初步知识.pdf

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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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