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1 # 牛小歪
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2 # LaoHuang188
點集拓撲學,有時也被稱為一般拓撲學,是數學的拓撲學的一個分支。它研究拓撲空間以及定義在其上的數學構造的基本性質。這一分支起源於以下幾個領域:對實數軸上點集的細緻研究,流形的概念,度量空間的概念,以及早期的泛函分析。它的表述形式大概在1940年左右就已經成文化了。透過這種可以為所有數學分支適用的表述形式,點集拓撲學基本上抓住了所有的對連續性的直觀認識。一、點集拓撲的起源點集拓撲學產生於19世紀。G.康托爾建立了集合論,定義了歐幾里得空間中的開集、閉集、導集等概念,獲得了歐幾里得空間拓撲結構的重要結果。1906年M.-R.弗雷歇把康托爾的集合論與函式空間的研究統一起來,建立了廣義分析,可看為拓撲空間理論建立的開始。二、點集拓撲的主要理論內容泛函分析的興起,希爾伯特空間和巴拿赫空間的建立,更促進了把點集當作空間來研究。數學分析研究的中心問題是極限,而收斂與連續又是極限的基本問題。為把收斂與連續的研究推廣到一般集合上,需要在一般集合上描述與點或與集合“鄰近”的概念。如何描述“鄰近”,可以用“距離”,但“距離”與“鄰近”並無必然的聯絡。1914年F.豪斯道夫開始考慮用“開集”來定義拓撲。對一個非空的集合X,規定X的每點有一個包含此點的子集作成的子集族,滿足一組開集公理(即仿照歐幾里得空間鄰域所具特性給出的一組性質)。該子集族中的每個集合稱為這點的一個鄰域。這就給出了X的一個拓撲結構。X連同此拓撲結構稱為一個拓撲空間。X的每點有鄰域,故可研究一點的鄰近,由此可仿照微積分的方法定義兩個拓撲空間之間的連續對映的概念。若一個對映連續,且存在逆對映,逆對映也連續,則稱此對映為同胚對映。具有同胚對映的兩個拓撲空間稱為同胚的(直觀地說即兩個空間相應的圖形從一個可連續地形變為另一個)。三、研究意義要證明兩個空間同胚,只要找到它們之間的同胚對映即可。在歐幾里得直線上,作為子空間,兩個任意的閉區間同胚;任意兩開區間同胚;半開半閉的區間[c,d]與[a,b]同胚。二維球面挖去一個點s2-p與歐幾里得平面K2同胚。要證明兩個拓撲空間不同胚,需證明它們之間不存在同胚對映。方法是找同胚不變數或拓撲不變性(即在同胚對映下保持不變的性質);第一個空間具有某同胚不變數,另一個空間不具有,則此二空間不同胚。一般拓撲學中常見的拓撲不變性有連通性、道路連通性、緊性、列緊性、分離性等(見拓撲空間)。在歷史上F.豪斯多夫提出了分離空間;弗雷歇看出了緊性與列緊性有密切關係;L.S.烏雷松對緊空間進行了系統研究,且在拓撲空間可否變數化的問題上作出了貢獻;1937年H.嘉當引進了“濾子”的概念,能進一步刻畫一致收斂,使收斂的更本質的屬性揭示了出來;維數的問題是E.嘉當在研究皮亞諾曲線(一種可填滿整個正方形的“曲線”)時提出的,1912年H.龐加萊給出定義,由烏雷松等人加以改進。四、學好拓撲需要注意的1、熟練掌握最基本的定義、定理。因為證明某個命題,往往是從定義出發去證明的,而且點集拓撲學中出現的定義特別多,又有聯絡,因而熟記定義是學好拓撲學的關鍵;2、熟悉拓撲學中常用符號,並能正確書寫。點集拓撲學中符號多而且複雜,掌握常用數學符號的意義是必須的;3、證明某個命題,要證到什麼程度才算證完,要心中有數,每一步推理都要有根有據,根據只能是前面的定義、定理,有時也可參考一下集合的文氏圖;4、證明時用到的根據切不可將數學分析中的結論想當然地引入,因為數學分析中的實數空間是非常完美的度量(拓撲)空間,既是A1 ,A2的,又是T4的, 而要證的命題不一定具備這樣的條件。
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建議網上搜索一下。對數學系學生說來,以前數學的三大基礎課是高等代數,解析幾何,數學分析,俗稱老三高。現在則是新三高,近世代數,拓撲學,泛函分析。你問的就是這基礎部分。