网 (数学)

✍ dations ◷ 2025-04-03 10:48:59 #拓扑学

在拓扑学和数学的相关领域里,网是序列的广义化,用来统一极限不同的概念和将其广义至任意的拓扑空间。网的极限对一般拓扑空间扮演的角色,就好比序列的极限之于第一可数空间(例如度量空间)。

一个序列通常以为全序集合的自然数做为索引。网广义化了此一概念,以把索引集合上的次序关系削弱成有向集合。

网于公元1922年首次由E. H.摩尔与H. L. Smith提出。另一相关的概念-滤子则于公元1937年由昂利·嘉当所发展。

设是一拓扑空间,中的是指一由某一有向集合到的函数。

设是一有向集合,通常会把由到的网写成(α),以用来表示的元素α映射到的元素α上。通常用≥来标记由所给定的二元关系。

当自然数是一有向集合且序列是定义域为自然数的函数时,每一序列都会是一个网。

另一重要例子如下。给定拓扑空间上的一点,让标记为所有包含的邻域的集合。然后,会是个有向集合,其方向由内含的颠倒给定,即 ≥ 当包含在里时。对在内的,让标记为内的一点。然后,便会是一个网。当对≥而言为增加时,网内的点会被限制在的递减邻域内,直观地说,这使得在某些意义上时必须趋向。下面将把这一极限的概念讲述的更清楚。

若(α)是一由有向集合到的网,且若是的子集,则我们说(α)是,若存在一在内的α能使得任一在内会有β ≥ α的β,其点β会在内。

若(α)是拓扑空间内的一网,且是的一元素,我们说这一个网或称,并写做

当且仅当

直观地说,这表示α会很靠近,若α取得够大。

注意,上述所举的在一点的邻域系统上的网根据定义是会确实地收敛至了。

若和为有向集合,且为一由到的函数,则被称为共尾,若对任一在内的,总存在一在内的会使得当为的元素且 ≥ 时,() ≥ 。换句地话,其值域()会共尾于。

若和为有向集合,为由到的共尾函数,且φ是以为基的集合的网,则φo称做φ的。所有的子网都是这种类型,依其定义。

若φ是一以有向集合为底的集合的网,且为的子集,则φ频繁地在,当对于任一在内的α,存在一在的β且β ≥ α以使φ(β)在内。

集合的网φ称做普遍的(或超网),若对于任一的子集,φ会最终于或会最终于-。

几乎所有拓扑概念都能以网与极限的语言表述。这可以作为直觉的南鍼,因为网的极限在概念上近于序列的极限,后者在度量空间理论中被广泛地运用。

则有

若将“网”换为“序列”,则此定理一般非真。当空间 X {displaystyle X} 的定义。

在一致空间(例如度量空间)中,可以将柯西序列的定义推广为柯西网,由此导出柯西空间的定义。网 (α)是柯西网,如果对于所有周围存在γ使得对于所有α, β ≥ γ,(α, β)是的成员。

E. H. Moore and H. L. Smith (1922). A General Theory of Limits. 44 (2), 102–121.

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