ユークリッド位相

ユークリッド距離をもとにユークリッド空間上の開集合と呼ばれる概念を定義した上で、その性質や、関連する概念などについて解説します。

学習内容

近傍・開集合・閉集合

ユークリッド空間の点を中心とする近傍と呼ばれる概念を出発点に、ユークリッド空間上の開集合や閉集合などの概念を定義します。

ユークリッド空間における点の近傍・近傍系

ユークリッド空間における点の近傍、近傍系、およびユークリッド空間の近傍系という概念を定義します。これは数直線上の有界開区間を一般化した概念です。

ユークリッド空間における開集合・開集合系

ユークリッド空間の部分集合Aが与えられたとき、Aのそれぞれの点aについて、aを中心とする開近傍の中にAの部分集合であるようなものが存在するのであれば、Aをユークリッド空間上の開集合と呼びます。また、ユークリッド空間上の開集合をすべて集めてできる集合系を開集合系と呼びます。

ユークリッド空間における閉集合・閉集合系

ユークリッド空間の部分集合Aが与えられたとき、Aの補集合がユークリッド空間上の開集合である場合には、Aをユークリッド空間上の閉集合であるといいます。また、ユークリッド空間上のすべての閉集合からなる集合族を閉集合系と呼びます。

点列を用いた開集合・閉集合の判定

ユークリッド空間の部分集合が閉集合であること・閉集合でないことの判定を点列を用いて行う方法について解説します。

ユークリッド空間の完備部分集合

ユークリッド空間の非空な部分集合Aの要素を項として持つ任意のコーシー列の極限がAの要素であるならば、Aを完備な部分集合と呼びます。

内部・外部・境界

ユークリッド空間の部分集合について、その内点、外点、境界点などについて解説します。

触点・集積点・孤立点

ユークリッド空間の部分集合について、その触点、集積点、孤立点などについて解説します。

コンパクト性

ユークリッド空間の部分集合がコンパクト集合であることの意味を解説します。

可算公理

可算公理について学びます。

ユークリッド空間における基本近傍系(近傍基)と第1可算公理

ユークリッド空間の点の基本近傍系が存在する場合、その点との距離を測るためには基本近傍系に属する近傍があれば十分で、すべての近傍を議論の対象にする必要はありません。また、ユークリッド空間のそれぞれの点に対して可算な基本近傍系が存在します(第1可算公理)。

ユークリッド空間における基本開集合系(開基)と第2可算公理

ユークリッド空間において、開集合系の部分集合族が存在し、任意の開集合がその部分集合族に属する開集合の和集合として表現できる場合、その部分集合族を開基と呼びます。また、可算集合であるような開基が存在する場合、第2可算公理が成り立つと言います。

リンデレーフ空間としてのユークリッド空間(リンデレーフの被覆定理)

ユークリッド空間上の集合の開被覆を任意に選んだとき、その可算部分被覆が存在することが保証されます。これをリンデレーフの被覆定理と呼びます。

ユークリッド空間における稠密集合

ユークリッド空間の部分集合Xが与えられたとき、さらにその部分集合Aの閉包がXを部分集合として含む場合には、AをXの稠密部分集合と呼びます。

可分集合としてのユークリッド空間

ユークリッド空間は可分空間です。つまり、ユークリッド空間は可算集合であるような部分稠密部分集合を持ちます。

連結性

ユークリッド空間の部分集合が連結であることの意味を定義します。

確認テスト

ユークリッド空間の位相に関する確認テストです。

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