1、设 和 是两个拓扑空间。如果 是一个一一映射,并且 和 都是连续映射,则称 是一个同胚映射或同胚。
2、设 是一个拓扑空间,如果 中的任何两个无交的闭集都各自有一个开邻域,它们互不相交,则称 是正规空间。
3、设 是一个拓扑空间。如果 的每一个开覆盖都有一个有限子覆盖,则称拓扑空间 是一个紧致空间。
五、简答题(每小题4分,共8分)
1、答案:对于任意 ,设 是 的任何一个邻域,则有 ,由于 ,从而 ,因此 ,故 .
2、答案:
六、证明题(本大题共5个小题,其中1、2、3、4每题6分,第5小题7分,共31分)
1、证明:若 是 的一个不连通子集,则在 中有非空的隔离子集 使得 .因此 ………………………………… 3分
由于 是连通的,所以 或者 ,如果 ,由于 ,所以 ,因此 ,同理可证如果 ,则 ,均与假设矛盾。故 也 是 的一个连通子集。 …………………………………………………………………… 6分
2、证明:若 满足第一可数公理,则在 处,有一个可数的邻域基,设为V x ,因为X是可数补空间,因此对 , 是 的一个开邻域,从而 ,使得 .
于是 , …………………………………………………3分
由上面的讨论我们知道:
因为 是一个不可数集,而 是一个可数集,矛盾。
从而X不满足第一可数性公理。 ………………………………6分
3、证明:设 ,若 有一个开邻域 含有 中的有限多个点,设 ,则 是一个有限集,从而 是一个闭集,故 是一个开集且是 的一个开邻域。 …………………………………3分
又易知 ,从而 ,矛盾。故 是无限集。 …………………………………………………………………6分
4、证明:充分性:对任意 ,于是 ,由于 是闭集,所以 是开集,从而有 的开邻域 使得 ,于是 分别是 的开邻域,且 ,从而 是Hausdorff空间。 ……………………………………………………………3分
必要性:若 是hausdorff空间,对 ,则 和 分别有开邻域 ,使得 ,从而 ,由于 是 中的开集,所以 是其每一点的邻域,故 是开集,从而 是闭集。 ……………………………………………………………6分
5、证明:设A是任意一个由X中的开集构成的Y的覆盖,因此A也是A的一个覆盖,由于A是X的紧致子集,从而A有有限个成员 使得 . …………………………………3分
由于A是正则空间的紧致子集,从而A有一个开邻域 ,使得 ,从而有 ,从而A有有限子覆盖 ,因此Y是X的一个紧致子集。 ………………7分
河北省教育考试院