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[科普中國]-子基

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定義

設(shè) 是拓?fù)淇臻g, ,若 中元素的一切有限交之族,即 ={ 中有限個元素的交}是集合X上的拓?fù)?img src="https://img-xml.kepuchina.cn/images/newsWire/n6CH3oVIQcgHbIUUzkhMWWtsqmPd8qWfFRWq.jpg" alt="" /> 的基,則稱 是拓?fù)?img src="https://img-xml.kepuchina.cn/images/newsWire/n6CH3oVIQcgHbIUUzkhMWWtsqmPd8qWfFRWq.jpg" alt="" /> 的子基, 中的元素稱為子基開集。2

相關(guān)概念設(shè) 是拓?fù)淇臻g, ,若 的元素都可表示為 中某些元素的并,即對于 ,存在 使得 ,則稱 是拓?fù)?img src="https://img-xml.kepuchina.cn/images/newsWire/2uMiHbvFGO4tpfwKUiaQfCM3wE7Af63JCXbZ.jpg" alt="" /> 的拓?fù)浠?/strong>,也稱為拓?fù)淇臻g拓?fù)浠?/strong>, 中的元素稱為基開集。2

例1 設(shè) 是任意拓?fù)淇臻g,則 就是它的基。

例2 設(shè)X是非空集,記

是集合X上的離散拓?fù)涞幕?/p>

相關(guān)定理定理1設(shè) 是拓?fù)淇臻g, ,則 是拓?fù)?img src="https://img-xml.kepuchina.cn/images/newsWire/2uMiHbvFGO4tpfwKUiaQfCM3wE7Af63JCXbZ.jpg" alt="" /> 的基的充分必要條件是對于任意 ,任意 ,存在 ,使得 。2

證明: 必要性:對于 ,因為 的基,從而

其中 ,所以對于任意 ,存在 ,使得

充分性:任取 ,若 ,則取 ,從而 ,若 ,則對于任意 ,存在 使得

于是 ,記 ,因此 ,又 ,所以 的基。

定理2設(shè) 是非空集X的一個子集族,則 是集合X 上的某一拓?fù)涞幕某浞直匾獥l件是 滿足下列條件

(1) ;

(2)對于任意 中某些元素的并。

滿足上述兩個條件,則集合X上以 為基的拓?fù)涫俏ㄒ坏模送負(fù)浞Q為為基生成的集合X上的拓?fù)?/strong>。

定理3設(shè)X為非空集, ,并且 ,則集合X上存在唯一拓?fù)湟?img src="https://img-xml.kepuchina.cn/images/newsWire/tcG90Z1G1EXqqrZGKPkYNTYIGcbeFnwsfrjW.jpg" alt="" /> 為子基,這個拓?fù)浞Q為以 為子基生成的集合X上的拓?fù)?。

證明

={B B是 中有限個元素的交}.

因為 ,從而 ,又對于 中任意兩個元素的交是 中元素的有限交,可見 的任意兩個元素的交屬于 ,于是這個交是 中元素的并。因此,從定理2中條件的充分性可知,集合X上有拓?fù)?img src="https://img-xml.kepuchina.cn/images/newsWire/NUzc6vA2M3HURws686GFvrLhRFmKXsK1HVEZ.jpg" alt="" /> 以 為它的基,所以 是此拓?fù)?img src="https://img-xml.kepuchina.cn/images/newsWire/NUzc6vA2M3HURws686GFvrLhRFmKXsK1HVEZ.jpg" alt="" /> 的子基,若 *是以 為子基的集合X上的另一拓?fù)?,則根據(jù)子基定義, *是以為基,所以,由定理2可知 *=。 2

例3 設(shè) ,則以 為子基生成的集合X上的拓?fù)涫?/p>