滤子
集族
滤子是一类集族,设X是集合,F是X的非空子集族,若F满足:
定义
滤子: 设是X的子集族,满足:
(1);
(2)若,则;
(3)若,则。
则称为一个滤子。
例子
例1 设 是一个点网, ,令
则 是一个滤子基。事实上,对于任意两个 ,由于D是定向集,故存在一个,使得 ,容易看出, 。同时,每个 显然非空,因此 是一个滤子基,这里的集合 通常称为由 确定的终止集,而 则称为由 确定的滤子基。
相关概念
定义1
若 为X的滤子基,则容易看出 是一个滤子,称之为由 生成的滤子,而 也称为 的滤子基
等价定义为
滤子基: 设 为X的非空子集族,若它满足
若 ,则存在 使得 ;
则称 为X的一个滤子基
定义2
设 为拓扑空间X的一个滤子, .如果 ,都有 ,则称x为 的聚点。滤子 的聚点全体构成的集合记作adh 。如果对于 ,则称x为 的极限,此时也称 在X中收敛于x, 在X中的全体极限构成的集合记作lim 。
定义3
设 拓扑空间X的两个滤子,若 ,则称 比 小(粗,或弱),也称 比 大(细,或强)。
相关定理
定理1
设 和 是空间X的两个滤子基,则
(1) 是一个滤子基;
(2)如果每个 ,则 是一个滤子基;
(3)对每个有限子集族 ,存在一个 使得
特别地,一个滤子基的有限个元素的交都是非空的。
例2 (1)设A是拓扑空间X的一个非空集合,则 显然是一个滤子基。如果 ,则 在X中收敛于a,如果 ,则每个 都是 的聚点。
(2)不难验证,拓扑空间X中点z的邻域系N(x)是一个滤子,称为邻域滤子,它当然收敛于x,同时也以x作为聚点。
定理2
设 为拓扑空间X的一个滤子,则 。
定理3
设 拓扑空间X的一个滤子,则 。
这一点从 的定义即可看出。
定理4
如果 为Hausdorff空间X的一个收敛滤子,则 是单点集,且有关系式
例2 考虑Sierpinski空间 是一个滤子,且不难验证, 既收敛于0,也收敛于1。
下面这个定理建立了点网和滤子之间的关系。
定理5
(1)设 为拓扑空间X的一个滤子,则存在X中的点网 使得
(2)设 是X中的任一点网,则存在X的一个滤子 使得
这个定理表明,在描述收敛性方面,点网与滤子有着相同的作用,但是,对于一个给定的情形,往往其中一种描述会优于另一种描述,或者说,其中一种描述会比另一种描述更为方便。
由定理5,容易得到下面两个定理,其证明较为简单。
定理6
设 为拓扑空间X的一个滤子,则 中有一个 更粗的滤子 收敛于x。
定理7
拓扑空间X是Hausdorff空间 X中的收敛滤子只有一个极限。
由定理5和定理1容易得到下面的定理。
定理8
拓扑空间X是紧空间 X中的任一滤子 ,都有 。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 14:01
目录
概述
定义
例子
相关概念
参考资料