闭区域(closed region)是指简单闭曲线及它的内部,构成“平面闭区域”。类似地,可定义空间闭区域。也称区域与它的边界的并集称为闭区域。区域(region)是几何学的基本概念之一,如果一个平面图形(封闭图形,不包含其内部)能将平面上不属于图形上的点分为若干个部分,使得同一部分任意两点可以用一条与图形无公共点的折线连结,不同部分的任意两点不能用与图形无公共点的折线连结,那么这个平面的每个部分都称为一个区域,该图形称为区域的边界。如果某一个区域的任意两点可以用与该图形无公共点的线段连结,那么这个区域称为凸区域。例如,一直线分平面为两个凸区域,两相交直线分平面为四个凸区域,三角形分平面为两个区域,其中只有一个凸区域(三角形的内部)。一个区域连同它的边界称为闭区域。
定义
定义1
连通的开集称为开区域,简称区域。开区域连同其边界所构成的集合称为闭区域。
定义2
区域和它的边界构成的区域称为闭区域,记为。若区域可以被包含在一个以原点为中心的圆内,则称是有界的;否则称为无界的。
相关概念
平面点集
有限个点或无限个点的集合称为点集,复平面上的点集可视为复数的集合。
邻域
复平面上以为中心,以为半径的圆的内部点(包括或不包括)的集合,即满足不等式
或
的点的集台,称为的邻域。
开集
若平面点集中每一个点至少存在一个邻域全部包含于内,则称为开集。
连通
若平面点集中任何两点,都可用完全属于的一条折线连接起来,则称是连通的。
区域的定义
若平面点集满足如下两条件:
1. 是开集;
2. 是连通的。
那么,称为区域。
简单曲线与闭曲线
简单曲线
设连续曲线,如果对于内的任意,对应有,那么称此曲线C是简单曲线。
闭曲线
设连续曲线,如果,那么称曲线C是闭曲线。
闭曲线的内部与外部
简单闭曲线将复平面分为两个区域:
1. 被闭曲线C包围的有界域称C的内部;
2. 不被闭曲线C包围的无界域称C的外部。
单连域与多连域
单连域
如果在区域D内任作的简单闭曲线的内部全都包含在D内,那么称D为单连域。
多连域
不是单连域的区域称为多连域。
常见的区域
闭区域上多元连续函数的性质
与闭区间上一元连续函数的性质相似,在有界闭区域上多元连续函数有如下重要性质。
有界性定理
有界闭区域D上的多元连续函数必定在D上有界。
最大值和最小值定理
有界闭区域D上的多元连续函数在D上一定存在最大值和最小值。
介值定理
有界闭区域D上的多元连续函数必定能在D上取得介于它的最大值与最小值之间的任何值。