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有关闭包概念的相关内容

时间:2020-06-19 23:09:58      阅读:58      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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闭包

我们来介绍闭包及其相关的概念

闭包的定义

下面所提及的闭包是对\(H\)(在\(T\)中)而言的

定义一

the closure of \(H\) (in \(T\)) is defined as:

\[H^-:=H \cup H‘ \]

where \(H‘\) is the derived set(导集) of \(H\)

这个定义估计是在度量空间里定义闭包所用的最常见的定义了.

定义二

the closure of \(H\) (in \(T\)) is defined as:

\[\displaystyle H^- := \bigcap \left\{{K \supseteq H: K}\right. \mbox{is closed in }T\} \]

即,包含\(H\)的所有闭集的交

定义三

is defined as the smallest closed set of \(T\) that contains \(H\).

即,在\(T\)中包含\(H\)的最小闭集.

定义四

\[H^- := H \cup \partial H \]

本身和其边界的并

经同学的提醒知道了是数分书上的定义.

定义五

\(H\)所有聚点和孤立点的并

\[H^- := H^i \cup H‘ \]

定义六

\(H\)所有凝聚点所构成的集合,这里暂且将其称之为凝聚点,其英文为 adherent point.

这里所说的凝聚点的定义和聚点的区别在于:不用挖去其自己本身.

在这里我们在数分书上所定义的聚点英文为:limit point

相互推导

1 \(\Leftrightarrow\) 2

\(\Rightarrow\)

\(K\) 是任意一个包含 \(H\) 的闭集

定义一,我们我们可以得到以下两点

  • 子集的闭包属于包含它集合的闭包
  • 闭集的闭包等于它自己本身,即 \(K^- = K\)

所以有 \(H^- \subseteq K^- = K\)

由于\(K\) 是任意的,根据并集的定义,因为\(H^-\)对任何一个\(K\)都满足上面的关系,所以有:

\(H^- \subseteq \bigcap K\)

\(\Leftarrow\)

我们很容易便能知道, \(H^-\) 也是包含 \(H\)的闭集,

\(\forall x \in \bigcap K \Rightarrow x \in H^-\)

所以有\(H^- \supseteq \bigcap K\)

\(\Box\)

2 \(\Leftrightarrow\) 3

\(\Rightarrow\)显然的

如果 \(H^-\) 是最小闭集,那么\(H^- \subseteq \bigcap K\)

\(\Leftarrow\)

和上一题类似的证明方法.

1 \(\Leftrightarrow\) 4

我们首先要了解一下边界的定义

$\partial H = H^- \backslash H^ \circ $

\(\partial H = H^- \cap (H^c)^-\)

从下面的这个定义我们可以看出,边界中的任意一点的任意邻域中都既有 \(H\) 中的点,也有 \(H\) 外的点,这正是我们最初的定义.

只要意识到 \((H^ \circ)^c = (H^c)^-\),即能够构建这两个定义的等价.在此我不加赘述,详细的证明在尤承业所著的书中.

可以看出边界和内部(interior)与闭包(closure)这两个概念有关,不妨在介绍内部的时候再来证明两者之间的等价关系.

1 \(\Leftrightarrow\) 5

\(\Rightarrow\)显然的

\(\Leftarrow\)

\(S\) 为全集,若$ S \backslash (H^i \cup H‘) = \varnothing$$\Rightarrow$$S =H^i \cup H‘ \supseteq H \cup H‘$,已然得证.

\(M = S \backslash (H^i \cup H‘) \neq \varnothing\),根据德·摩根定律有,$ M = (S \backslash H^i) \cap (S \backslash H‘) \neq \varnothing$

\(\forall x \in M, x\) 不是孤立点,所以 \(\forall U(x) \cap H \neq \{x\}\),

又因为 \(x\) 不是聚点,所以 \(\exists U(x) ,s.t. H\cap (U(x) \backslash \{ x\}) = \varnothing\)

根据上个条件,可以等价于\(U \cap H = \varnothing\) \(\Rightarrow x \notin H^- = H‘ \cup H\)

则 $ \forall x \notin (H^i \cup H‘) \Rightarrow x \notin = H‘ \cup H$

参考逆否命题则得证\(\Box\)

1 \(\Leftrightarrow\) 6

\(\Rightarrow\)

容易得到的,用导集的定义和凝聚点的定义.

\(\Leftarrow\)

根据是否属于H,分两类讨论即可.

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原文地址:https://www.cnblogs.com/dictat/p/13166678.html

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