局部紧空间(locally compact space)是一类拓扑空间。设X是
拓扑空间,若X的每一点都有一个紧邻域,则称X为局部紧空间。
紧空间是局部紧空间,反之不然。
欧几里得空间R不是紧空间,但是,R是局部紧空间。
离散空间是局部紧空间。局部紧的T2空间是完全正则空间。局部紧性是闭遗传的。局部紧空间的连续像未必是局部紧的。有限个局部紧空间的积仍为局部紧空间。
定义
若
拓扑空间X的每一点都有一个紧
邻域,则称X为局部紧空间。
性质
局部紧性是闭遗传的。
局部紧空间的连续像未必是局部紧的。
有限个局部紧空间的积仍为局部紧空间。
任何局部紧空间X都能嵌入紧空间Y,Y只比X多一个点,且X作为Y子空间而获得的子空间拓扑与原来的拓扑一致,此时Y称为X的
一点紧化。若X为局部紧豪斯多夫空间,则X的一点紧化为
紧豪斯多夫空间。
例子
相关概念
定义1:空间X称为i-型局部紧空间(i=1,2,3),是指它满足下面的条件:
1)X中每一点都有一个紧邻域;
2)X中每一点都有一个紧邻域基;
3)X中每一点x的任意一个邻域U包含一个开邻域V,使得V U,且V是紧的.
定义2:空间X称为i-型局部
强仿紧空间(i=1,2,3),是指它满足下面的条件:
1)X中每一点都有一个强仿紧邻域;
2)X中每一点都有一个强仿紧邻域基;
3)X中每一点x的任意一个邻域U包含一个开邻域V,使得V U,且V是强仿紧的.
定义3:在空间X中,Y是X的子集。若Y作为X的子空间是强仿紧空间,则称Y是X的强仿紧子集。显然强仿紧空间必是1-型局部强仿紧空间,因为强仿紧空间本身是它的任何一点的强仿紧邻域。由定义2可知,三者之间的关系:3-型局部强仿紧空间是2-型局部强仿紧空间,2-型局部强仿紧空间是1-型局部强仿紧空间。
局部紧性质
定义1:拓扑空间 X称为局部可数紧空间,是指X中任意点都有一个可数紧邻域,即每一点x∈ X,都存在一个邻域使其每一可数开覆盖都有有限子覆盖,显然
可数紧空间是局部可数紧的。
定义2:拓扑空间X称为邻域局部紧空间,是指X中每一点x∈ X的任意邻域U∈ u,都有一个紧邻域V,使得XU。
下面结果都是显然的。
定理1:邻域局部紧空间是局部紧空间,是可数局部紧空间。
定理2: 3-型局部紧空间是2-型局部紧空间,2-型局部紧空间是局部紧空间。
这是因为对任意 x∈ X, U∈ u都有开邻域V,使得VVUx,且V是紧的,且显然V是点x的邻域,并且其全体是点x的紧邻域基。
明显地有:
定理3:拓扑空间X是邻域局部紧的当且仅当x是2-型局部紧的。
定理4:局部紧的正则空间X是2-型局部紧空间,是3-型局部紧空间。
推论1:局部紧的
豪斯多夫空间都是2-型局部紧空间,都是3-型局部紧空间。
推论2:局部紧的完全正则空间都是2-型局部紧空间,都是3-型局部紧空间。
定理5:任一紧覆盖族都是局部有限的半紧空间X都是局部紧空间。
定理6:任一紧覆盖族都是局部有限的σ紧空间X都是局部紧空间。
定理7:半紧空间是σ紧空间。
定理8:设X和Y为拓扑空间,f∶X→Y是连续开满映射,X是邻域局部紧的,则Y是邻域局部紧的。
定理9:设X,Y为拓扑空间,X是局部可数紧的,f∶X→Y是连续开满映射,那么Y是局部可数紧的。
定理10:在拓扑空间X中,有:
(1)局部可数紧空间是局部列紧空间。
(2)局部列紧的T1空间是局部可数紧的。
(3)局部序列紧的是局部可数紧的。
(4)局部可数紧的A1空间是局部序列紧的。
从而,有X是局部可数紧的当且仅当X是局部列紧的当且仅当X是局部序列紧的。
拓扑空间
设X是一个非空
集合,X的幂
集的子集(即是X的某些子集组成的集族)T称为X的一个拓扑。当且仅当:
称集合X连同它的拓扑τ为一个
拓扑空间,记作(X,T)。
定义中的三个条件称为拓扑公理。(条件(3)可以等价的换为τ中两个成员的交集仍在τ中。)
从定义上看,给出某集合的一个拓扑就是规定它的哪些子集是开集。这些规定不是任意的,必须满足三条拓扑公理。
一般说来,一个集合上可以规定许多不相同的拓扑,因此说到一个拓扑空间时,要同时指明集合及所规定的拓扑。在不引起误解的情况下,也常用集合来代指一个拓扑空间,如拓扑空间X,拓扑空间Y等。
同时,在拓扑
范畴中,我们讨论连续
映射。定义为:f: (X,T1) ------> (Y,T2) (T1,T2是上述定义的拓扑)是连续的当且仅当开集的原像是开集。两个拓扑空间
同胚当且仅当存在一一对应的互逆的连续映射。同时,映射
同伦和空间同伦等价也是很有用的定义。