闭包,是一个离散数学用语。离散数学中,一个关系R的
闭包,是指加上最小数目的
有序偶而形成的具有
自反性,对称性或传递性的新的有序偶集,此集就是关系R的闭包。
本质
集合 S 是闭集当且仅当 Cl(S)=S(这里的cl即closure,闭包)。特别的,空集的闭包是空集,X 的闭包是 X。集合的交集的闭包总是集合的闭包的交集的子集(不一定是真子集)。有限多个集合的并集的闭包和这些集合的闭包的并集相等;零个集合的并集为空集,所以这个命题包含了前面的空集的闭包的特殊情况。无限多个集合的并集的闭包不一定等于这些集合的闭包的并集,但前者一定是后者的父集。
若 A 为包含 S 的 X 的子空间,则 S 在 A 中计算得到的闭包等于 A 和 S 在 X 中计算得到的闭包(Cl_A(S) = A ∩ Cl_X(S))的交集。特别的,S在 A 中是稠密的,当且仅当 A 是 Cl_X(S) 的子集。
性质
cl(S) 是 S 的闭父集。
cl(S) 是所有包含 S 的闭集的交集。
cl(S) 是包含 S 的最小的闭集。
集合 S 是闭集,当且仅当 S = cl(S)。
若 S 是 T 的子集,则 cl(S)是 cl(T)的子集。
若 A 是闭集,则 A 包含 S 当且仅当 A 包含 cl(S)。
有时候,上述第二或第三条性质会被作为拓扑闭包的定义。
在第一可数空间(如度量空间)中,cl(S)是所有点的收敛数列的所有极限。
度量空间
对欧几里德空间的子集 S,x 是 S 的闭包点,若所有以 x 为中心的开球都包含 S 的点(这个点也可以是 x)。
这个定义可以推广到度量空间 X 的任意子集 S。具体地说,对具有度量 d 的度量空间 X,x 是 S 的闭包点,若对所有 r>0,存在 y 属于 S,使得距离 d(x,y)<r(同样的,可以是 x = y)。另一种说法可以是,x 是 S 的闭包点,若距离 d(x,S) := inf{d(x,s) : s 属于 S} = 0(这里 inf 表示下确界)。
这个定义也可以推广到拓扑空间,只需要用邻域替代“开球”。设 S 是拓扑空间 X 的子集,则 x 是 S 的闭包点,若所有 x 邻域都包含 S 的点。注意,这个定义并不要求邻域是开的。
离散数学
离散数学中,一个关系R的闭包,是指加上最小数目的有序偶而形成的具有自反性,对称性或传递性的新的有序偶集,此集就是关系R的闭包。
设R是集合A上的二元关系,R的自反(对称、传递)闭包是满足以下条件的关系R':
(i)R'是自反的(对称的、传递的);
(ii)R'⊇R;
R的自反、对称、传递闭包分别记为r(R)、s(R) 和t(R)。
性质1
集合A上的二元关系R的闭包运算可以复合,例如:
ts(R)=t(s(R))
表示R的对称闭包的传递闭包,通常简称为R的对称传递闭包。而tsr(R)则表示R的自反对称传递闭包。
性质2
设R是集合A上的二元关系,则有
(a)如果R是自反的,那么s(R)和t(R)也是自反的;
(b)如果R是对称的,那么r(R)和t(R)也是对称的;
(c)如果R是传递的,那么r(R)也是传递的。
性质3
设R是集合A上的二元关系,则有
(a)rs(R)=sr(R);
(b)rt(R)=tr(R);
(c)ts(R)⊇st(R)。