形式陈述
拓扑空间 $X$ 中,点 $x$ 的连通分支 $C(x)$ 是包含 $x$ 的所有连通子集之并;它是包含 $x$ 的唯一极大连通子集。连通分支两两相同或不交,因此构成 $X$ 的划分。每个连通分支都是闭集,因为连通集的闭包仍连通;但连通分支一般不必开。若空间局部连通,则每个开集的连通分支都开,特别地 $X$ 的分支开闭。
直觉
从一点出发,把所有能与它共同处在某个连通块中的点收集起来,就得到不能再扩大的连续整体。
例子与边界
$\mathbb R\setminus\{0\}$ 有两个开闭分支。拓扑学家的正弦曲线闭包是连通的,却含多个道路连通分支,说明连通分支不同于道路分支。完全不连通空间的分支都是单点,但这不等于离散;Cantor 集就是例子。分支作为闭集的任意并不一定闭,而不同分支可能在空间中彼此任意接近,因此不能无条件把分支当作开组件。
推论与应用
连通分支把任意空间分解成最大连通单元,用于分类解集、相空间、代数簇实点和拓扑群的恒等分支。
参考资料
- James R. Munkres, Topology, 2nd ed., Prentice Hall, 2000,§25, components and local connectedness。
- Stephen Willard, General Topology, Dover reprint, 2004,Ch. 4, connected components。