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连通分支

Connected component

包含给定点的极大连通子集。

条目类型
定义

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

把所有含给定点的连通子集取并,因它们共享该点,所得并仍连通,且自动达到极大。分支因此是由拓扑决定的不可再扩张整体,而不是某种任选分组。每个点恰属于一个分支,分支总闭;是否开放则需要局部连通等额外条件。

例子与边界

R{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。

Q 的通常子空间拓扑中,每个连通分支都是单点,因为两个不同有理数可由其间的无理切口分开;但单点不开放,所以这些分支不形成开分解。局部连通空间中情况不同:每个连通分支都是开集。

推论与应用

连通子集的极大者形成连通分支,道路分支通常更细。局部连通性保证连通分支开,从而商到分支集合具有较清晰的离散结构。解集、拓扑群和流形常先逐分支分析;连续映射会把每个连通分支送入目标的某个连通分支。

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。
关系图谱4 个相邻概念 · 1 类关系

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