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聚点

Limit point · Accumulation point

每个邻域都含有集合中不同于该点的元素的点。

形式陈述

AX。点 xX 称为 A 的聚点(极限点),若每个 x 的邻域都与 A{x} 相交。聚点全体称导集 A。按这一“删去自身”的定义,在任意拓扑空间中都有

A=AA,

所以 A 闭当且仅当它包含全部聚点。若空间为 T1,则 x 是聚点还等价于每个邻域都含 A 的无限多个点;这一无限性刻画在一般拓扑中会失败。

直觉

聚点是集合在任意小局部范围内都还有“别的点”出现的位置;它反映无限靠近,而不要求聚点本身属于集合。

例子与边界

A={1/n:n1}R 的唯一聚点是 0,但 0A。孤立点 1/n 属于 A 却不是聚点。有限集在 Hausdorff/T1 空间中没有聚点;在非 T1 空间中这一结论可失败。序列中某个值无限重复并不能自动说明它是序列取值集合的聚点,因为定义排除了点本身。用序列刻画聚点在第一可数空间中成立;一般拓扑需要网或滤子,单靠序列可能漏掉闭包点。

推论与应用

聚点用于闭集判定、紧致性、Bolzano–Weierstrass 性质和集合的 Cantor–Bendixson 分析;它把局部邻域结构转化为集合累积行为。

参考资料
  • James R. Munkres, Topology, 2nd ed., Prentice Hall, 2000,§17, limit points and closure。
  • Stephen Willard, General Topology, Dover reprint, 2004,Ch. 3, adherence and accumulation points。