“这里"有界"指存在 $M$ 使所有 $ x n \le M$。等价的集合形式是:$\mathbb R^d$ 中每个有界无限集合都有聚点。在固定 Archimedean 有序域并将 $d=1$…”
形式陈述
设
任意拓扑空间中都有
证明只需区分闭包点是否属于
直觉
闭包问“每次靠近是否都会遇见集合”,聚点还加上“不能只遇见点自身”。因此集合里的孤立点属于闭包却不是聚点;集合外的聚点则显示数据缺失了一个无法用邻域隔开的边缘位置。
“任意小邻域”是拓扑语言,不预设距离,也不预设存在一列邻域能够代表所有邻域。集合只记录不同的元素,不记录它们在序列里出现多少次,所以序列无限次重复一个值不能替代邻域中出现另一个集合点。
例子与边界
在通常实线中,
在 $T_1$ 空间中,聚点的每个邻域都含
这一无限性不能搬到一般空间。令
推论与应用
在第一可数空间中,取
正向逐项选
闭包与聚点的关系给出闭集的局部判别。一般空间中序列可能无法探测所有闭包点,需要网或滤子。紧致性研究利用无限集合的聚点控制逃逸;反复取导集则通向 Cantor–Bendixson 分解,但有关分解的完整结论须另加空间假设。
参考资料
- Robert Gardner,Section 17: Closed Sets and Limit Points,ETSU,聚点定义、Theorem 17.6、Corollary 17.7 及
下的无限邻域交集刻画。 - Romyar Sharifi,Point-Set Topology, §1.5,Definition 1.5.1 与 Lemma 1.5.2,聚点和闭包的关系。