Skip to content

定义Definition

局部连通性

施工中 · 内容逐步修订

Local connectedness

每一点都有由连通开集组成的邻域基的性质。

形式陈述 ​

拓扑空间 X 在点 x 局部连通,是指 x 的每个邻域 N 都含一个连通开集 U,满足 x∈U⊆N。所有点均如此时,称 X 局部连通。这里的连通按 U 的子空间拓扑理解。

等价地,连通开集构成 X 的拓扑基;又等价于每个开集的每个连通分支都开。若把连通加强为道路连通,就得到局部道路连通性,它蕴含局部连通。

直觉

“局部”要求在任意小的指定邻域内继续找到连通邻域,不能只找一个大的连通邻域。否则任何连通空间都可用全空间充数,这会失去局部条件真正要控制的细节。

局部连通与全局连通回答不同问题:前者检查放大后是否仍能选取一个连成整体的窗口,后者检查整个空间能否分开。因此它们之间没有不加条件的双向蕴含。

开集分支判据 ​

设 X 局部连通,C 是开集 O 的一个分支。对 x∈C,可取连通开集 x∈U⊆O。由于 U 碰到 C,它必包含于 C,故 C 是这些 U 的并,因而开。反过来,若开集的分支总开,对每个 x∈O 取 O 中含 x 的分支,就得到了所需连通开邻域。

例子与边界

实线中两个不交开区间的并局部连通但不连通。每一点可以选一个不越过所在区间端点的小区间,其他全局分支不会影响它。欧氏空间与流形更满足局部道路连通,因为坐标中可选凸开球。

有理数空间 Q 不局部连通。任何含两点的子集都可被夹在两点之间的无理切口分开,故连通子集只有单点;单点又不是开邻域。Cantor 集同样因为分支为非开单点而不局部连通。

拓扑学家的正弦曲线闭包是连通但非局部连通的例子。在极限竖线内部一点附近,先选一个纵向高度小于整个振荡幅度的窗口。窗口里必有趋近竖线的多个振荡图像片段,却不能在该窗口内把这些片段与竖线连成一个开邻域;连通它们需要离开这个窗口。

一般连续满射不保持局部连通。例如从同一个集合的离散拓扑到正弦曲线拓扑的恒等映射连续满射,定义域局部连通而像空间不是。但商映射会保持局部连通,不能把上述反例误称为商映射。

推论与应用

商映射 q:X→Y 保持局部连通,可用分支判据证明。若 V⊆Y 开、C 是 V 的分支,则 q−1(C) 是 q−1(V) 中若干分支的并:每个上层分支的连通像只能落入一个下层分支。上层局部连通使这个并开,再由商拓扑推出 C 开。

连通分支在局部连通空间中既开又闭。但要保证它与道路分支相等,通常使用更强的局部道路连通性。万有覆叠的标准存在定理还要求半局部单连通;局部连通本身没有控制回路能否收缩。

参考资料
  • James R. Munkres, Topology, 2nd ed., Prentice Hall, 2000,§25,局部连通与开集分支判据。
  • Stephen Willard, General Topology, Addison-Wesley, 1970;Dover 重印版,2004,局部连通空间与商空间部分。
关系图谱6 个相邻概念 · 3 类关系

拖动节点调整位置。

显示关系

显示:依赖

  1. 前置三跳
  2. 前置二跳
  3. 前置一跳
  4. 当前条目
  5. 后续一跳
  6. 后续二跳
  7. 后续三跳
文字版关系按与当前条目的最短距离分组
类型化关系