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积拓扑

Product topology

由有限坐标限制的基本开集生成的笛卡尔积拓扑。

形式陈述

给定拓扑空间族 (Xi)iI,其笛卡尔积 X=iIXi 上的积拓扑,是使所有坐标投影 πi:XXi 连续的最粗拓扑。一个标准基由集合

iIUi

组成,其中每个 UiXi 中开,且除有限多个 i 外都有 Ui=Xi。有限积时,这就是所有 U1××Un 所成的基。积拓扑满足泛性质:f:YX 连续,当且仅当每个 πif 连续。

直觉

只用有限多个坐标来规定邻域,其余坐标保持自由;这样恰好加入让每个坐标观察都连续所必需的开集,而不额外增加信息。

例子与边界

Rn 的通常拓扑等于 n 个实数直线的积拓扑。无限积 RN 中,限制前若干坐标的“柱集”是基本开集;同时限制每个坐标的开区间通常属于箱拓扑而不一定属于积拓扑。积拓扑与箱拓扑在有限指标集上相同,在无限指标集上通常不同。

推论与应用

积拓扑用于函数序列的逐点收敛、参数空间、无限坐标系统和 Tychonoff 定理。其泛性质让到积空间的连续性可逐坐标验证,是范畴积在拓扑空间中的具体实现。

参考资料
  • James R. Munkres, Topology, 2nd ed., Prentice Hall, 2000,§19, product topology on arbitrary products。
  • John M. Lee, Introduction to Topological Manifolds, 2nd ed., Springer, 2011,Ch. 3, products and the universal property。