距离空间

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定义

设X是非空集合,对于X中任意的两个元素x与y,按某一法则都对应唯一的实数d(x,y),而且满足下述三条公理:

(1)(非负性)d(x,y)≥0,[d(x,y)=0,当且仅当x=y];

(2)(对称性)d(x,y)=d(y,x);

(3)(三角不等式)对于任意的x,y,z∈X,恒有d(x,y)≤d(x,z)+d(z,y)。

则称d(x,y)为x与y的距离,并称X是以d为距离的距离空间,记作(X,d)。通常,在距离已被定义的情况下,(X,d)可以简单地将X中的元素称为X中的点[1]

点集

这里用抽象的距离代替R中的绝对值,用开球代替R中的对称开区间

设(X,d)为距离空间,则可依次定义概念[1]

开球

称X中的点集

是以为中心,以为半径的开球;又称为邻域。

闭球

是以为中心,以为半径的闭球

球面

是以点为中心,以为半径的球面

内点

若存在邻域则称点为E的内点,E的内点全体称为E的内部记为E。

开集

若G中每一点都是其内点,则称G为开集

闭集

为开集,则称F为闭集

邻域

包含的任一开集均称为的一个邻域,特别称球形邻域,有时也简称邻域。

聚点

的每一个邻域中均含有E的无穷多个点,则称为E的聚点或极限点,E的聚点可以在E中也可不在E中,为E的聚点可等价定义为:的每个邻域中含有E的点x,但

导集

E的聚点的全体称为E的导集,记为

闭包

的闭包定义为中的点又称为E的接触点。可以知道的充要条件是因此E的闭包又可定义为与E的距离为0的一切点的全体,E的聚点(极限点)必是E的接触点,反之则不然。

孤立点

、边界、有界集、直径

若用不含在E中的E的聚点集合,则有

(其中).

的某一邻域中没有除以外的E的其他点,则称为E的孤立点。称为E的边界;设则称E为有界集;称为E的直径,如果 的直径 ,则E是有界集[1]

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