点集拓扑 习题与参考答案

答案:T3空间

42、正规的T1空间称为 ;

答案:T4空间

43、完全正则的T1空间称为 ;

答案:T3.5空间或Tychonoff空间

三.判断(每题4分,判断1分,理由3分) 1、.从离散空间到拓扑空间的任何映射都是连续映射( )

答案:√

理由:设X是离散空间,Y是拓扑空间,f:X?Y是连续映射,因

1为对任意A?Y,都有f?(A)?X,由于X中的任何一个子集都是开

集,从而f?1(A)是?中的开集,所以f:X?Y是连续的. 2、设T 1,T 2是集合X的两个拓扑,则T 1?T 2不一定是集合X的拓扑( ) 答案:×

理由:因为(1)T 1,T 2是X的拓扑,故X,??T1,X,??T2,从而

X,??T 1?T 2;

(2)对任意的A,B?T1?T2,则有A,B?T1且A,B?T2,由于T1, T2是X的拓扑,故A?B?T1且A?B?T2,从而A?B? T1?T2; (3)对任意的T??T1?T2,则T??T1,T??T2,由于T1, T2是X的拓扑,从而?U?T’U?T1, ?U?T’U?T2,故?U?T’U? T1?T2; 综上有T1?T2也是X的拓扑.

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3、从拓扑空间X到平庸空间Y的任何映射都是连续映射( ) 答案:√ 理由:设f:X?Y是任一满足条件的映射,由于Y是平庸空间,它中的开集只有Y,?,易知它们在f下的原象分别是X,?,均为X中的开集,从而f:X?Y连续.

4、设A为离散拓扑空间X的任意子集,则d?A??? ( ) 答案:√

理由:设p为X中的任何一点,因为离散空间中每个子集都是开集, 所以{p}是X的开子集,且有?p?d(A)??.

?A??p????,即p?d?A?,从而

5、设A为平庸空间X(X多于一点)的一个单点集,则d?A??? ( ) 答案:×

理由:设A?{y},则对于任意x?X,x?y,x有唯一的一个邻域X,且有y?X?(A?x),从而X?(A?x)??,因此x是A的一个凝聚点,但对于y的唯一的邻域X,有X?(A?y)??,所以有d?A??X?A??. 6、设A为平庸空间X的任何一个多于两点的子集,则d?A??X ( ) 答案:√

理由:对于任意x?X,因为A包含多于一点,从而对于x的唯一的邻域

X,且有X?(A?x)??,因此x是A的一个凝聚点,即x?d(A),所

以有d?A??X.

7、设X是一个不连通空间,则X中存在两个非空的闭子集A,B,使得

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A?B??,A?B?X( )

答案:√

理由:设X是一个不连通空间,设A,B是X的两个非空的隔离子集使得A?B?X,显然AB??,并且这时有:

B?B?X?(B?A)?(B?B)?B

从而B是X的一个闭子集,同理可证A是X的一个闭子集,这就证明了A,B满足A?B??,A?B?X.

8、若拓扑空间X中存在一个既开又闭的非空真子集,则X是一个不连通空间( ) 答案:√

理由:这是因为若设A是X中的一个既开又闭的非空真子集,令

B?A?,则A,B都是X中的非空闭子集,它们满足A?B?X,易见

A,B是隔离子集,所以拓扑空间X是一个不连通空.

9、设拓扑空间X满足第二可数性公理,则X满足第一可数性公理( ) 答案:√

理由:设拓扑空间X满足第二可数性公理,B是它的一个可数基,对于每一个x?X,易知B x?{B?B|x?B}是点x处的一个邻域基,它是

B的一个子族所以是可数族,从而X在点x处有可数邻域基,故X满 足第一可数性公理.

10、若拓扑空间X满足第二可数性公理,则X的子空间Y也满足第二可

数性公理( ) 答案:√

理由:由于X满足第二可数性公理,所以它有一个可数基B,因为

Y是X的子空间,则B| Y?{B?Y|B?B}是Y的一个可数基,从而X的 子空间Y也满足第二可数性公理.

11、若拓扑空间X满足第一可数性公理,则X的子空间Y也满足第一可

数性公理( ) 答案:√

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理由:由于X满足第一可数性公理,所以对?x?Y,X在点x处有一个可数邻域基V x,因为Y是X的子空间,则V |V?Y|V?V x}x Y?{是Y在点x的一个可数邻域基,从而X的子空间Y也满足第一可数性公理. 12、设X?{1,2,3}答案:×

理由:因为{1,3}是X的一个闭集,对于点2和{1,3}没有各自的开邻域互不相交,所以X不是正则空间,从而不是T3空间. 注:也可以说明X不是T1空间.

1,2,3},T?{X,?,{1},{2},{1,2}},则(X,T)是T3空间.( ) 13、设X?{,T?{X,?,{2},{3},{2,3}},则(X,T)是T3空间.( )

答案:×

理由:因为{2,3}是X的一个闭集,对于点1和{2,3}没有各自的开邻域互不相交,所以X不是正则空间,从而不是T3空间. 注:也可以说明X不是T1空间.

3},T?{X,?,{1},{3},{1,3}},则(X,T)是T1空间.( ) 14、设X?{1,2,答案:×

理由:因为对于点1和点2,2没有开邻域不包含1,从而X不是T1 空间.

注:也可以考虑点2和点3.

3},T?{X,?,{1},{3},{1,3}},则(X,T)是T4空间.( ) 15、设X?{1,2,答案:×

理由:因为对于点1和点2,2没有开邻域不包含1,从而X不是T1 空间.故(X,T)是T4空间.

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注:也可以考虑点2和点3. 16、T3空间一定是T2空间.( )

答案:√

理由:因为T3空间是正则的T1空间,所以对于T3空间X中的任意不同的两点x,y?X,{y}是X中的闭集,由于X是正则空间,从而对于x,{y}它们有各自的开邻域U,V使得U?V??,所以X是T2空间. 17、T4空间一定是T3空间.( )

答案:√

理由:因为T4空间是正规的T1空间,所以对于T4空间X中的任意点

x和不包含x的闭集A,由于{x}也是一个闭集及X是正规空间,故存在{x},A的开邻域U,V使得U?V??,这说明X是正则空间,因此X是T3空间. 四.名词解释(每题2分) 1.同胚映射

答案:设X和Y是两个拓扑空间.如果f:X?Y是一个一一映射,并且f和f?1:Y?X 都是连续映射,则称f是一个同胚映射或同胚. 2、集合A的内点

答案:设X是一个拓扑空间,A?X.如果A是点x?X的一个邻域,则称点x是集合A的一个内点. 3、集合A的内部

答案:设X是一个拓扑空间,A?X.则集合A的所有内点构成的集合称为集合A的内部. 4.拓扑空间(X,T)的基

答案:设(X,T)是一个拓扑空间,B是T的一个子族.如果T中的每

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