更新时间:2022-08-25 14:09
子基是与拓扑有关的概念。设(X,T)为拓扑空间,S⊂T,若S的元的所有有限交的族为T的基,则称S为拓扑空间(X,T)的子基或拓扑S的子基,每一个非空集族S必是X=∪S上的某个拓扑的子基,并且该拓扑由S惟一确定,它是包含S的最小拓扑,一个拓扑可以有不同的子基,但子基确定惟一的拓扑。
设是拓扑空间,。若为的所有包含的拓扑的交,则称是拓扑的子基,中的元素称为子基开集。
等价定义为
设是拓扑空间,,若中元素的一切有限交之族是集合X上的拓扑的基,则称是拓扑的子基,中的元素称为子基开集。
设 是拓扑空间,,若的元素都可表示为中某些元素的并,即对于,存在使得,则称是拓扑的基或拓扑基,也称为拓扑空间的基或拓扑基,中的元素称为基开集。
则是集合X上的离散拓扑的基。
设 是拓扑空间, ,则 是拓扑 的基的充分必要条件是对于任意 ,任意 ,存在 ,使得 。
证明: 必要性:对于 ,因为 是 的基,从而
其中 ,所以对于任意 ,存在 ,使得
充分性:任取 ,若 ,则取 ,从而 ,若 ,则对于任意 ,存在 使得
于是 ,记 ,因此 ,又 ,所以 是 的基。
设 是非空集X的一个子集族,则 是集合X 上的某一拓扑的基的充分必要条件是 满足下列条件
(1) ;
(2)对于任意 是 中某些元素的并。
若 满足上述两个条件,则集合X上以 为基的拓扑是唯一的,此拓扑称为以 为基生成的集合X上的拓扑。
设X为非空集, ,并且 ,则集合X上存在唯一拓扑以 为子基,这个拓扑称为以 为子基生成的集合X上的拓扑。
证明 记
={B B是 中有限个元素的交}.
因为 ,从而 ,又对于 中任意两个元素的交是 中元素的有限交,可见 的任意两个元素的交属于 ,于是这个交是 中元素的并。因此,从定理2中条件的充分性可知,集合X上有拓扑 以 为它的基,所以 是此拓扑 的子基,若 *是以 为子基的集合X上的另一拓扑,则根据子基定义, *是以为基,所以,由定理2可知 *=。
例3 设 ,则以 为子基生成的集合X上的拓扑是