第四章 连通性 一、教学目的与要求 本章要求学生掌握的概念有: 连通空间、连通子集、连通分支、道路、道路连通空间、局部连通空间、连续映射保持不变的性质、(有限)可积性质。在本章学生还应该掌握:连通子集、连通分支、局部连通空间、道路连通空间的性质和判定方法及相关的证明方法、不连通空间的性质、连通性的简单应用。 二、教学重点与难点 教学重点:连通空间、连通分支、道路连通空间、局部连通空间。 教学难点:连通性和局部连通性。 三、课时安排与教学方法 教学内容 (计划/实际) 课时数 课程类型/教学方法 6.1 , 、Hausdorff 空间 0T1T2/2 理论/讲授6.2 正则、正规、、空间 (6.3 选讲) 3T4T2/2 理论/讲授6.4 完全正则空间、Tychonoff 空间 1/2 理论/讲授6.5 分离性公理和子空间、(有限)积空间、商空间 2/2 理论/讲授6.6 可度量化空间 1/2 理论/讲授四、教学过程 §4 .1 连通空间 通过考察实数空间中两个不交子集的关系:它们的并集在什么条件下是一个“整体”,什么条件下是两个“部分”,从而引出 定义 4 .1 .1 设 A 和B 是拓扑空间X 中的两个子集.如果 ()()ABBAφ∩∪∩= 则称子集A 和B 是隔离的. 注:此处应说明子集A 和B 是隔离的的各种等价说法.并推导出以下性质备用. 性质1 . X 中两个无交的闭集是隔离的. 性质2 . X 中两个无交的开集是隔离的. 性质3 . 若 C、D 分别是隔离子集A、B 的子集,则C 和D 也是隔离的. 例:考察平庸空间和离散空间中的两个子集在什么条件下是隔离的? 定义 4 .1 .2 设 X 是一个拓扑空间.如果 X 中有两个非空的隔离子集A 和B 使得XAB=∪,则称X 是一个不连通空间;否则,则称 X 是一个连通空间. 例:平庸空间都是连通空间,而多于一点的离散空间是不连通空间. 考察不连通空间的性质,从而给出不连通空间的几个等价条件. 定理4 .1 .1 设X 是一个拓扑空间.则下列条件等价: (1) X 是一个不连通空间; (2) X 中存在着两个非空的闭子集 A 和 B 使得 ABφ∩=和 ABX∪=成立; (3) X 中存在着两个非空的开子集 A 和 B 使得 ABφ∩=和 ABX∪=成立; (4) X 中存在着既开又闭的非空真子集. 例:有理数集作为实数空间QR 的子空间是一个不连通空间. 定理4 .1 .2 实数空间R 是一个连通空间. 由定理4.1.2的证明过程可以看出,有必要进...