取A0?A,则有?A?AA?A0,由于A0是紧致的,从而是A0的一个紧致子集,易知?A?AA也是X的一个紧致子集. ………8分 31、设f:X?Y是连续的一一对应,其中X是紧致空间,Y是一个Hausdorff空间,证明f:X?Y是一个同胚映射.
证明:要证明f:X?Y是一个同胚映射, 只需证明f?1:Y?X连续,进而只需证明f是闭映射.设A是X的闭集,由X是紧致空间,从而
A是X的一个紧致子集,故f(A)是Y的一个紧致子集,……4分
由于Y是一个Hausdorff空间,因此f(A)是Y的一个闭集,从而f是闭映射. …………………………………………………………8分 32、Y是拓扑空间X的子空间,A是Y的紧致子集,证明A是X的紧致子集. 证明:对于A的由X的开集构成的任一开覆盖A ,即A?样,就有A =A?Y ?B?A?B,这
B?A~?A,若令 , 就是(B?Y)A?{B?Y|B?A}?由Y的开集构成的A的一个开覆盖,……………………………3分 由于A是Y的紧致子集,必有有限的子覆盖B1?Y,B2?Y,......Bn?Y,即 A?i?1,2,...n?(Bi?Y)=(i?1,2,...,n?B)?Y,从而A??Bii?1,2,...,ni,于是{B1,B2,...,Bn}
就是A的由X的开集构成的开覆盖,且是A的一个子覆盖,故A为X的紧致子集. ………………………………………………………8分
33、Y是拓扑空间X的子空间,若A是X的紧致子集,证明A是Y的紧致子集. 证明:对A的任意由Y的开集构成的开覆盖B,即A??B,由于Y是
B?BX的子空间,对每一个B?B,必存在X的开集AB,使得B?AB?Y,
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于是{AB|B?B,B?AB?Y}就是A的由X的开集构成的开覆盖,…3分 从而必有有限的子覆盖{AB1,AB2,......ABm},即 A?Bij?1,2,...,m?A,当然有
A?A?Y?(Bjj?1,2,...,m?A)?Y=
j?1,2,...,m?(ABj?Y)?j?1,2,...,m?Bj,
即 { B1,B2,...,Bm}为A的由Y的开集构成的有限开覆盖, 且为B的子覆盖。故A为Y的紧致子集. ………………………8分 34、设X是一个Hausdorff空间.如果A是X的一个不包含点x?X的紧致子集,则点x和紧致子集A分别有开邻域U,V使得U?V??.
x?A?.对于每一个y?A,由于X是证明:设A是X的一个紧致子集,
一个Hausdorff空间,故存在x的一个开邻域Uy和y的一个开邻域Vy使得Uy?Vy??. ………………………………………………4分 集族{ Vy|y?A }显然是由X中的开集构成的A的一个覆盖,它有一个有限子覆盖,设为{ Vy1,Vy2,?,Vyn},令U??Uyi和V??Vy,它
i?1i?1inn们分别是点x和A的开邻域,且易知U?V??. ……………8分 35、证明Hausdorff空间中的每一个紧致子集都是闭子集.
证明:设A是Hausdorff空间X的一个紧致子集,设对于任意x?A,
有x和A的开邻域U和V使得U?V??, …………………4分 从而U?(A?{x})??,故x?d(A),所以d(A)?A,即A是一个闭集.………………………………………………………………8分 36、证明每一个紧致的Hausdorff空间都是正则空间.
证明:设A是紧致的Hausdorff空间X的一个闭子集,x是X中不属于集合A的任意一点,由于紧致空间中的闭子集是紧致的,所以A是X的一个紧致子集,…………………………………………4分
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从而点x和A分别有开邻域U和V使得U?V??,这说明X是一个正则空间.………………………………………………………8分 37、设X是一个Hausdorff空间.如果A,B是X的两个无交的紧致子集,
则它们分别有开邻域U和V使得U?V??.
证明:设A,B是X的两个无交的紧致子集,对于?x?A,点x和B分别有开邻域Ux,Vx使得Ux?Vx??,……………………………4分 显然集族{ Ux|x?A }是紧致子集A的一个覆盖,它由X中的开集构成,由A是一个紧致子集,所以它有一个有限子覆盖,设为
{Ux1,?,Uxn},令U??Uxi,V??Vxi,易知U?V??. ……8分
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