연결공간

최근 수정 시각 : 2023-05-22 00:53:09 | 조회수 : 40

위상수학에서 연결공간(Connected space)이란 두 개의 서로소인 개집합으로 분할되지 않는 공간을 말한다.

목차

1. 정의
2. 동치인 정의
3. 예시
4. 성질
5. 영상

1. 정의

위상공간 XX가 비연결공간이란 것은 XX 위의 개집합 UU, VV가 있어 UV=U\cap V=\varnothing이고 UV=XU\cup V=X인 것이다. 비연결공간이 아닌 공간을 연결공간이라고 한다.

2. 동치인 정의

위상공간 XX가 연결일 필요충분조건은 다음과 같다:
  • XX의 부분집합 AA, BB가 있어 AB=XA\cup B=X이고 AB=AB=\overline{A}\cap B=A\cup\overline{B}=\varnothing이다.
  • XX 위의 개폐집합은 공집합과 자기 자신 뿐이다.
  • XX에서 이산공간 {0,1}\{0,1\}으로 가는 연속함수는 상수함수이다.

3. 예시

  • 실수선 위의 임의의 구간은 연결이다. 역으로, 실수 구간 위의 임의의 연결집합은 구간이다.
  • 보다 일반적으로, 선형 연속체 위의 구간은 연결이다.
  • 모든 호상연결공간은 연결이다. 하지만 그 역은 성립하지 않는다.
  • 위상수학자의 사인 곡선

4. 성질

연결공간의 임의 곱은 연결이다. 또한, 어느 공간의 연결 부분공간의 폐포 또한 연결이다. 그리고 쌍마다 만나는 연결 부분공간들의 합집합 또한 연결이다.

연결공간의 연속함수에 의한 상 또한 연결이다. 특히, XX가 연결공간이고 ffXX에서 실수 공간으로 가는 함수이면 ff는 중간값 성질을 만족한다.

5. 영상



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