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椭圆和圆是同胚的,数字8和B是同胚的,带手柄的杯子和甜甜圈是同胚的,都可以通过连续变化转化成对方。同胚给人们提供了透过现象看本质的思考方式。
4. 拓扑空间
欧几里得几何学需要内积,但连续的概念不需要内积,甚至不需要距离。例如:社交圈的描述;学号的指定是“连续”的。
仔细考察连续的概念,其实它需要的是开集。
\( \forall \varepsilon>0\), \( \exists \delta>0\), \(\left(\left|x-x_{0}\right|<\delta\right) \Rightarrow\left(\left|f(x)-f\left(x_{0}\right)\right|<\varepsilon\right)\)
记\(x_{0} \in D \subset \mathbf{R}\),$$\begin{aligned} &O\left(x_{0}, \delta\right)=\left\{x ;\left|x-x_{0}\right|<\delta\right\} \\ &O\left(f\left(x_{0}\right), \varepsilon\right)=\left\{y ;\left|y-f\left(x_{0}\right)\right|<\varepsilon\right\} \end{aligned}$$那么可定义连续为:$$\begin{aligned} &\forall \varepsilon>0, \exists \delta>0 \\ &f\left(O\left(x_{0}, \delta\right) \cap D\right) \subset O\left(f\left(x_{0}\right), \varepsilon\right) \end{aligned}$$即,用开集可以定义连续。
设\(X\)是任一集合\(\tau \in 2^{X}\),若满足:
(1) \(\tau\)内任意个集合的并仍属于\(\tau\);
(2) \(\tau\)内有限个集合的交集=仍属于\(\tau\);
(3) \(X\)和空集仍属于\(\tau\)。
则称\(\tau\)是\(X\)上的一个拓扑,称\((X, \tau)\)为拓扑空间
参考资料:
1. 内积、点积、数量积有何区别?— 知乎
2. “拓扑”到底是什么?—搜狐
(3) 拓扑序:看世界的一种新视角 | 众妙之门—返朴