为什么有理数集Q在一维欧式空间R中不是闭集

睿睿分享 2024-09-15 17:20:42

为了理解为什么有理数集Q在一维欧式空间R中不是闭集,首先需要明确几个关键概念:

‌闭集‌:在拓扑学中,一个集合S是闭集,如果它的补集(即不在S中的所有元素组成的集合)是开集。在度量空间中(如R),一个集合是闭集当且仅当它是其所有极限点的集合。

比如:e=1+1+1/2+1/6+.+1/k!+......

补集不是开集‌:虽然这一点不是直接证明Q不是闭集的必要条件,但它提供了另一个视角。无理数集R−Q(即有理数集的补集)在R中不是开集。开集的定义是对于集合中的每个点,都存在一个以该点为中心的开球完全包含在集合中。然而,无理数集并不满足这一性质,因为对于任何无理数,我们都可以找到一个非常接近它的有理数,这意味着无理数集不包含以该无理数为中心、任意小半径的开球,其实就是任意邻域内包含有理数。

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