度量空间的定义
度量空间(metric space)又称距离空间,是一种拓扑空间,其上的拓扑由指定的一个距离决定。
定义 1.1.1 设 是一个非空集。
叫作度量空间,是指在
上定义了一个双变量的实值函数
,满足下列三个条件:
-
,而且
,当且仅当
;
-
;
-
。
这里 叫作
上的一个距离,以
为度量的度量空间
记作
。
其中 这个符号是花体的
。
区间
上连续函数空间上定义的度量。
我们把区间 上的连续函数全体记为
,按距离
形成度量空间 ,简记作
。以后当说到连续函数空间
时,我们始终用 上面表达式式规定的
作为其上的距离,除非另外说明。
引进距离的目的是刻画收敛。
收敛点列
度量空间 上的点列
叫作收敛到
是指:
。这时记作
,或简单地记作
。
注:如果在 中点列
收敛到
是指:
一致收敛到
。
度量空间的完备性
度量空间中的闭集:度量空间 中的一个子集
称为闭集,是指:
,若
,则
。
基本列与完备度量空间:度量空间 上的点列
叫作基本列,是指:
。这也就是说:
,使得
。如果空间中所有基本列都是收敛列,那么就称该空间是完备的。
注释:有时候我们也把基本列成为柯西序列。