如果我們考慮r2
中的單位圓,那麼其邊界顯然就是圓。但是對於更加複雜的情況,例如有理數,它的邊界是什麼在直觀上就不明顯,因此我們需要精確的定義。定義
6 對於r2
中的集合
a ,邊界定義為集合 bd(
a)=cl
(a)∩
cl(rn
∖a)有時候用符號∂a
=bd(a
) 。
所以根據定理
3(ii)
,bd(a
) 是閉集。另外需要注意的是bd(
a)=bd
(rn∖
a)。根據定理5,我們可以推出如下描述的邊界。定理
6 令a⊂
rn,那麼x∈
bd(a)
當且僅當對每個
ε>0,
d(x,
ε)包含
a 與rn
∖a的點(這些點可能是
x 本身),如圖1所示。
圖1 原始的定義說明bd(
a)是a
與rn∖
a之間的邊界,這也就是定理6所說明的,因此定理6直觀上更加清晰。例1
: 令a=
,求bd(
a)。解:
bd(a)
=[0,
1]。因為對於任意
ε>0,
x∈[0
,1],
d(x,
ε)=(
x−ε,
x+ε)
包含有理數與無理數,也可以用原始定義來證明這個結論。這個例項說明如果a⊂
b ,不一定bd(
a)⊂bd
(b) (令
a 如上面所示,b是
r 中的[0
,1])
例2: 如果x∈
bd(a)
,x必須是聚點嗎?解:
答案為否。令a=
⊂r,那麼
a 沒有聚點,但是bd(
a)=0
。例3:
令s= ,求bd(
s)。解:
s 如圖2所示,很明顯bd(
s)有雙曲線x2
−y2=
1 組成。
圖2
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