有界集合

有界集合

在數學分析和有關的數學領域中,一個集合被稱為有界的,如果它在特定意義上有有限大小。反過來說沒有界的集合叫做無界的。

概念

(頂上的)有界集合和(底下的)無界集合的示意圖。底下的這個集合一直向右延續。(頂上的)有界集合和(底下的)無界集合的示意圖。底下的這個集合一直向右延續。

若對於集合E,存在某個正數ρ,使得E中一切點都在以原點為心以ρ為半徑的圓之內,則稱E為有界集合。
實數集合S被“上有界”的,如果對於所有S中的s有一個實數k使得k≥s。這個數k被稱為S的上界。可類似的定義術語“下有界”和下界。
集合S是有界的,如果它有上界和下界二者。所以,實數集合集合是有界的,如果它包含在有限區間內。

度量空間

度量空間(M,d)的子集S是有界的,如果它包含在有限半徑的球內,就是說如果對於所有S中的s存在M中的x並且r>0,我們有d(x,s)<r。M是有界度量空間(或d是有界度量),如果M作為自身的子集是有界的。
•完全有界性蘊涵有界性。對於Rn的子集下列二者是等價的。
•度量空間是緊緻的,若且唯若它是完備的並且是完全有界的。
•歐幾里得空間Rn的子集是緊緻的,若且唯若它是閉集並且是有界的。

拓撲向量空間內的有界性

拓撲向量空間中,存在叫做馮·諾伊曼有界性的不同的有界集合定義。如果拓撲向量空間的拓撲是引發自均勻度量,如度量是引發自賦范向量空間的範數的情況,則這兩個定義是一致的。

序理論中的有界性

實數的集合是有界的,若且唯若它有上界和下界。這個定義可擴展到任何偏序集合的子集。注意這個更一般性的有界性概念不對應於“大小”的概念。
偏序集合P的子集S叫做上有界的,如果對於所有S中的s,有P中一個元素k使得k≥s。元素k叫做S的上界。可類似的定義下有界下界
偏序集合P的子集S叫做有界的,如果它有上界和下界二者,或等價的說,它被包含在一個區間內。注意這不是集合S自己的一個性質,而是集合S作為P的子集的性質。
有界偏序集合P(就是說自身就是有界而不是作為子集)是有最小元素和最大元素的偏序集合。注意這個有界性的概念與有限大小無關,有界偏序集合P的子集S帶有把在P上的次序的限制的作為次序不必然是有界偏序集合。
Rn的子集S是關於歐幾里得距離有界的,若且唯若它作為帶有乘積序的Rn的子集是有界的。但是,S可以作為關於帶有詞典序而不關於歐幾里得距離的Rn的子集是有界的。
序數的類被稱為是無界的,或共尾的,在給定任何序數的時候,總是有這個類的某個成員大於它。所以在這種情況下,“無界”不意味著自身是無界的而是作為序數類的子類是無界的。

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