大学教養

位相空間のある点における連結成分とは，その点を含む最大の連結部分集合のことをいいます。また，任意の点の連結成分が自分自身のみの1点集合であるとき，その位相空間は完全不連結であるといいます。連結成分と完全不連結性について，詳しく紹介しましょう。

位相空間における連結性とは，その空間が互いに素な（互いに共通部分をもたない）2つの開集合で分割できないことをいいます。これは，開かつ閉である部分集合が空集合と全体集合に限ることと同値です。連結性は「ひとつながり」を想起させる概念です。連結性についてその定義と基本的性質を紹介しましょう。

普遍ネット(超ネット)とは，ネットであってかつ，任意の部分集合に対し，その集合またはその補集合に eventually in となるようなものです。点列で考えても面白くない概念で，ネット特有の概念と言えます。普遍ネットを用いれば，コンパクト性も簡単に記述できます。紹介しましょう。

位相空間におけるフィルターとは，収束の概念を集合族によって記述する概念であり，ネット(有向点族)と並んで，位相空間の性質を収束という観点から扱うのに有用なツールです。本サイトでは位相空間におけるフィルターの概念と，それによって記述される位相的性質を証明付きで紹介しましょう。

ハウスドルフ空間（T2空間）とは，任意の異なる2点が，開集合によって分離される空間のことをいいます。言い換えると，2点の開近傍で，共通部分をもたないものを取ってこれるということです。ハウスドルフ空間は，距離空間や位相多様体・関数解析における弱位相など，位相空間の応用上，最も成り立つ性質の一つと言えます。ハウスドルフ空間についての定義・具体例・性質を詳しく紹介しましょう。

第一可算とは，各点が高々可算な基本近傍系をもつ位相空間，すなわち可算個の近傍で各点周りの開集合が記述できるような空間です。第一可算な空間は，点列の収束で多くの性質が記述できる良い性質をもちます。第一可算について，その定義と点列で扱えるという性質，それから具体例を紹介しましょう。

ある位相空間が第二可算公理をみたす，あるいは第二可算な位相空間とは，高々可算個からなる開基をもつことを言います。すなわち，可算個の集合の集まりから，開集合族が作れるような空間のことです。「可算性」があると，位相空間としては扱いやすいことが多く，人間の直感も通用しやすいです。第二可算公理について定義を述べ，具体例と良い性質を紹介しましょう。

点列コンパクトとは，任意の点列が収束部分列をもつような位相空間のことを言います。「点列がコンパクトにまとまっている」ようなイメージの空間で，通常のコンパクト性とも関連があります。点列コンパクト性について，通常のコンパクト性とも絡めながら，詳しく解説していきましょう。

可算コンパクトとは，任意の可算開被覆が，有限部分被覆をもつ空間のことを言います。「可算」ではなく任意の濃度を許すと，コンパクトの定義になります。可算コンパクトについて，その定義と性質の証明・具体例を紹介しましょう。