Топологическое пространство

Топологи́ческое простра́нство — множество, для элементов которого определено, какие из них близки друг к другу. Является центральным понятием общей топологии.

Наряду с понятием метрического пространства, является одной из разновидностей пространств в геометрии. В топологических пространствах не определены понятия расстояний, величин углов, площадей и объёмов, но возможно говорить о непрерывности, сходимости и связности. Для этого в них определяется качественное (в отличие от количественного) понятие близости элементов.

Типичными топологическими пространствами являются евклидовы пространства и их подпространства, шары и сферы, графы и произвольные симплициальные и CW-комплексы, а также поверхности и многообразия произвольной размерности.

Каждое метрическое пространство естественным образом индуцирует топологическую структуру, но разные метрические пространства могут задавать одинаковые топологические. Кроме того, современное понятие топологического пространства допускает неметризуемые пространства, то есть такие, которые не могут быть получены из метрических.

Понятие топологического пространства позволяет привнести геометрические образы в любую область математики, как бы далека от геометрии эта область ни была на первый взгляд.

Пусть дано множество ${\displaystyle X}$. Система ${\displaystyle {\mathcal {T}}}$ его подмножеств называется тополо́гией на ${\displaystyle X}$, если выполнены следующие условия:

Конструкция индуцированной топологии с плоскости на квадрат (чёрный) подразумевает, что открытыми подмножествами квадрата объявляются его пересечения с открытыми подмножествами плоскости.