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Soient un espace topologique et deux parties de .

Adhérence

Définitions : adhérence, point adhérent, partie dense
  • Un point de est dit adhérent à si tout voisinage de rencontre .
  • L'adhérence de , notée , est l’ensemble des points adhérents à . On l'appelle aussi fermeture ;
  • on dit que est dense dans si , ou encore, si rencontre tout ouvert non vide de .
Exemples
  • Pour la topologie usuelle sur , on a et .
  • Dans une topologie discrète, seuls les points de sont adhérents à .
  • Dans une topologie grossière, toute partie non vide est dense.
  • Si est une partie d'un sous-espace de , l'adhérence de dans (pour la topologie induite) est égale à (donc est dense dans si et seulement si ).
Fin de l'exemple
Proposition

L'adhérence de est le plus petit fermé contenant .


Corollaire
  • , avec égalité si et seulement si est fermé.
  • .
  • (donc , donc ).

On peut partitionner l'adhérence d'une partie en deux types de points :

Définitions : point isolé, point d'accumulation
  • Un point de est un point d'accumulation de si tout voisinage de contient un point de distinct de .
  • Un point de est isolé s'il n'est pas un point d'accumulation de .


Intérieur

Définition : intérieur

Dans un espace topologique, un point est intérieur à si est un voisinage de . On appelle intérieur de l’ensemble des points intérieurs à et on le note ou .

Exemples
  • Pour n'importe quelle topologie, .
  • Pour la topologie grossière sur , l'intérieur de toute partie est vide.
  • Pour la topologie usuelle sur :
    • l'intérieur de est ;
    • tout singleton est d'intérieur vide ;
    • et sont d'intérieur vide.
Fin de l'exemple
Proposition

L'intérieur de est le plus grand ouvert inclus dans .


Corollaire
  • , avec égalité si et seulement si est ouvert, donc
    est un ouvert si et seulement si est voisinage de chacun de ses points.
  • .
  • l'intérieur de est (donc , donc est inclus dans l'intérieur de ).
  • le complémentaire de est l'intérieur du complémentaire de .

Frontière

Définition : frontière

On appelle frontière de , et l’on note ou , l’ensemble des points adhérents à la fois à A et à son complémentaire.

D'autres définitions sont possibles :

  • la frontière de A est l’ensemble des points dont tout voisinage rencontre A et son complémentaire.


Propriétés de la frontière
  • La frontière d'un ensemble est un fermé.
  • La frontière d'un ensemble est égale à celle de son complémentaire.
  • Un ensemble est fermé si et seulement s'il contient sa frontière.
  • Un ensemble est à la fois ouvert et fermé si et seulement si sa frontière est vide.
Fin du théorème
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