Conjunto denso

Em topologia, um subconjunto S de um espaço topológico X diz-se denso em X, se o fecho de S é igual a X, isto é, todo ponto de X é um ponto limite de S, ou equivalentemente, S é denso em X se qualquer vizinhança de qualquer ponto de X contiver um elemento de S.

Definição

Seja X um espaço métrico, S um subconjunto de X. Se a topologia de X é induzida pela métrica, o fecho de S é definido pela união de todos os seus pontos limites ${\overline {S}}=S\cup \left\{\lim _{n\to \infty }a_{n}\mid a_{n}\in A{\text{ para todo }}n\in \mathbb {N} \right\}$ e S é denso em X se ${\overline {S}}=X$

Para um espaço topológico X qualquer, o fecho de S pode ser definido como o menor conjunto fechado ${\overline {S}}$ tal que $S\cup {\overline {S}}$, e um conjunto S é denso em X se não existe um subconjunto C próprio fechado de X tal que $S\cup C$.

Propriedades

• Todo conjunto $X\subset \mathbb {R} ^{n}$ contém um subconjunto enumerável denso em $X$.

• Densidade é uma propriedade transitiva, de forma que dados conjuntos A, B e C, com A denso em B e B denso em C, então A é denso em C.

• Seja $X\cup \mathbb {R}$ e $f:X\rightarrow \mathbb {R}$. Se f é nula em um subconjunto denso de X, f é dita nula em quase todo X.

Exemplos

• Qualquer espaço topológico é um subconjunto denso de si próprio.
• (0,1) é denso em [0,1]
• $\mathbb {Q}$ e $\mathbb {R} \backslash \mathbb {Q}$ são ambos densos em $\mathbb {R}$, pois entre dois reais quaisquer, sempre existem, pelo menos, um racional e um irracional, do que podemos concluir que existe uma infinidade de racionais e outra de irracionais entre dois reais quaisquer.

Bibliografia

• Lima, Elon Lages (1981). Curso de análise, Volume 2. Instituto de Matemática Pura e Aplicada. Rio de Janeiro: Instituto de Matemática Pura e Aplicada