Плотность топологического пространства
Пло́тность топологи́ческого простра́нства, наименьшая из мощностей всевозможных всюду плотных его подмножеств, один из важнейших кардинальных инвариантов топологических пространств. Более подробно: плотность топологического пространства определяется как величина Таким образом, условие (где – кардинальное число) равносильно следующему: найдётся всюду плотное в множество , мощность которого не превосходит .
Плотность пространства не повышается непрерывными отображениями, т. е. если – непрерывное сюръективное отображение, то .
Если , то говорят, что пространство сепарабельно.
Плотность топологического пространства не превосходит его веса, т. е. ; это неравенство может строгим: например, плоскость Немыцкого сепарабельна, но её вес равен (мощности континуума).
В отличие от веса и характера, плотность не является наследственным свойством топологических пространств, т. е. плотность пространства может оказаться строго меньше плотности некоторого его подпространства. Так, плоскость Немыцкого сепарабельна, но содержит подпространство , гомеоморфное дискретному пространству мощности континуума; плотность пространства равна . Топологическое пространство называется наследственно сепарабельным, если любое его подпространство сепарабельно. Для метризуемых пространств свойство «плотность » наследственно, т. е. если – метризуемое пространство и , то для каждого ; в частности, сепарабельное метризуемое пространство наследственно сепарабельно.
В общей топологии (из соображений упрощения формулировок и доказательств), как правило, плотность определяют в предположении только бесконечных значений, т. е. в качестве плотности топологического пространства вместо рассматривают величину ; иными словами, при этом модифицированном определении плотность топологического пространства равна наименьшему из бесконечных кардиналов , таких, что найдётся всюду плотное в множество , мощность которого не превосходит .