Всюду плотное множество
Всю́ду пло́тное мно́жество, подмножество топологического пространства, пересекающееся с любым непустым открытым подмножеством этого пространства. Множество всюду плотно в пространстве в том и только том случае, если , т. е. если его замыкание совпадает со всем пространством. Вместо термина «всюду плотное множество» часто употребляется термин «плотное множество».
Множество рациональных чисел и множество иррациональных чисел являются всюду плотными подмножествами вещественной прямой со стандартной топологией.
В пространстве непрерывных вещественных функций, определённых на отрезке , с топологией равномерной сходимости (т. е. топологией, порождённой стандартной нормой функции на отрезке) всюду плотно множество полиномиальных функций (многочленов) – в этом состоит одна из возможных формулировок классической теоремы Вейерштрасса об аппроксимации непрерывных вещественных функций многочленами (теорема Стоуна – Вейерштрасса).
Подмножество пространства , содержащее некоторое всюду плотное в подмножество, само всюду плотно в . Если множество всюду плотно в , а множество всюду плотно в (где рассматривается как топологическое подпространство пространства ), то всюду плотно в , т. е. отношение «быть всюду плотным подмножеством» транзитивно. Если всюду плотно в , а – сюръективное непрерывное отображение, то множество всюду плотно в .
Если – гомеоморфное вложение топологических пространств, причём множество всюду плотно в , то часто называют расширением пространства (отождествляя при этом гомеоморфные пространства и , т. е. считая, что ). Изучение расширений топологических пространств с определёнными свойствами – важная область топологии и функционального анализа.