在泛函分析中,第一类型集和第二类型集是拓扑空间中的概念,它们基于集合的稠密性和无处稠密子集的定义。
第一类型集(First Category Set):如果一个拓扑空间X的子集A可以表示为可数个无处稠密子集的并,则称A为X的第一类型集。换句话说,第一类型集是由可数个不包含任何内点的集合(即无处稠密子集)组合而成的。在实数空间中,有理数全体是第一类型集的一个例子,因为它可以表示为可数个孤立的点的并集,这些孤立的点在实数空间中形成了无数个小的、分散的集合,每个集合都不包含任何内点,因此整体上形成了第一类型集。第二类型集(Second Category Set):与第一类型集相对,如果一个集合不是第一类型集,则称它为第二类型集。在数学上,这意味着该集合包含了某些具有内点的子集,即它不是由无数个不包含任何内点的集合组合而成的。在实数空间中,无理数全体是第二类型集的一个例子,因为它包含了实数的绝大部分,形成了实数空间中的稠密集,因此不可能是由无数个不包含任何内点的集合组合而成的。这两个概念在Baire范畴定理中有重要的应用,该定理指出任何完备度量空间都是第二类型集。这个定理在泛函分析和相关领域中有着广泛的应用。
假设下面的大球是M1,绿色球是S(a1,p1),蓝色球是S(a2,p2)。由于Mi是疏朗的,所以不管不同的Mi是否相交,按照假设,绿色球内不同的球套空间部分都不包含Mi的任何一个点:绿色球不包含M1的点,蓝色球不包含M2的点,等等。而这个结论与闭球套定理是矛盾的,从而定理得证。