Proposition 4Structures topologiques
Continuité
Une application est continue si l'image réciproque de tout ouvert de est un ouvert de . Elle est continue en si l'image réciproque de tout voisinage de est un voisinage de . Alors :
(i) est continue si et seulement si l'image réciproque de tout fermé est fermée ;
(ii) est continue si et seulement si elle est continue en tout point ;
(iii) la composée de deux applications continues est continue ;
(iv) si est une base de , il suffit que soit ouvert pour tout .
L'application est dite ouverte si l'image directe par de tout ouvert de est un ouvert de ; cette propriété porte sur les images directes, là où la continuité porte sur les images réciproques.
Démonstration
(i) résulte de , et (iii) de .
(ii) Si est continue et un voisinage de , il contient un ouvert , et est un ouvert contenant et inclus dans .
Réciproquement, si est continue en tout point et est ouvert, alors est voisinage de pour tout , donc est voisinage de chacun de ses points : il est ouvert d'après la proposition sur les voisinages (Voisinages).
(iv) Tout ouvert de est une réunion , et est ouvert.
□Pour des espaces métriques, la continuité en un point équivaut à la définition par et , celle du chapitre Continuité de l'analyse réelle : les boules ouvertes centrées en forment une famille de voisinages assez petits.