La notion de compacité s'étale sur plusieurs structures topologiques.
Chacune d'entre elles offre différents outils pour manipuler la compacité.
1. Espace topologique séparé
- Définition de Borel-Lebesgue : une partie \( K \) est compacte si et seulement si tout recouvrement ouvert de \( K \) admet un sous-recouvrement fini.
- \( K \) est une partie fermée.
- Une partie fermée dans une partie compacte est compacte.
- L'image par une fonction continue d'une partie compacte est compacte.
2. Espace métrique
- \( K \) est une partie bornée.
- Théorème de Bolzanno-Weierstrass : une partie \( K \) est compacte si et seulement si toute suite de \( K^{{\mathbb N}} \) admet une sous-suite convergente.
3. Espace vectoriel normé de dimension finie.
- Une partie \( K \) est compacte si et seulement si elle est fermée et bornée.