Matematikan,multzo bat,metrika batekin batera espazio metrikoa izango da, non metrikak multzo horretako bi puntu edo elementuren arteko distantzia definituko digun. Ideia gisa, metrikak honako propietateak beteko ditu:
- Puntu batetik puntu berdinera dagoen distantzia nulua da.
- Bi puntu ezberdinen arteko distantziaren balioa beti positiboa izango da.
- A puntutik B punturainoko distantzia eta B puntutik A punturainoko distantziaren balioa berdina da.
- A puntutik B punturainoko distantzia txikiagoa ala berdina izango da, bakoitzetik beste C puntu batera dagoen distantzien batura baino.
Espazio bati metrika atxikitzean, zenbait kontzeptutopologiko ondorioztatu ditzakegu;multzo ireki eta itxiak esaterako, eta honek,espazio topologikoen azterketa abstraktuago batera garamatza.
Espazio metriko ezagunena,espazio tridimentsionala da. Izan ere, metrika kontzeptua, metrika euklidearraren orokorpen bat da, metrika honen lau propietate ezagunetatik abiatuta. Metrika euklidearrak, distantzia, bi puntu lotzen dituensegmentuaren luzera bezala definitzen du. Geometria eliptikoan zein geometría hiperbolikoan, beste espazio metriko batzuk aurki ditzakegu nonesfera batean distantzia angeluen bidez neurtuta, metrika definitzen dugun.
1906. urtean,Maurice Fréchet matematikari frantziarrak,Felix Hausdorff alemaniarraren eraginpean,Sur quelques points du calcul fonctionnel izeneko lanean definitu eta landu zuen lehen aldiz espazio metrikoaren kontzeptua.
Espazio metrikoa definizioz,
bikotea da non
multzoa eta
ondorengoaplikazioa izanik:
non propietate hauek beteko dituen:




Ohar gaitezke lehen propietatea hurrengo hiruen ondorio gisa har daitekeela:
aplikazioa,
-ren gainekometrika edo distantzia dela esaten da.
- Zenbaki errealak,balio absolutuak emandako
distantzia funtzioarekin eta orokortuz,
dimentsiokoespazio euklidearra, distantzia euklidearrarekin, espazio metrikoa lortzen da.Zenbaki arrazionalen multzoak ere, distantzia berdinarekin, espazio metriko bat osatzen du. Ohiko metrika deritzo distantzia honi. - Zenbaki positibo errealen multzoa
distantzia funtzioarekin, espazio metriko osoa lortzen da. - Normadun espazio metriko oro,
definituz, espazio metriko bat da. - Postariaren metrika (British Rail) izeneko metrika ("SNCF metrika" izenez ere ezaguna), normadun espazio bektorial bat,
distantziarekin non
eta
beteko den.
espazio metrikoa bada, eta
,
-renazpimultzoa bada,
metrika
multzora murriztuz gero, eta hau
izanik, orduan
ere espazio metrikoa ere izango da.- Izan bedi
edozein multzo ez-hutsa. Defini dezagun
:
distantziari, metrika diskretua deritzo eta
espazio metrikoa izango da. Sinplea izan arren, adibide honek garrantzi handia du, edozeinmultzo ez-hutsentzat, berari dagokion espazio metriko bat existitzen dela jakin baitezakegu.Metrika hau erabiliz, edozein puntubola ireki gisa kontsidera dezakegu, eta beraz edozeinazpimultzo irekia da, espazio metriko honek sortzen duentopologian,topologia diskretuan hain zuzen. - Plano hiperbolikoa, espazio metrikoa da. Orokorrago esanda,
Riemannen espazioko edozein multzo konexu izanik,
espazio metrikoa izango da, bi punturen arteko distantzia, bi puntuak batzen dituzten ibilbideen luzereninfimoa hartuz.
multzoa eta
espazio metrikoa izanik,
itxurako funtzio bornatuen multzoa,
funtzioarekin espazio metrikoa izango da non
izango den,
eta
funtzioak aipaturiko multzoko elementuak izanik.Metrika edo distantzia honi, metrika uniformea edo supremoaren metrika deritzo.
grafo ez-zuzendua bada, orduan
,
grafoko erpinen multzoa izanik,
espazio metriko bihurtu daiteke
,
eta
erpinak lotzen dituen ibilbiderik motzenaren luzeraren balioa izanik.- Levenshteinen distantzia,
eta
karaktere kateen antzekotasun eza neurtzen duen distantzia da, non
karaktere katea
-n transformatzeko gutxienez beharko ditugun karaktereen aldaketa (ezabatzea, txertatzea edo ordezkatzea) kopuruaren bidez definitzen den.Grafo batean, ibilbide motzenarenmetrikaren kasu berezia da distantzia hau.
espazio metrikoa bada, eta
gorakorra eta ahurra den funtzioa, zeinetarako
den baldin eta soilik baldin
bada, orduan
eremetrika da
multzoan.- Gorputz baten gaineko
ordenakomatrize guztiek osaturikomultzoa, espazio metrikoa izango daheinaren bidez definitu dezakegun ondoko d distantziarekin:
- Hellyren metrika,joko-teorian erabili ohi da.
Espazio metriko batek, betiespazio topologiko bat sortzen du (distantzia batek beti topologia bat sortzen du) eta ondorioz, espazio topologikoei buruzko teorema eta definizio oro, hauekin ere aplikatu daitezke.
espazio metriko baten
edozein puntutarako,
erradioko
eta
zentruko bola irekia defini dezakegu honako multzo gisa:
Adibidez,
-ren ohiko topologiaz,
izango da eta metrika diskretuaz,
.
Bola irekien multzoak,
multzoaren gaineko topologia baten oinarria osatzen du,espazio topologikoa eratuz.
Esplizituki,
-renazpimultzoari ireki deritzo,
betetzen bada. Multzo ireki batenosagarriari, multzo itxi deritzo.
bakoitzerako,
familia hartuz gero,
bildumak topologiaren baten ingurune-oinarria izateko baldintzak betetzen ditu beti, eta beraz, honako topologia hau sortzen du:
Adibidez,
ohiko topologia, ohiko metrikatik dator eta bestetik,
topologia diskretua, metrika diskretutik.
espazio metrikoa izanik eta
, orduan
multzoari,
zentruko eta
erradioko bola itxia deritzo. Bestalde,
multzoari,
zentruko eta
erradioko esfera esaten zaio.
espazio metrikoa izanik, hurrengo propietateak betetzen dira:
bakoitzerako eta
edozeinetarako,
betetzen da. Hala ere,
multzoa hutsa izan daiteke.
bada,
(
bada)
espazio topologikoa metrizagarria dela esaten da,
topologiametrika batetik datorrenean, hau da, existitzen bada
-ren gaineko metrika non
den. Bestetik,
espazio metrikoa eta
bertan definitutakosegida izanik, esaten da segida honen limitea
puntua dela, beraz konbergentea dela, baldin eta:
Segidek oso tresna baliogarria izaten jarraitzen dute espazio metrikoetan, izan ere,
-n dituzten funtsezko propietateak mantentzen dituzte,espazio topologikoetan ez bezala. Esaterako, limitearen bakartasuna betetzen da (espazio topologikoetan, espazioaHausdorff denean soilik) etajarraitutasuna eta beste zenbait kontzeptutopologiko deskribatzeko baliogarriak zaizkigu.
espazio metriko bat osoa dela esaten da,Cauchyren segida guztiak
multzoan konbergenteak badira. Baliokidea dena:
bada, orduan
.
Espazio euklidear oro osoa da, etazenbaki arrazionalen multzoa aldiz,balio absolutuaren
distantzia erabiliz, ez da osoa.
espazio metriko bat bornatua dela esaten da, existitzen bada
non
betetzen den
.
ahalik eta txikiena hartuz,
-ren diametroa lortuko da. Bestetik, guztiz bornatua dela esaten da, edozein
baliotarako existitzen bada
erradioko bola irekien kopuru finitua non bola hauen bildurak
estaliko duen. Bola ireki hauen zentruek osatzen duten multzoa finitua denez,
espazioak diametro finitua du, eta beraz ondoriozta daiteke (desberdintza triangeluarraren bidez) guztiz bornatua den espazio metrikoa, bornatua ere izango dela. Alderantzizko kasua ez da beti emango. Kontradibide gisa, edozein multzo infinituri metrika diskretua egokituz gero, hau bornatua da, baina ez guztiz bornatua (ohartu kasu honetan
dela).
espazio metrikoa trinkoa izango da,
multzoan definitutako edozein segidak,
multzoko elementu batera konbergentea den azpisegida bat badu. Kontuan izan trinkotasunaren definizio hau espazio metrikoetarako soilik erabili daitekeela, eta ez edozeinespazio topologikorako.
espazioan,
trinkoa
itxia
bornatua
Ohartu hau
ohiko topologiarekin soilik beteko dela eta ez espazio metrizagarri guztietan. Esaterako,
espazioa metrizagarria izan arren, inpikazioa ez da bi aldetara beteko. Orokorrean, espazio metrikoetarako beteko da:
trinkoa
osoa eta guztiz bornatua
Espazio metriko bat lokalki trinkoa dela esaten da, espazioko puntu guztietarako, ingurune trinko bat existitzen bada.Espazio euklidearrak lokalki trinkoak dira, bainainfinitudimentsiodunBanach-en espazioak ez.
espazio metrikoa konexua dela esaten da, aldi berean itxiak eta irekiak diren
-ren azpimultzo bakarrak, multzo hutsa eta
bera baldin badira. Ideia intuitibo gisa,
konexua izango da,
"pieza bakar batez osatua" baldin bada.
multzoa konexua dela esaten da
konexua baldin bada.
Beste modu batera definituz,
konexua dela esaten da, ez bada espazio metriko ez-konexua.
izanik,
ez-konexua dela esaten da baldin eta soilik baldin existitzen badira
eta
multzoak,
espazio metrikoan irekiak non hiru baldintza hauek beteko diren:
Adibidez;
Espazio metriko bat banagarria dela esaten da, kontagarria etadentsoa denazpimultzo bat baldin badu. Adibide ohikoenak,zenbaki errealen kasua edo edozeinespazio euklidearrenak dira. Espazio metrikoetarako (baina ezespazio topologikoetarako) bigarren zenbakigarritasuna etaLindelöf-en propietatea baliokideak dira.
Demagun
eta
espazio metrikoak direla.
aplikazioajarraitua dela diogu baldin eta baliokideak diren propietate hauek betetzen badira (bat betetzen bada, besteak ere beteko dira):

espazioan irekia den edozein multzotarako,
irekia bada
espazioan. (Topologian ematen den jarraitutasunaren definizio orokorra)
espazioan itxia den edozein multzotarako,
itxia bada
espazioan.
konstantea bada, jarraitua da.
jarraitua da.
diskretua bada,
edozein espazio metrikorako eta edozein
funtziorako,
aplikazioa jarraitua izango da.
aplikazioa isometria izango da baldin eta:
Isometria bat beti izango da injektiboa eta multzo bat trinkoa edo osoa bada, bere irudia (isometria batean) ere trinkoa edo osoa izango da. Hala ere, isometria bat ez da beti suprajektiboa, hau da, ez du zertan
-ko elementu bakoitza gutxienez
-eko elementu baten irudia izan.
aplikazioa uniformeki jarraitua dela esango dugu
guztietarako existitzen bada
non:
Uniformeki jarraitua den espazio metrikoen arteko edozein
aplikazio jarraitua da. Alderantzizkoa egia izango da
trinkoa baldin bada (Heine-Cantor-ren teorema).
- Identitatea.

- Aplikazio konstanteak uniformeki jarraituak dira.
- Kontuan hartuz metrika diskretutik datorrenespazio topologikoari espazio topologiko diskretua deritzola,
edozein espazio metrikorako,
itxurako aplikazioa uniformeki jarraitua izango da. - Isometriak uniformeki jarraituak dira, baina alderantzizkoa ez da egia:
aplikazioa bijektiboa eta uniformeki jarraitua da, baina ez da isometria bat.
zenbaki erreala izanik,
aplikazioa, lipschitziar jarraitua edo lipschitziarra izango da baldin eta
Lipschitziar jarraitua den aplikaio oro, uniformeki jarraitua da, baina alderantzizkoa ez da beti gertatzen.
den kasuan,
uzkurdura bat baldin bada, orduan puntu finko bakarra onartuko du (Banachen puntu finkoaren teorema).
trinkoa den kasuan aldiz,
aplikazioak puntu finko bakarra onartuko du baldin eta:
Demagun
eta
espazio metrikoak direla:
- Homeomorfoak direla esaten da, existitzen bada
homeomorfismoa, hau da, existitzen bada bi espazio metrikoen arteko
aplikazioa non
bijektiboa, jarraitua eta bere alderantzizkoa ere jarraitua den. - Uniformeki isomorfoak direla esaten da, existitzen bada bi espazio metrikoen arteko isomorfismo uniforme bat, hau da, existitzen bada bi espazio metrikoen arteko
aplikazioa non
injektiboa,buniformeki jarraitua eta bere alderantzizkoa ere uniformeki jarraitua den. - Isometrikoak direla esaten da existitzen bada bi espazio metrikoen arteko isometria bijektibo bat. Kasu honetan, bi espazio metrikoak izatez berdinak izango dira.
Puntu bat, multzo itxi batengandik bereiziko duen funtzio bat eraikitzeko modu sinple bat, puntu horren eta multzo horren arteko distantzia hartzea da.
espazio metrikoa bada,
bada eta
bada,
-tik
-ra definitzen den distantzia honako hau izango da:
.
izango da baldin eta soilik baldin
, non
multzoa,
-ren itxitura den. Are gehiago, desberdintza triangeluarraren orokorpen gisa:
Hortik ondoriozta dezakegu
aplikazioa jarraitua izango dela.
eta
,
-ren azpimultzoak izanik, bi azpimultzoen arteko Hausdorffen distantzia honako hau izango da:
Orokorrean, Hausdorffen distantzia,
, infinitua izan daiteke. Bi multzo elkarrekiko hurbil daude Hausdorffen distantzian baldin eta multzo bateko elementu oro, hurbil badago beste multzoko elementuren batekiko.
espazio metrikoak baldin badira eta
norma euklidearra bada
-n, orduan
espazio metrikoa da non biderkadura distantzia modu honetan definitzen den:
Era berean, espazio metrikoen familia kontagarri baten biderkadura distantzia modu honetan kalkula dezakegu:
Espazio metrikoen familia ez-kontagarri baten biderkadurak ez du zertan metrizagarria izan.
- Espazio metriko oro espazio uniforme bat da, modu natural batean, eta espazio uniforme oro naturalki espazio topologiko bat da. Espazio uniforme eta topologikoak beraz, espazio metrikoen orokortze gisa kontsideratzen dira.
- Arestian aipaturiko espazio metrikoen lehen definizioa kontsideratzen badugu, eta bigarren baldintza kendu, espazio pseudometrikoaren zenbait kontzeptutara iritsi gaitezke. Hirugarren ala laugarren baldintza ezabatzen badugu aldiz, espazio quasimetrikora ala espazio semimetrikora iritsi gaitezke.
- Distantzia funtzioak zuzen erreal hedatuan balioak hartzen baditu, eta definizioko lau baldintzak betetzen baditu, orduan metrika hedatua deritzo eta izango duen espazioa,
-espazio metrikoa izango da.