Посдкажите, правильно ли я считаю, что:
1) прямая x=y в пространстве R^2 является открытым множеством
2) множество точек пространства R^2 за икслючением одной единственной точки (0,0) является открытым множеством?
Давайте вместо R^2 будем писать 

.
... а чем же тогда является прямая? неужели замкнутым множеством?
Безусловно. Полуплоскость 

 — открытое множество, полуплоскость 

 — открытое множество, их объединение 

 — открытое множество, и потому его дополнение — прямая 

 — замкнутое множество.
Осторожно! Нужно ещё спросить в какой топологии. В стандартной топологии 

 действительно прямая замкнутое множество.
Но, в стандартной топологии 

 прямая (

) множество открытое и замкнутое одновременно.