Matemática
Conjuntos
1 - A teoria avançada dos conjuntos foi desenvolvida por volta do ano 1872 pelo matemático alemão Georg Cantor (1845 / 1918) e aperfeiçoada no início do século XX por outros matemáticos, entre eles, Ernst Zermelo (alemão - 1871/1956), Adolf Fraenkel (alemão - 1891/ 1965), Kurt Gödel (austríaco - 1906 /1978), Janos von Newman (húngaro - 1903 /1957), entre outros.
O que se estuda deste assunto ao nível do segundo grau e exigido em alguns vestibulares, é tão somente uma introdução
elementar à teoria dos conjuntos, base para o desenvolvimento de temas futuros, a exemplo de relações, funções, análise combinatória, probabilidades, etc
2
- Conjunto: conceito primitivo; não necessita, portanto, de definição.
Exemplo: conjunto dos números pares positivos: P = {2,4,6,8,10,12, ... }.
Esta forma de representar um conjunto, pela enumeração dos seus elementos, chama-se forma de listagem. O mesmo conjunto também poderia ser representado por uma propriedade dos seus elementos ou seja, sendo x um elemento qualquer do conjunto P acima, poderíamos escrever:
P = { x | x é par e positivo } = { 2,4,6, ... }.
2.1
- Relação de pertinência: Sendo x um elemento do conjunto A , escrevemos x
Î A,
onde o símbolo
Î significa "pertence a".
Sendo y um elemento que não pertence ao conjunto A , indicamos esse fato com a notação
y
Ï A.
O conjunto que não possui elementos , é denominado conjunto vazio e representado por
f .
Com o mesmo raciocínio, e opostamente ao conjunto vazio, define-se o conjunto ao qual pertencem todos os elementos, denominado conjunto universo, representado pelo símbolo U.
Assim é que, pode-se escrever como exemplos:
Æ = { x; x
¹ x} e U = {x; x = x}.
2.2
- Subconjunto Se todo elemento de um conjunto A também pertence a um conjunto B, então dizemos que
A é subconjunto de B e indicamos isto por A
Ì B.
Notas:a) todo conjunto é subconjunto de si próprio. ( A
Ì A )
b) o conjunto vazio é subconjunto de qualquer conjunto. (
Æ Ì A)
c) se um conjunto A possui m elementos então ele possui 2
m subconjuntos.
d) o conjunto formado por todos os subconjuntos de um conjunto A é denominado
conjunto das partes de A e é indicado por
P(A).
Assim, se A = {c, d} , o conjunto das partes de A é dado por P(A) = {
f , {c}, {d}, {c,d}}
e) um
subconjunto de A é também denominado
parte de A.
3
- Conjuntos numéricos fundamentais Entendemos por conjunto numérico, qualquer conjunto cujos elementos são números. Existem infinitos conjuntos numéricos, entre os quais, os chamados conjuntos numéricos fundamentais, a saber:
3.1 - Conjunto dos
números naturaisN = {0,1,2,3,4,5,6,... }
3.2 - Conjunto dos
números inteirosZ = {..., -4,-3,-2,-1,0,1,2,3,... }
Nota: é evidente que
N Ì Z.
3.3 - Conjunto dos
números racionaisQ = {x | x = p/q com p
Î Z , q
Î Z e q
¹ 0 }. (o símbolo
| lê-se como "
tal que").
Temos então que número racional é aquele que pode ser escrito na forma de uma fração p/q onde p e q são números inteiros, com o denominador diferente de zero.
Lembre-se que
não existe divisão por zero!.
São exemplos de números racionais: 2/3, -3/7, 0,001=1/1000, 0,75=3/4, 0,333... = 1/3,
7 = 7/1, etc.
Notas:a) é evidente que
N Ì Z Ì Q.
b) toda dízima periódica é um número racional, pois é sempre possível escrever uma dízima periódica na forma de uma fração.
Exemplo: 0,4444... = 4/9
3.4 - Conjunto dos
números irracionais
Q' = {x | x é uma dízima não periódica}. (o símbolo
| lê-se como "
tal que").
Exemplos de números irracionais:
p = 3,1415926... (número pi = razão entre o comprimento de qualquer circunferência e o seu diâmetro)
2,01001000100001... (dízima não periódica)
Ö 3 = 1,732050807... (raiz não exata).
3.5
- Conjunto dos
números reaisR =
{ x | x é
racional ou x é
irracional }.
Notas:
a) é óbvio que
N Ì Z Ì Q Ì Rb)
Q' Ì Rc)
um número real é racional ou irracional; não existe outra hipótese!4
- Intervalos numéricos Dados dois números reais p e q, chama-se
intervalo a todo conjunto de todos números reais compreendidos entre p e q , podendo inclusive incluir p e q. Os números p e q são os limites do
intervalo, sendo a diferença p - q , chamada amplitude do intervalo.
Se o intervalo incluir p e q , o intervalo é fechado e caso contrário, o intervalo é dito aberto.
A tabela abaixo, define os diversos tipos de intervalos.
TIPOS | REPRESENTAÇÃO | OBSERVAÇÃO |
INTERVALO FECHADO | [p;q] = {x Î R; p £ x £ q} | inclui os limites p e q |
INTERVALO ABERTO | (p;q) = { x Î R; p < x < q} | exclui os limites p e q |
INTERVALO FECHADO A ESQUERDA | [p;q) = { x Î R; p £ x < q} | inclui p e exclui q |
INTERVALO FECHADO À DIREITA | (p;q] = {x Î R; p < x £ q} | exclui p e inclui q |
INTERVALO SEMI-FECHADO | [p;¥ ) = {x Î R; x ³ p} | valores maiores ou iguais a p. |
INTERVALO SEMI-FECHADO | (- ¥ ; q] = { x Î R; x £ q} | valores menores ou iguais a q. |
INTERVALO SEMI-ABERTO | (-¥ ; q) = { x Î R; x < q} | valores menores do que q. |
INTERVALO SEMI-ABERTO | (p; ¥ ) = { x > p } | valores maiores do que p. |
Nota: é fácil observar que o conjunto dos números reais, (o conjunto R) pode ser representado na forma de intervalo como R = ( -
¥ ; +
¥ ).
5
- Operações com conjuntos 5.1
- União ( È ) Dados os conjuntos A e B , define-se o
conjunto união A
È B = { x; x
Î A ou x
Î B}.
Exemplo: {0,1,3}
È { 3,4,5 } = { 0,1,3,4,5}. Percebe-se facilmente que o conjunto união contempla todos os elementos do conjunto A ou do conjunto B.
Propriedades imediatas:
a) A
È A = A
b) A
È f = A
c) A
È B = B
È A (a união de conjuntos é uma operação comutativa)
d) A
È U = U , onde U é o conjunto universo.
5.2
- Interseção ( Ç ) Dados os conjuntos A e B , define-se o
conjunto interseção A
Ç B = {x; x
Î A e x
Î B}.
Exemplo: {0,2,4,5}
Ç { 4,6,7} = {4}. Percebe-se facilmente que o conjunto interseção contempla os elementos que são comuns aos conjuntos A e B.
Propriedades imediatas:
a) A
Ç A = A
b) A
Ç Æ =
Æc) A
Ç B = B
Ç A ( a interseção é uma operação comutativa)
d) A
Ç U = A onde U é o conjunto universo.
São importantes também as seguintes propriedades :
P1. A
Ç ( B
È C ) = (A
Ç B)
È ( A
Ç C) (propriedade distributiva)
P2. A
È ( B
Ç C ) = (A
È B )
Ç ( A
È C) (propriedade distributiva)
P3. A
Ç (A
È B) = A (lei da absorção)
P4. A
È (A
Ç B) = A (lei da absorção)
Observação: Se A
Ç B =
f , então dizemos que os conjuntos A e B são
Disjuntos. 5.3
- Diferença: A - B = {x ; x
Î A e x
Ï B}.
Observe que os elementos da diferença são aqueles que pertencem ao primeiro conjunto, mas não pertencem ao segundo.
Exemplos:
{ 0,5,7} - {0,7,3} = {5}.
{1,2,3,4,5} - {1,2,3} = {4,5}.
Propriedades imediatas:
a) A -
f = A
b)
f - A =
fc) A - A =
Æd) A - B
¹ B - A ( a diferença de conjuntos não é uma operação comutativa).
5.3.1
- Complementar de um conjuntoTrata-se de um caso particular da diferença entre dois conjuntos. Assim é , que dados dois conjuntos A e B, com a condição de que B
Ì A , a diferença A - B chama-se, neste caso, complementar de B em relação a A .
Simbologia:
CAB = A - B.
Caso particular: O complementar de B em relação ao conjunto universo U, ou seja , U - B ,é indicado pelo símbolo B' .Observe que o conjunto B' é formado por todos os elementos que não pertencem ao conjunto B, ou seja:
B' = {x; x
Ï B}. É óbvio, então, que:
a) B
Ç B' =
f b) B
È B' = U
c)
f'
= U
d) U' =
f 6
- Partição de um conjunto Seja A um conjunto não vazio. Define-se como
partição de A, e representa-se por
part(A), qualquer subconjunto do
conjunto das partes de A (representado simbolicamente por
P(A)), que satisfaz simultaneamente, às seguintes condições:
1 - nenhuma dos elementos de
part(A) é o conjunto vazio.
2 - a interseção de quaisquer dois elementos de
part(A) é o conjunto vazio.
3 - a união de todos os elementos de
part(A) é igual ao conjunto A.
Sejam A e B dois conjuntos, tais que o número de elementos de A seja n(A) e o número de elementos de B seja n(B).
Nota: o
número de elementos de um conjunto, é também conhecido com
cardinal do conjunto.
Representando o número de elementos da interseção A
Ç B por n(A
Ç B) e o número de elementos da união A
È B por n(A
È B) , podemos escrever a seguinte fórmula:
n(A È B) = n(A) + n(B) - n(A Ç B) 8
- Exercícios resolvidos: 1) USP-SP - Depois de n dias de férias, um estudante observa que:
a) choveu 7 vezes, de manhã ou à tarde;
b) quando chove de manhã não chove à tarde;
c) houve 5 tardes sem chuva;
d) houve 6 manhãs sem chuva.
Podemos afirmar então que n é igual a:
a)7
b)8
*c)9
d)10
e)11
Veja a solução AQUI.
2) 52 pessoas discutem a preferência por dois produtos A e B, entre outros e conclui-se que o número de pessoas que gostavam de B era:
I - O quádruplo do número de pessoas que gostavam de A e B;
II - O dobro do número de pessoas que gostavam de A;
III - A metade do número de pessoas que não gostavam de A nem de B.
Nestas condições, o número de pessoas que não gostavam dos dois produtos é igual a:
*a)48
b)35
c)36
d)47
e)37
Para ver a solução clique AQUI
3) UFBA - 35 estudantes estrangeiros vieram ao Brasil. 16 visitaram Manaus; 16, S. Paulo e 11, Salvador. Desses estudantes, 5 visitaram Manaus e Salvador e , desses 5, 3 visitaram também São Paulo. O número de estudantes que visitaram Manaus ou São Paulo foi:
*a) 29
b) 24
c) 11
d) 8
e) 5
Clique AQUI para ver a solução.
4) FEI/SP - Um teste de literatura, com 5 alternativas em que uma única é verdadeira, referindo-se à data de nascimento de um famoso escritor, apresenta as seguintes alternativas:
a)século XIX
b)século XX
c)antes de 1860
d)depois de 1830
e)nenhuma das anteriores
Pode-se garantir que a resposta correta é:
a)a
b)b
*c)c
d)d
e)e
Clique AQUI para ver a solução.
9
- Exercícios propostos 1 - Se um conjunto A possui 1024 subconjuntos, então o cardinal de A é igual a:
a) 5
b) 6
c) 7
d) 9
*e)10
2 - Após um jantar, foram servidas as sobremesas X e Y. Sabe-se que das 10 pessoas presentes, 5 comeram a sobremesa X, 7 comeram a sobremesa Y e 3 comeram as duas. Quantas não comeram nenhuma ?
*a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 0
3) PUC-SP - Se A =
Æ e B = {
Æ }, então:
*a) A
Î B
b) A
È B =
Æ c) A = B
d) A
Ç B = B
e) B
Ì A
4) FGV-SP - Sejam A, B e C conjuntos finitos. O número de elementos de A
Ç B é 30, o número de elementos de A
Ç C é 20 e o número de elementos de A
Ç B
Ç C é 15.
Então o número de elementos de A
Ç (B
È C) é igual a:
*a)35
b)15
c)50
d)45
e)20
5) Sendo a e b números reais quaisquer, os números possíveis de elementos do conjunto
A = {a, b, {a}, {b}, {a,b} } são:
*a)2 ou 5
b)3 ou 6
c)1 ou 5
d)2 ou 6
e)4 ou 5
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Conjunto
Conjunto vazio, Números naturais, Sub Conjuntos, Relação de Pertinência, Conjuntos numéricos fundamentais, Conjunto dos números racionais, irracionais, intervalos numéricos, conjunto dos números reais e muito mais. Definição de Conjunto: Conjunto...
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Conjuntos
1 - A teoria avançada dos conjuntos foi desenvolvida por volta do ano 1872 pelo matemático alemão Georg Cantor (1845 / 1918) e aperfeiçoada no início do século XX por outros matemáticos, entre eles, Ernst Zermelo (alemão - 1871/1956), Adolf Fraenkel...
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Conjunto
Professor de Matemática e Biologia Antônio Carlos Carneiro BarrosoColégio Estadual Dinah Gonçalvesmail
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Professor de Matemática e Biologia Antônio Carlos Carneiro BarrosoColégio Estadual Dinah Gonçalvesemail
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