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Trabalho – Fundamentos da Matemática – Teoria dos Conjuntos Pais da teoria dos conjuntos e os principais símbolos lógicos Discente: Ana Clara Lopes Mariano da Cruz Docente: Prof. Dr. João Alves Bento Anápolis 2021 1 1 PAIS DA TEORIA DE CONJUNTOS 1.1 George Cantor Teoria dos conjuntos foi fundada por um único artigo de 1874 por Georg Cantor: "A respeito de uma propriedade característica de todos os números algébricos reais". E a partir desta teoria que chegou ao conceito de número transfinito, incluindo as classes numéricas dos cardinais e ordinais e estabelecendo a diferença entre estes dois conceitos, que colocam novos problemas quando se referem a conjuntos infinitos. Cantor provou que os conjuntos infinitos não têm todos a mesma potência (potência significando "tamanho"). Fez a distinção entre conjuntos numeráveis (ou enumeráveis) (em inglês chamam-se countable — que se podem contar) e conjuntos contínuos (ou não- enumeráveis) (em inglês uncountable — que não se podem contar). Provou que o conjunto dos números racionais Q é (e)numerável, enquanto que o conjunto dos números reais IR é contínuo (logo, maior que o anterior). Na demonstração foi utilizado o célebre argumento da diagonal de Cantor ou método diagonal. Nos últimos anos de vida tentou provar, sem o conseguir, a "hipótese do contínuo", ou seja, que não existem conjuntos de potência intermédia entre os numeráveis e os contínuos — em 1963, Paul Cohen demonstrou a indemonstrabilidade desta hipótese. Em 1897, Cantor descobriu vários paradoxos suscitados pela teoria dos conjuntos. Foi ele que utilizou pela primeira vez o símbolo para representar o conjunto dos números reais. 1.2 Augustus de Morgan Augustus De Morgan foi um matemático e lógico britânico. Formulou as leis de De Morgan e foi o primeiro a introduzir o termo e tornar rigorosa a ideia da indução matemática. Um de seus primeiros trabalhos, Elementos de aritmética distingui-se pelo tratamento filosófico das ideias de número e magnitude. Além disso, contribuiu para o simbolismo matemático propondo o uso do solidus (traço inclinado) para a impressão das frações. Sua maior contribuição para o conhecimento foi como reformador da lógica. Efetivamente, o renascimento dos estudos de lógica que começaram na primeira metade do século XIX deveu-se quase que inteiramente aos trabalhos de De Morgan e Boole, outro matemático inglês. As realizações mais importantes de De Morgan foram o lançamento das fundações de relações e a preparação do caminho para o nascimento da lógica simbólica (ou matemática). 1.3 Leonhard Paul Euler Leonhard Paul Euler foi um matemático e físico, fez importantes descobertas em várias áreas da matemática como o cálculo e a teoria dos grafos. Também introduziu muitas das terminologias da matemática moderna e da notação matemática, particularmente na análise matemática, como também no conceito de função matemática. É também reconhecido por seus trabalhos na mecânica, dinâmica de fluidos, óptica, astronomia e teoria da música. Euler trabalhou em quase todas as áreas da matemática: geometria, cálculo infinitesimal, trigonometria, álgebra e teoria dos números, bem como deu continuidade na física newtoniana, teoria lunar e outras áreas da física. É uma figura seminal na história da matemática, e suas obras, muitas das quais são de interesse fundamental, ocupam entre 60 e 80 volumes. O nome de Euler está associado a um grande número de temas. Euler é o único matemático que tem dois números em homenagem a ele: O número e, aproximadamente igual a 2,71828, e a 2 constante de Euler-Mascheroni γ (gama) por vezes referida apenas como "constante de Euler", aproximadamente igual a 0,57721. Não se sabe se γ é racional ou irracional. Dentre todos os seus trabalhos, analisamos o que envolve teoria dos números. Muitos dos primeiros trabalhos de Euler na teoria dos números foram baseadas nas obras de Pierre de Fermat. Euler desenvolveu algumas das ideias de Fermat, e refutou algumas das suas conjeturas. Euler ligou a natureza da distribuição privilegiada, com ideias de análise. Conseguiu provar que a soma dos recíprocos dos primos divergem. Ao fazer isso, descobriu a conexão entre a função zeta de Riemann e os números primos, o que é conhecido como a fórmula do produto Euler para a função zeta de Riemann. Euler provou identidades de Newton, Pequeno teorema de Fermat, teorema de Fermat em somas de dois quadrados, e fez contribuições distintas ao Teorema de Fermat-Lagrange. Inventou também a função φ totiente (n). Usando as propriedades desta função, generalizou o teorema de Fermat ao que é hoje conhecido como o teorema de Euler. Contribuiu de forma significativa para a teoria dos números perfeitos, que havia fascinado os matemáticos desde Euclides. Euler também conjeturou a lei da reciprocidade quadrática. O conceito é considerado como um teorema fundamental da teoria dos números, e suas ideias pavimentaram o caminho para o trabalho de Carl Friedrich Gauss. 1.4 John Venn John Venn foi um matemático inglês, professor de ciência moral na Universidade de Cambridge, estudou e ensinou lógica e teoria das probabilidades. Desenvolveu a lógica matemática de Boole, tendo estabelecido uma forma de representação gráfica das intersecções e uniões de conjuntos, através de diagramas que levam o seu nome. Por exemplo, Venn representou 3 círculos R, S, e T como objectos típicos de um conjunto U. As intersecções desses círculos e seus complementos dividem U em 8 regiões disjuntas, havendo na relação de cada um deles com os outros 256 combinações booleanas diferentes. 2 PRINCIPAIS SÍMBOLOS LÓGICOS E SEUS SIGNIFICADOS Símbolo Ler como Explicação Categoria ⇒ → ⊂ condicional (implicação) A ⇒ B é verdade (em 3 das 4 possibilidades) ambos falsos, ambos verdadeiros ou B verdadeiro → pode significar o mesmo que ⇒ (pois existe outro caso onde ele indica a relação entre domínio e contra domínio de uma função; veja tabela de símbolos matemáticos). ⊂ pode significar o mesmo que ⇒ (pois existe outro caso onde ele indica subconjunto). implica, se .. então lógica proposicional, Heyting álgebra https://pt.wikipedia.org/wiki/Condicional_material https://pt.wikipedia.org/wiki/Condicional_material https://pt.wikipedia.org/wiki/Fun%C3%A7%C3%A3o_(matem%C3%A1tica) https://pt.wikipedia.org/wiki/Tabela_de_s%C3%ADmbolos_matem%C3%A1ticos https://pt.wikipedia.org/wiki/Tabela_de_s%C3%ADmbolos_matem%C3%A1ticos https://pt.wikipedia.org/wiki/Subconjunto https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/Aritm%C3%A9tica_de_Heyting https://pt.wikipedia.org/wiki/Aritm%C3%A9tica_de_Heyting 3 ⇔ ≡ ↔ se e somente se (sse) A ⇔ B é verdade apenas se A e B forem falso ou A e B forem verdadeiro. A<->B é verdade quando ( A -> B & B -> A) é verdade se e apenas se; sse lógica proposicional ¬ ˜ ! negação A proposição ¬A é verdadeiro se e somente se A é falso. negado lógica proposicional ∧ • & conjunção logica A proposição A ∧ B é verdadeiro se A e B são ambos verdadeiro; senão é falso. e (and) lógica proposicional, Álgebra booleana ∨ + ǀǀ disjunção lógica (inclusiva) A proposição A ∨ B é verdadeiro se A ou B (ou ambos) é verdadeiro; se ambos são falsos, a proposição é falsa. ou (or) lógica proposicional, Álgebra booleana ⊕ ⊻ Disjunção exclusiva A proposição A ⊕ B é verdadeira quando pelo menos um A ou B, mas nunca ambos, é verdadeiro. A ⊻ B tem mesmo significado. xor lógica proposicional, Álgebra booleana ⊤ Tautologia A proposição ⊤ é, independente de condições, verdadeira. verdade, verdadeiro, (top, verum) https://pt.wikipedia.org/wiki/Se_e_somente_se https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/Nega%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicionalhttps://pt.wikipedia.org/wiki/Conjun%C3%A7%C3%A3o_l%C3%B3gica https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/Disjun%C3%A7%C3%A3o_l%C3%B3gica https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/Disjun%C3%A7%C3%A3o_exclusiva https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/Tautologia_(l%C3%B3gica) 4 T 1 lógica proposicional, Álgebra booleana ⊥ F 0 Contradição A proposição ⊥ é, independente de condições, falsa. (bottom, falsum) falsidade, falso lógica proposicional, Álgebra booleana ∀ () quantificador universal ∀ x: P(x) ou (x)P(x) significa P(x) é verdadeiro para todo x. para todo; para qualquer um; para cada lógica de primeira ordem ∃ quantificador existencial ∃ x: P(x) significa que há pelo menos um x para o qual P(x) é verdadeiro. existe; há pelo menos um lógica de primeira ordem ∃! quantificador para unicidade ∃! x: P(x) significa que existe exatamente um x para o qual P(x) é verdadeiro. existe exatamente um lógica de primeira ordem := ≡ :⇔ definição x := y ou x ≡ y significa x está sendo definido como outro nome usando y (mas note que ≡ pode significar congruência). P :⇔ Q significa P está sendo definido para ser logicamente equivalente a Q. é definido como conceito universal ( ) grupo que possui precedência é realizado primeiro as operações de dentro do parenteses. parênteses, (brackets) conceito universal Catraca x ⊢ y https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/Contradi%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booliana https://pt.wikipedia.org/wiki/Quantifica%C3%A7%C3%A3o_universal https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_de_primeira_ordem https://pt.wikipedia.org/wiki/Quantifica%C3%A7%C3%A3o_existencial https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_de_primeira_ordem https://pt.wikipedia.org/wiki/Quantifica%C3%A7%C3%A3o_de_unicidade https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_de_primeira_ordem https://pt.wikipedia.org/wiki/Defini%C3%A7%C3%A3o https://pt.wikipedia.org/wiki/Equival%C3%AAncia_l%C3%B3gica https://pt.wikipedia.org/wiki/Catraca_(s%C3%ADmbolo) 5 ⊢ deduz que significa y permite ser provado a partir de x (em um sistema formal especificado). lógica proposicional, lógica de primeira ordem ⊨ dupla catraca x ⊨ y significa que x semanticamente acarreta y https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_proposicional https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_de_primeira_ordem https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gica_de_primeira_ordem https://pt.wikipedia.org/wiki/Dupla_catraca
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