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Apresentamos aqui alguns exercícios resolvidos sobre a Teoria de Conjuntos. Tais exercícios são utilizados estudo de Análise na reta, embora devessem estar em algum tópico relacionado com a Teoria dos Conjuntos. 1. Provar que se A Ø, isto é, A é um subconjunto do conjunto vazio, então A=Ø. Dem: O conjunto vazio é um subconjunto de todo conjunto e em particular Ø A. Por hipótese, A Ø, pois A é um subconjunto do conjunto vazio. Como A Ø e Ø A, por definição de igualdade de conjuntos, segue que A=Ø. 2. Provar que A B=B A (Comutatividade). Dem: Seja y€(A B). Então y€A ou y€B. Pela equivalência lógica pνq qνp segue que y€B ou y€A. Logo y€B A. Conclui-se que A B=B A. 3. Provar que A B=B A (Comutatividade). Dem: Seja x€(A B). Então x€A e x€B. Pela equivalência lógica pΛq qΛp segue que x€B e x€A. Logo x€B A. Conclui-se que A B=B A. 4. Provar que A e B são subconjuntos de A B. Para a prova, deve-se demonstrar as inclusões: (a) A (A B) e (b) B (A B). Dem de a: Seja x€A. Pela implicação lógica p pνq segue que x€A ou x€B. Logo x€A B e segue que A (A B). Dem de b: Se x€B, então pela implicação lógica q pνq segue que x€B ou x€A. Logo x€B A. Como a reunião de conjuntos é comutativa, segue que x€A B, logo B (A B). Portanto A e B são subconjuntos de A B. 5. Provar que A=A A (Idempotência). Deve-se mostrar que: (a) A (A A) e (b) (A A) A. Dem de a: Como A (A B), tomando B=A segue que A (A A). Dem de b: Seja x€A A. Segue que x€A ou x€A. Pela implicação lógica pνp p segue que x€A. Logo, (A A) A. Como A (A A) e (A A) A, então pela definição de igualdade de conjuntos, conclui-se que A=A A. 6. Provar que U A=U. Deve-se mostrar que (a) U (U A) e (b) (U A) U. Dem de a: Como A (A B). Tomando A=U e B=A segue que U (U A). Dem de b: Se y€U A, então y€U ou y€A, logo y€U, pois todo conjunto é um subconjunto do conjunto universo. Então, (U A) U. Conclui-se que U A=U. 7. Provar que A Ø=A (Identidade com respeito à reunião). Deve-se mostrar que (a) (A Ø) A e (b) A ( A Ø). Dem de a: Se x€A Ø, segue que x€A ou x€Ø. Pela definição de conjunto vazio, segue que x€A, logo (A Ø) A. Dem de b: Como A (A B). Tomando B=Ø segue que A (A Ø). Como (A Ø) A e A ( A Ø), pela definição de igualdade de conjuntos, conclui-se então que A Ø=A. 8. Provar que se A B=Ø então A=Ø e B=Ø. Dem: Sabe-se que A (A B). Por hipótese A B=Ø, logo A Ø. Como o conjunto vazio é um subconjunto de todo conjunto, segue que Ø A. Pela definição de igualdade de conjuntos A=Ø. Analogamente mostra-se que B=Ø. Portanto, se A B=Ø então A=Ø e B=Ø. 9. Provar que (A B) é um subconjunto de A e de B. Deve-se provar que (A B) A e (b) (A B) B. Dem de a: Se x€(A B), então x€A e x€B. Em particular, x€A. Logo (A B) A. Dem de b: Se y€(A B), então, y€A e y€B. Em particular, y€B. Logo (A B) B. Conclui-se que (A B) é um subconjunto de A e de B. 10. Provar que A A=A (Idempotência). Deve-se mostrar que (a) (A A) A e (b) A (A A). Dem de a: Como (A B) A. Tomando B=A segue que (A A) A. Dem de b: Se x€A, então x€A e x€A, logo x€(A A), assim A (A A). Conclui-se então que A A=A. 11. Provar que U A=A (Identidade com respeito à interseção). Deve-se demonstrar que: (a) (U A) A e (b) A (U A). Dem de a: Como (A B) B, tomando A=U e B=A segue que (U A) A. Dem de b: Se x€A, então x€U, pois o conjunto U representa o conjunto universo. Assim x€U e x€A. Logo x€(U A). Portanto A (U A). Conclui-se então que U A=A. 12. Provar que A Ø=Ø. Deve-se mostrar que: (a) (A Ø) Ø e (b) Ø (A Ø). Dem de a: Como (A B) B, então tomando B=Ø segue que (A Ø) Ø. Dem de b: Como o conjunto vazio é um subconjunto de todo conjunto, segue que Ø (A Ø). Conclui-se que A Ø=Ø. 13. Provar que (A–B) A. Dem: Se y€(A–B), então y€A e y B, logo y€A. Conclui-se então que (A–B) A. 14. Provar que (A–B) B=Ø. Dem: Por redução ao absurdo. Nega-se a tese, aceita-se a hipótese para obter uma contradição. Se (A–B) B # Ø, então existe p€(A–B) B. Assim, p€(A–B) e p€B, isto é, (p€A e p B) e p€B. Pela equivalência lógica (pΛq)Λr pΛ(qΛr) segue que p€A e (p B e p€B), o que é uma contradição. Conclui-se então que (A–B) B=Ø. 15. Provar a lei de De Morgan (A B)c=Ac Bc. Deve-se mostrar que: (a) (A B)c Ac Bc e (b) Ac Bc (A B)c. Dem de a: Se x€(A B)c então x (A B). Assim, x A e x B, isto é, x€Ac e x€Bc. Disto segue que x€Ac Bc. Logo (A B)c Ac Bc. Dem de b: Se y€Ac Bc então y€Ac e y€Bc. Assim, y A e y B. Disto segue que y (A B), ou seja, y€(A B)c. Logo Ac Bc (A B)c Conclui-se que (A B)c=Ac Bc. 16. Provar a lei de De Morgan (A B)c=Ac Bc. Deve-se mostrar que (a) (A B)c Ac Bc e (b) Ac Bc (A B)c. Dem de a: Se x€(A B)c então x (A B). Logo, x A ou x B, isto é, x€Ac ou x€Bc. Disto segue que x€Ac Bc. Assim, (A B)c Ac Bc. Dem de b: Se y€Ac Bc então y€Ac ou y€Bc. Assim, y A ou y B. Segue que y (A B), ou seja, y€(A B)c. Logo Ac Bc (A B)c. Conclui-se então que (A B)c=Ac Bc. 17. Provar a proposição de De Morgan (A B C)c=Ac Bc Cc. Deve-se mostrar que: (a) (A B C)c Ac Bc Cc e (b) Ac Bc Cc (A B C)c. Dem de a: Se x€(A B C)c, então x (A B C). Desse modo, x A ou x B ou x C, isto é, x€Ac ou x€Bc ou x€Cc. Assim x€Ac Bc Cc. Logo (A B C)c Ac Bc Cc. Dem de b: Se y€Ac Bc Cc, então y€Ac ou y€Bc ou y€Cc. Assim, y A ou y B ou y C. Segue que y (A B C), ou seja, y€(A B C)c. Logo Ac Bc Cc (A B C)c. Conclui-se então que (A B C)c=Ac Bc Cc. Dem. alternativa: Como (A B)c Ac Bc, então tomando X=A B, segue que (A B C)c=(X C)c=Xc Cc=(A B)c Cc=(Ac Bc) Cc=Ac Bc Cc 18. Provar a proposição de De Morgan (A B C)c=Ac Bc Cc. Deve-se mostrar que: (a) (A B C)c Ac Bc Cc e (b) Ac Bc Cc (A B C)c. Dem de a: Se x€(A B C)c, então x (A B C). Desse modo, x A e x B e x C, isto é, x€Ac e x€Bc e x€Cc. Segue que x€Ac Bc Cc. Logo (A B C)c Ac Bc Cc. Dem de b: Se y€Ac Bc Cc, então y€Ac e y€Bc e y€Cc, isto é, y A e y B e y C. Assim y (A B C), ou seja, y€(A B C)c. Logo Ac Bc Cc (A B C)c. Conclui-se que (A B C)c=Ac Bc Cc. Dem. alternativa: Como Ac Bc (A B)c, tomando Y=A B, segue que (A B C)c=(Y C)c=Yc Cc=(A B)c Cc=(Ac Bc) Cc=Ac Bc Cc 19. Provar que A (B C)=(A B) C (Associatividade). Dem: Se x€A (B C), então x€A ou x€(B C). Desse modo, x€A ou (x€B ou x€C). Pela equivalência lógica pν(qνr) (pνq)νr segue que (x€A ou x€B) ou x€C. Logo, x€(A B) ou x€C, isto é, x€(A B) C. Conclui-se que A (B C)=(A B) C. 20. Provar que A (B C)=(A B) C (Associatividade). Dem: Se x€A (B C), então x€A e x€(B C). Desse modo, x€A e (x€B e x€C). Pela equivalência lógica pΛ(qΛr) (pΛq)Λr segue que (x€A e x€B) e x€C. Logo, x€(A B) e x€C, isto é, x€(A B) C. Conclui-se então que A (B C)=(A B) C. 21. Provar que A (A B)=A (Lei de Absorção). Deve-se mostrar que: (a) A (A B) A e (b) A A (A B). Dem de a: Se x€A (A B), então x€A ou x€A B. Mas A B A, assim se x€A B então x€A. Desse modo, x€A ou x€A. Logo, x€A. Portanto, A (A B) A . Dem de b: Esta demonstração segue direto de A (A B) com B=(A B). Conclui-se então que A (A B)=A. 22. Provar que A (A B)=A. Deve-se mostrar que: (a) A (A B) A e (b) A A (A B). Dem de a: A demonstração segue direto de (A B) A, tomando B=(A B). Dem de b: Seja x€A. Como A A B, segue que x€A B. Assim x€A e x€A B. Logo, x€A (A B). Portanto, A A (A B). Conclui-se então que A (A B)=A. 23. Provar que A (B C)=(A B) (A C) (Distributividade). Dem: Se x€A (B C), então x€A ou x€(B C). Desse modo, x€A ou (x€B e x€C). Pela equivalência lógica pν(qΛr) (pνq)Λ(pνr) segue que (x€A ou x€B) e (x€A ou x€C). Logo, x€(A B) e x€(A C), isto é, x€(A B) (A C). Conclui-se então que A (B C)=(A B) (A C). 24. Provar que A (B C)=(A B) (A C) (Distributividade). Dem: Se x€A (B C), segue que x€A e x€(B C). Desse modo, x€A e (x€B ou x€C). Pela equivalência lógica pΛ(qνr) (pΛq)ν(pΛr) segue que (x€A e x€B) ou (x€A e x€C). Logo, x€(A B) ou x€(A C), isto é, x€(A B) (A C). Conclui-se então que A (B C)=(A B) (A C). 25. Provar que (A–B) (B–A)=Ø. Deve-se mostrar que: (a) (A–B) (B–A) Ø e (b) Ø (A–B) (B–A). Demde a: Se x€(A–B) (B–A), então x€(A–B) e x€(B–A), ou seja, x€A e x B e x€B e x A. Assim, x€A e x A e x€B e x B. Não existe qualquer elemento que satisfaça x€A e x A. Também não existe qualquer elemento que satisfaça x€B e x B ao mesmo tempo, logo, (A–B) (B–A) Ø. Dem de b: Ø (A–B) (B–A) é uma propriedade trivial, pois o conjunto vazio é um subconjunto de todo conjunto. Logo conclui-se que (A–B) (B–A)=Ø. 26. Demonstrar que se S U, então U–S=U Sc. Mostraremos que: (a) U–S U Sc e (b) U Sc U–S. Dem de a: Se x€U–S, então x€U e x S. Como S U, por definição, x€Sc. Mas Sc=Sc U e disto segue que x€Sc U. De fato, Sc U=U Sc, assim x€U Sc. Portanto, U–S U Sc. Dem de b: Se x€U Sc, então x€U e x€Sc. Como S U, segue que x€U e x S. Desse modo, por definição, x€U–S. Logo, U Sc U–S. Conclui-se então que U–S=U Sc. 27. Se A e B são conjuntos tal que A B, então A=(A–B) (B A). Dem: Se A B então A–B=A Bc. Além disso, B A=A B. Logo A=(A–B) (B A), pois (A–B) (B A)=(A Bc) (A B)=A (Bc B)=A U=A 28. Sejam A e B conjuntos. Demonstrar que são equivalentes as seguintes afirmações: (a) A B, (b) A=A B, (c) B=A B. Dem que (a) implica (b), isto é, se A B então A=A B. Para mostrar que A=A B, devemos mostrar que A A B e que A B A. Se x€A, por hipótese, A B e disto segue que x€B. Então x€A e x€B, então x€A B e concluímos que a inclusão A B implica que A A B. Como (A B) A, segue que A B A. Assim, como A A B e A B A, segue que A=A B, logo A B implica que A=A B. Dem que (b) implica (c), segue que A=A B implica que B=A B. Vamos assumir a hipótese: A=A B. Para mostrar que B=A B, devemos mostrar que B A B e A B B. Como mostrado entes, temos que B A B. Se x€A B, então, x€A ou x€B. Por hipótese, A=A B. Disto segue que x€A B ou x€B. Logo, x€B. Portanto, A B B. Assim, como B A B e A B B, segue que B=A B. Portanto, A=A B implica que B=A B. Dem (c) implica (a), segue que B=A B implica que A B. Se x€A, então x€A ou x€B, isto é, x€A B. Como por hipótese A B=B, então x€B, logo B=A B implica que A B. Como A B implica que A=A B, A=A B implica que B=A B e B=A B implica que A B, concluímos que as três afirmações são equivalentes. Introdução Georg Cantor. A teoria ingênua dos conjuntos foi criada no final do século XIX por Georg Cantor para permitir que matemáticos trabalhassem de forma consistente com conjuntos infinitos. Como se verificou, a suposição de que se poderiam realizar operações quaisquer sobre conjuntos levou a paradoxos tais como o paradoxo de Russell. Em resposta, a teoria axiomática dos conjuntos foi desenvolvida para determinar precisamente quais operações seriam permitidas e em quais. Hoje, quando os matemáticos falam sobre "teoria dos conjuntos" como uma área, geralmente querem dizer teoria axiomática dos conjuntos. As aplicações informais da teoria do conjunto em outras áreas são referidas algumas vezes como aplicações da "teoria ingênua dos conjuntos", mas são geralmente entendidas como justificáveis em termo de um sistema axiomático (normalmente a teoria de conjuntos de Zermelo-Fraenkel). É importante observar que alguns acreditam que a teoria dos conjuntos de Georg Cantor não esteve realmente implicada nos paradoxos (este é um assunto que continuará em discussão). Cantor estava ciente de alguns paradoxos e não parecia acreditar que eles tirariam o crédito de sua teoria. Frege axiomatizou explicitamente uma teoria na qual a versão formalizada da teoria ingênua dos conjuntos pode ser interpretada, e é sobre uma teoria formal que Bertrand Russell se dirigiu realmente quando apresentou o paradoxo de Russell. É útil estudar conjuntos de forma ingênua de modo a desenvolver a facilidade para trabalhar com eles. Além disso, uma compreensão clara dos conceitos de teoria dos conjuntos do ponto de vista ingênuo é importante como um primeiro estágio de entendimento para os axiomas formais da teoria dos conjuntos. Este artigo trata da teoria ingênua. Os conjuntos são definidos informalmente e algumas de suas propriedades são investigadas. http://pt.wikipedia.org/wiki/Georg_Cantor http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A9culo_XIX http://pt.wikipedia.org/wiki/Georg_Cantor http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_infinito http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_de_Russell http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_dos_conjuntos http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_axiom%C3%A1tico http://pt.wikipedia.org/wiki/Axiomas_de_Zermelo-Fraenkel http://pt.wikipedia.org/wiki/Axiomas_de_Zermelo-Fraenkel http://pt.wikipedia.org/wiki/Georg_Cantor http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo http://pt.wikipedia.org/wiki/Frege http://pt.wikipedia.org/wiki/Bertrand_Russell http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_de_Russell http://pt.wikipedia.org/wiki/Axioma http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Matematiker_georg_cantor.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Matematiker_georg_cantor.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Matematiker_georg_cantor.jpg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Matematiker_georg_cantor.jpg O termo "teoria ingênua dos conjuntos" nem sempre se refere à teoria inconsistente de Frege. Pode se referir à teoria usual dos conjuntos apresentada informalmente, como no caso do conhecido livro de Halmos Teoria Ingênua dos Conjuntos, o qual consiste realmente numa apresentação informal da teoria axiomática dos conjuntos de Zermelo-Fraenkel. [editar]Conjuntos, pertinência e igualdade Na teoria ingênua dos conjuntos, um conjunto é descrito como uma coleção bem definida de objetos. Estes objetos são chamados de elementos ou membros do conjunto. Objetos podem ser qualquer coisa: números, povos, outros conjuntos, etc. Por exemplo, 4 é um membro do conjunto de todos os inteiros pares. Claramente, o conjunto de números pares é infinitamente grande; não há exigência qualquer exigência de que um conjunto seja finito. Se x é um membro de A, então se diz também que x pertence a A, ou que x está em A. Em tal caso, escrevemos x A. (O símbolo " " é uma derivação do épsilon do alfabeto grego, "ε", introduzido por Peano em 1888). O símbolo é usado para escrever x A, para dizer que "x não está emA" ou que "x não pertence a A". Dois conjuntos A e B são definidos como iguais quando eles têm exatamente os mesmos elementos, isto é, se cada elemento de A for um elemento de B e cada elemento de B for um elemento de A. (Ver axioma da extensionalidade). Desta forma, um conjunto é completamente determinado por seus elementos; sua descrição não é importante. Por exemplo, o conjunto com elementos 2, 3 e 5 é igual ao conjunto de todos os números primos menores do que 6. Se os conjuntos A e B são iguais, este fato é denotado simbolicamente como A = B (como de costume). Há também um conjunto vazio, geralmente denotado por e às vezes por {}: um conjunto sem quaisquer membros. Uma vez que um conjunto é determinado completamente por seus elementos, só haver um conjunto vazio. (Ver axioma do conjunto vazio.) [editar]Especificando conjuntos A maneira mais simples de descrever um conjunto é listando seus elementos entre chaves (Conhecidas como definindo um conjunto extensionalmente). Dessa maneira, {1,2} denota um conjunto cujos únicos elementos são 1 e 2. (Ver axioma dos pares). Anotar os seguintes pontos: A ordem dos elementos não importa; por exemplo, {1,2} = {2,1}. A repetição (multiplicidade) dos elementos é irrelevante; por exemplo, {1,2,2} = {1,1,1,2} = {1,2} (Estas são conseqüências da definição de igualdade na seção anterior.) Pode-se abusar informalmente desta notação ao se escrever algo como {cães} para indicar o conjunto de todos os cães, mas este exemplo seria usado normalmente lido por matemáticos como "o conjunto que contém o único elemento". Um exemplo extremo (mas correto) desta notação é {}, o qual denota o conjunto vazio. http://pt.wikipedia.org/wiki/Halmos http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=2http://pt.wikipedia.org/wiki/Inteiros http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%89psilon http://pt.wikipedia.org/wiki/Alfabeto_grego http://pt.wikipedia.org/wiki/Peano http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Axioma_da_extensionalidade&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_primos http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_vazio http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Axioma_do_conjunto_vazio&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=3 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Axioma_dos_pares&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/wiki/Multiplicidade Podemos ainda usar a notação { x : P(x)}, ou { x | P(x)} ou, ainda, { x / P(x)} (diz-se, nos três casos, "x tal que P(x)" ), para denotar o conjunto contendo todos os objetos para os quais vale a condição P (conhecido como definindo um conjunto intencionalmente). Por exemplo, {x : x é um número real} denota o conjunto dos números reais, {x : x tem cabelo loiro} denota o conjunto de todas as coisas com cabelos loiros, e {x : x é um cão} denota o conjunto de todos os cães. Esta notação é chamada notação de construção de conjuntos por compreensão. Algumas variantes da compreensão são: {x A : P(x)} denota o conjunto de todo x que já são membros de A tais que a condição P vale para x. por exemplo, se for o conjunto dos inteiros, então {x : x é par} é o conjunto de todos os inteiros pares (Ver axioma da especificação). {F(x): x A} denota o conjunto de todos os objetos obtidos ao se colocar membros do conjunto A na fórmula F. Por exemplo, {2x : x } é novamente o conjunto de todos os inteiros pares. (Ver axioma da substitutividade). {F(x) : P(x)} é a forma mais comum da notação por compreensão. Por exemplo, {o dono de x : x é um cão} é o conjunto de todos os donos de cães. [editar]Subconjuntos Dado dois conjuntos A e B nós dizemos que A é um subconjunto de B se todo elemento de A é também um elemento de B. Percebe-se que, em particular, B é um subconjunto de si próprio; um subconjunto de B que não é igual a B é chamado subconjunto próprio. Se A é um subconjunto de B, então pode-se dizer também que B é um superconjunto de A, que A está contido em B, ou que B contém A. Em símbolos, A B significa que A é um subconjunto de B, e B A significa que B é um superconjunto de A. Alguns autores utilizam e para subconjuntos, e outros usam estes símbolos somente para subconjuntos próprios. Para uma maior clareza, pode-se explicitamente usar os símbolos e para indicar não igualdade. Nesta enciclopédia, e são usados para subconjuntos enquanto e são reservados para subconjuntos próprios. Como uma ilustração, seja o conjunto dos números reais, o conjunto dos inteiros, I o conjunto dos inteiros ímpares, e seja P o conjunto de atuais ou antigos presidentes dos Brasil. Então I é um subconjunto de , é um subconjunto de e (por conseguinte) I é um subconjunto de onde, em todos os casos, subconjunto pode ser lido como subconjunto próprio. Note que nem todos os conjuntos são comparáveis desta maneira. Por exemplo, não é o caso nem que seja subconjunto de P, nem que P seja um subconjunto de . Segue imediatamente da definição acima de igualdade de conjuntos, que dados dois conjuntos A e B, A = B se e somente se A B e B A. De fato, isto é frequentemente dado como http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_reais http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Constru%C3%A7%C3%A3o_de_conjuntos&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/wiki/Inteiros http://pt.wikipedia.org/wiki/Inteiros http://pt.wikipedia.org/wiki/Axioma_da_especifica%C3%A7%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Axioma_da_substitutividade&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=4 http://pt.wikipedia.org/wiki/Subconjunto http://pt.wikipedia.org/wiki/Presidente_do_Brasil http://pt.wikipedia.org/wiki/Se_e_somente_se a própria definição de igualdade. Geralmente, ao se tentar demonstrar que dois conjuntos são iguais, objetiva-se mostrar estas duas inclusões. O conjunto de todos subconjuntos de um dado conjunto A é chamado de conjunto das partes de A e é denotado por 2 A ou Partes(A). Se o conjunto A tem n elementos, então Partes(A) terá 2 n elementos. Observe que o conjunto vazio é um subconjunto de todo conjunto (a afirmação de que todos os elementos do conjunto vazio são também membros de algum conjunto A é vacuamente verdadeiro, pois não há elementos no conjunto vazio). [editar]Conjuntos universais e complementos absolutos Em certos contextos podemos considerar todos os conjuntos como sendo subconjuntos de algum conjunto universal dado. Por exemplo, se estivéssemos investigando propriedades dos números reais (e de subconjuntos de ), poderíamos então tomar como nosso conjunto universal. É importante compreender que um conjunto universal está somente definido temporariamente pelo contexto; não há nenhum objeto como um conjunto "universal", isto é, um "conjunto de todas as coisas" (ver Paradoxos abaixo). Dado um conjunto universal e um subconjunto A de podemos definir o complemento de A (em ) como: A C = { x : x A}. Em outras palavras A C ("complemento de A"; algumas vezes denotado por A', "A-linha") é o conjunto de todos os membros de que não são membros de A. Assim dados , e I definido como na seção sobre subconjuntos, se for o conjunto universal, então I C é o conjunto de inteiros pares, mas se for o conjunto universal, então I C é o conjunto de todos os números reais que são inteiros e pares ou simplesmente não inteiros. [editar]União, interseção e complementos relativos Dado dois conjuntos A e B, podemos construir sua união. Este é o conjunto que consiste em todos os objetos que são elementos de A ou de B ou de ambos (ver axioma da união). É denotado por A B. A interseção de A e B é o conjunto de todos os objetos que estão tanto em A quanto em B. É denotado por A B. Finalmente, o complemento relativo de B com rtelação a A, também conhecido como a diferença entre os conjuntos A e B, é o conjunto de todos objetos que pertencem a A mas não a B. É denotado por A \ B ou A - B. Simbolicamente, estes conjuntos são respectivamente A B = { x : (x A) (x B) }; A B = { x : (x A) (x B) } = { x A : x B } = { x B : x A }; A \ B = { x : (x A (x B) } = {x A : (x B) }. http://pt.wikipedia.org/wiki/Prova_matem%C3%A1tica http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_de_partes http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_de_partes http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_vazio http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=5 http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_universal http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_reais http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo http://pt.wikipedia.org/wiki/Complementar http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=6 http://pt.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%A3o_(matem%C3%A1tica) http://pt.wikipedia.org/wiki/Axioma_da_uni%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Interse%C3%A7%C3%A3o http://pt.wikipedia.org/wiki/Complementar Note que A não tem que ser um subconjunto de B para B \ A fazer sentido; esta é a diferença entre o complemento relativo e complemento absoluto definido na seção anterior. Para ilustrar estas idéias, seja A é o conjunto das pessoas canhotas; e B é o conjunto de pessoas com cabelos loiros. Então A B é o conjunto de todas as pessoas canhotas e loiras, enquanto A B é o conjunto de todas as pessoas canhotas ou loiras ou ambas. A \ B, por outro lado, é o conjunto de todas as pessoas que são canhotas, mas não são loiras, enquanto, B \ A é o conjunto de pessoas com cabelos loiros mas que não são canhotas. Considere agora E como o conjunto de todos os seres humanos, e F como o conjunto de todas as coisas vivas com mais de 1000anos de idade. O que é E F neste caso? Nenhum ser humano está acima de 1000 anos de idade, então, E F deve ser o conjunto vazio { }. Para qualquer conjunto A, o conjunto das partes Partes(A) é uma álgebra booleana sob as operações de união e interseção. [editar]Pares ordenados e produtos cartesianos Intuitivamente, um par ordenado é simplesmente uma coleção de dois objetos tais que um deles possa ser distinguido como o primeiro elemento e o outro como o segundo elemento, e tendo a propriedade fundamental de que dois pares ordenados são iguais se e somente se os primeiros elementos deles forem iguais e os segundos elementos deles forem iguais. Formalmente um par ordenado com primeira coordenada a e segunda coordenada b, geralmente denotado por (a,b) ou por <a,b>, é definido como o conjunto {{a}, {a,b}}. Segue que, dois pares ordenados (a,b) e (c,d) são iguais se e somente se a = c e b = d. Alternativamente, um par ordenado pode ser pensado formalmente como um conjunto {a,b} com uma relação de ordem total. (A notação (a,b) é usada também para denotar um intervalo aberto na reta dos números reais, mas o contexto deve deixar claro qual significado é pretendido. De outra maneira, a notação ]a,b[ pode ser usada para denotar o intervalo aberto enquanto que (a,b) é usado para o par ordenado). Se Ae B são conjuntos, então o produto cartesiano (ou simplesmente produto) é definido como: A × B = {(a,b) : a está em A e b está em B}. http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_vazio http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booleana http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booleana http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=7 http://pt.wikipedia.org/wiki/Par_ordenado http://pt.wikipedia.org/wiki/Rela%C3%A7%C3%A3o_de_ordem http://pt.wikipedia.org/wiki/Intervalo_(matem%C3%A1tica) http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_reais http://pt.wikipedia.org/wiki/Produto_cartesiano Isto é, A × B é o conjunto de todos os pares ordenados cuja primeira coordenada é um elemento de A e cuja segunda coordenada é um elemento de B. Podemos estender essa definição para um conjunto A × B × C de trios ordenados e de modo mais geral para n-uplas ordenadas para algum inteiro positivo n. É possível até mesmo definir produtos cartesianos infinitos, mas para fazer isto nós precisamos de uma definição mais elaborada do produto. Produtos cartesianos foram desenvolvidos primeiramente por René Descartes no contexto da geometria analítica. Se denota o conjunto de todos os números reais, então 2 = x representa o plano Euclidiano e 3 = x x representa o espaço tridimensional euclidiano. [editar]Alguns conjuntos importantes Nota: Nesta seção, a, b e c são números naturais e r e s são números reais 1. Os números naturais são usados para contagem. Os símbolos N ou são freqüentemente usados para representar este conjunto. 2. Os números inteiros aparecem como soluções para x em equações como x + a = b. Os símbolos Z ou são freqüentemente usados para representar este conjunto (derivados do alemão Zahlen, que significa números). 3. Os números racionais aparecem como soluções para equações como a + bx = c. Os símbolos Q ou são freqüentemente usados para representar este conjunto (da palavra quociente, já que R é usado para o conjunto de números reais). 4. Os números algébricos aparecem como soluções para equações polinomiais (com coeficientes inteiros) e podem envolver radicais e alguns outros números irracionais. Os símbolos A ou ou um Q com uma linha em cima ( ) são freqüentemente usados para representar este conjunto. 5. Os números reais incluem os números algébricos e também os números transcendentes, que não podem aparecer como soluções para equações polinomiais com coeficientes racionais. Os símbolos R ou são freqüentemente usados para representar este conjunto. 6. Os números complexos são somas de um real e um número imaginário: r + si. Aqui ambos r e s podem ser iguais a zero; assim, o conjunto dos números reais e o conjunto dos números imaginários são http://pt.wikipedia.org/wiki/Produto_cartesiano http://pt.wikipedia.org/wiki/Geometria_euclidiana http://pt.wikipedia.org/wiki/Geometria_euclidiana http://pt.wikipedia.org/wiki/Geometria_anal%C3%ADtica http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_reais http://pt.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%A7o_euclidiano http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=8 http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_naturais http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_reais http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_naturais http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_inteiros http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_racionais http://pt.wikipedia.org/wiki/Quociente http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_alg%C3%A9brico http://pt.wikipedia.org/wiki/Polin%C3%B3mio http://pt.wikipedia.org/wiki/Raiz_(matem%C3%A1tica) http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_irracional http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_reais http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_transcendente http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmeros_complexos subconjuntos do conjunto dos números complexos, o qual forma um fecho algébricopara o conjunto de números reais significando que todo polinômio com coeficientes em tem pelo menos uma raiz neste conjunto. Os simbolos C ou são freqüentemente usados para representar este conjunto. Note que como um número r+si pode ser identificado como um ponto (r,s) neste plano, C é basicamente "o mesmo" que o produto cartesiano R×R ("o mesmo" significando que um ponto qualquer de um deles determina um ponto único no outro e para o resultado dos cálculos não importa qual deles é usado). [editar]Paradoxos Nós referimos anteriormente à necessidade de uma aproximação axiomática formal. Quais problemas surgem no tratamento que apresentamos? Os problemas dos conjuntos poderíamos pensar intuitivamente em uma primeira aproximação, que podemos construir quaisquer conjuntos que nós quisermos, mas esta visão conduz a inconsistências. Para qualquer conjunto x nós podemos perguntar se x é um membro dele mesmo. Defina Z = {x : x não é membro de x}. Agora para o problema: Z é um membro de Z? Se sim, então pela propriedade que define Z, Z não é um membro de si próprio, isto é, Z não é um membro de Z. Isto nos força a declarar que Z não é um membro de Z. Então Z não é um membro de si próprio e deste modo, novamente pela definição de Z, Z é um membro de Z. Assim, ambas as opções nos levam a uma contradição e nós temos uma teoria inconsistente. Desenvolvimentos axiomáticos restringem os tipos de conjuntos que podemos construir e previnir assim a geração de problemas como o nosso conjunto Z. Este paradoxo particular é conhecido como Paradoxo de Russell. A lição é que, como em qualquer argumento matemático rigoroso, deve-se cuidar bem das noções que são propostas. Em particular, é problemático falar de um conjunto de todas as coisas, ou para ser (possivelmente) um pouco menos ambiciosos, até mesmo de um conjunto de todos os conjuntos. Com efeito na axiomatização ususal da teoria dos conjuntos, não há um conjunto de todos os conjuntos. Nas áreas da matemática que parecem requerer um conjunto de todos os conjuntos (tais como teoria das categorias), pode-se resolver o problema tomando um conjunto universal tão grande que toda a matemática usual pode ser feita dentro dele (Ver universo). Alternativamente, pode-se fazer uso de classes http://pt.wikipedia.org/wiki/Fecho_alg%C3%A9brico http://pt.wikipedia.org/wiki/Raiz_(matem%C3%A1tica) http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=9 http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_de_Russell http://pt.wikipedia.org/wiki/Paradoxo_de_Russell http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_das_categorias http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_das_categoriashttp://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto_universo próprias. Ou ainda pode-se usar uma axiomatização diferente da teoria dos conjuntos tais como os Novos Fundamentos de W.V. Quine, que permite a existência de um conjunto de todos os conjuntos e evita o paradoxo de Russell. De outra forma a solução exata empregada para evitar os paradoxos raramente faz uma grande diferença. [editar]Ver também Álgebra dos conjuntos Teoria axiomática dos conjuntos Teoria interna dos conjuntos Conjunto Teoria dos conjuntos [editar]Referências Paul Halmos Halmos, Paul Richard, 1914 Teoria Ingênua dos Conjuntos; tradução de Irineu Bicudo. S. Paulo, Editora da Univ. S. Paulo e Editora Polígono 1970. Jaime C. Ferreira. Elementos de Lógica Matemática e Teoria dos Conjuntos. IST, 2001. Seymour Lipschutz. Teoria dos Conjuntos. McGraw-Hill, 1972. [editar]Notas A respeito da origem do termo Teoria Ingênua dos Conjuntos, Jeff Miller diz o seguinte: "A Teoria Ingênua dos Conjuntos (em oposição à Teoria http://pt.wikipedia.org/wiki/Willard_Van_Orman_Quine http://pt.wikipedia.org/wiki/Russell http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=10 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%81lgebra_dos_conjuntos&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_axiom%C3%A1tica_dos_conjuntos&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_interna_dos_conjuntos&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/wiki/Conjunto http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_dos_conjuntos http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=11 http://pt.wikipedia.org/wiki/Paul_Richard_Halmos http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Jaime_C._Ferreira&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Seymour_Lipschutz&action=edit&redlink=1 http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Teoria_ing%C3%AAnua_dos_conjuntos&action=edit§ion=12 http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Paul_Halmos.jpeg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Paul_Halmos.jpeg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Paul_Halmos.jpeg http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Paul_Halmos.jpeg Axiomática dos Conjuntos) foi usada ocasionalmente na década de 40 e tornou-se um termo estabelecido na década de 50. Ele parece na rescensão de Hermann Weyl de P. A. Schlipp (ed). The Philosophy of Bertrand Russell in American Mathematical Monthly, 53, nº 4 (1946) p.210 e revisão de Laszlo Kalmar do The Paradox of Kleene and Rosser in Journal of Symbolic Logic, 11, n} 4 (1916). P. 136. (JSTOR)". O termo foi popularizado mais tarde pelo livro de Paul Halmos, Teoria Ingênua dos Conjuntos (1960). Categoria: Teoria dos conjuntos http://pt.wikipedia.org/wiki/Paul_Halmos http://pt.wikipedia.org/wiki/Especial:Categorias http://pt.wikipedia.org/wiki/Categoria:Teoria_dos_conjuntos
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