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Blog do Prof. Gilberto Apostila Slides PROF. GILBERTO SANTOS JR CONJUNTOS *** RECURSO PEDAGÓGICO DE DISTRIBUIÇÃO GRATUITA *** SUMÁRIO 1. CONCEITO ......................................................... 1 2. ELEMENTOS DE CONJUNTOS ................................ 1 3. REPRESENTAÇÃO DE CONJUNTOS ......................... 1 3.1 Por chaves ....................................................... 1 3.2 Por diagrama de Venn ....................................... 1 3.3 Por propriedade ................................................ 1 4. SÍMBOLOS MATEMÁTICOS ................................... 2 4.1 Símbolos de pertinência ..................................... 2 5. CONJUNTO UNITÁRIO ......................................... 2 6. CONJUNTO VAZIO .............................................. 2 7. UNIÃO DE CONJUNTOS ....................................... 3 8. INTERSECÇÃO DE CONJUNTOS ............................. 3 9. DIFERENÇA DE CONJUNTOS ................................. 4 10. PROBLEMAS QUE ENVOLVEM CONJUNTOS ............ 5 11. CONJUNTOS DOS NÚMEROS ............................... 6 11.1 Conjuntos dos números naturais (ℕ) .................. 6 11.1.1 Representação geométrica ............................. 7 11.1.2 Limitação desse conjunto .............................. 7 11.2 Conjunto dos números inteiros (ℤ) ..................... 7 11.2.1 Representação em diagramas ........................ 7 11.2.2 Representação geométrica ............................. 7 11.2.3 Números simétricos ...................................... 7 11.2.4 Limitação desse conjunto .............................. 7 11.3 Conjunto dos números racionais (ℚ) .................. 7 11.3.1 Representação em diagramas ........................ 8 11.3.2 Representação geométrica ............................. 8 11.3.3 Limitação desse conjunto .............................. 8 11.4 Conjunto dos números irracionais (𝕀) ................. 8 11.4.1 Representação geométrica ............................. 8 11.4.2 Representação em diagramas ........................ 9 11.5 Conjunto dos números reais (ℝ) ........................ 9 11.5.1 Representação em diagramas ........................ 9 11.5.2 Representação geométrica ............................. 9 11.5.3 Limitação desse conjunto .............................. 9 12. INTERVALOS .................................................... 9 12.1 Intervalo aberto .............................................. 9 12.2 Intervalo fechado ............................................ 9 12.3 Intervalo aberto à esquerda .............................. 9 12.4 Intervalo aberto à direita ................................. 9 12.5 Intervalo aberto e infinito para a direita ............10 12.6 Intervalo fechado e infinito para a direita ...........10 12.7 Intervalo aberto e infinito para a esquerda ........10 12.8 Intervalo fechado e infinito para a esquerda .......10 12.9 União de intervalos ........................................10 13. OBJETOS DIGITAIS DE APRENDIZAGEM-ODA .......12 14. REFERÊNCIAS .................................................12 1. CONCEITO Conjuntos é qualquer coleção de objetos, pessoas, números, etc. Exemplos: ▪ Uma sala de aula é um conjunto de alunos; ▪ Um bairro é um conjunto de casas; ▪ O universo é um conjunto de estrelas, plane- tas, etc. 2. ELEMENTOS DE CONJUNTOS São objetos que formam esse conjunto. 3. REPRESENTAÇÃO DE CONJUNTOS Os conjuntos são representados por letras maiúsculas e quando os elementos são letras, es- sas são letras minúsculas. 3.1 Por chaves Exemplos: a) Representar o conjunto A dos dias da semana, entre chaves. Resolução: A = {domingo, segunda, terça, quarta, quinta, sex- ta, sábado}. b) Representar o conjunto B dos números pares, entre chaves. Resolução: B = {0, 2, 4, 6, ...}. Observação: Nos exemplos anteriores, a) e b), o conjunto A é finito (tem nº limitado de elemen- tos) e o conjunto B é infinito (tem nº ilimitado de elementos). 3.2 Por diagrama de Venn1 Vitral no refeitório do Caius College, Universidade de Cambridge, Inglaterra, em homenagem a Venn e a seus diagramas. Exemplo: Representar o conjunto C das vogais, por diagrama. Resolução: Observação: Não se representa conjuntos infinitos em diagramas. 3.3 Por propriedade Exemplos: a) A = {x/ x é planeta do Sistema Solar} 1 John Venn (1834-1923), matemático inglês, criador dos famosos diagramas de Venn, que ultrapassam as fronteiras das ciências e são aplicados na Lógica, na Matemática, na Informática, etc. Se licenciou e foi professor na Universidade de Cambridge, onde desenvolveu estudos sobre 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 diagra- mas. https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 2 Blog do Prof. Gilberto O conjunto A é formado por todos os pla- netas do Sistema Solar. Observação: Vale lembrar que a figura acima é apenas uma representação artística, os planetas têm orbitas diferentes, portanto, não se mantém alinhados. Os planetas do Sistema Solar são Mer- cúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. b) B = {x/ x é vogal} O conjunto B é formado por todas as vo- gais. c) C = {x/ x é número natural menor que 6} O conjunto C é formado por todos os nú- meros naturais menores que seis. 4. SÍMBOLOS MATEMÁTICOS 4.1 Símbolos de pertinência Entre elementos e conjunto utiliza-se os símbolos ∈ (pertence) ou ∉ (não pertence). Exemplo: Seja A = {1, 3, 5, 6}, segue que 1 ∈ A, 2 ∉ A, 3 ∈ A, 4 ∉ A, 5 ∈ A, 6 ∈ A. 4.2 Outros símbolos matemáticos Operadores Símbolos Igual = Diferente ≠ Maior que > Menor que < Maior ou igual a ≥ Menor ou igual a ≤ Conjuntos dos núme- ros naturais ℕ Conjuntos dos núme- ros inteiros ℤ Tal que / Exemplo: EXERCÍCIO PROPOSTO 1) Escreva o conjunto expresso pela propriedade: a) A = {x/ x é número natural menor que 8} b) B = {x/ x é número natural menor ou igual a 8} c) C = {x ∈ ℕ/ x é par} d) D = {x ∈ ℕ/ x é ímpar} e) E = {x ∈ ℕ/ x é número múltiplo de 2} f) F = {x ∈ ℕ/ x é múltiplo de 3 e menor que 15} g) G = {x ∈ ℕ/ x < 8} h) H = {x ∈ ℕ/ x ≤ 8} i) I = {x ∈ ℕ/ x > 8} j) J = {x ∈ ℕ/ x ≥ 8} k) K = {x/ x é número múltiplo de 3 e x ≤ 15} l) L = {x/ x é múltiplo de 5 e menor do que 31} m) M = {x ∈ ℤ/ x > 10 e x ≤ 20} n) N = {x ∈ ℤ/ x ≥ 10 e x < 20} o) O = {x ∈ ℤ/ 10 < x ≤ 20} p) Q = {x/ x é letra da palavra “conjunto”} 5. CONJUNTO UNITÁRIO É o conjunto que possui um único elemen- to. Exemplo: A = {x/ x é dia da semana que começa com a letra D} Resolução: A = {domingo}. 6. CONJUNTO VAZIO É o conjunto que não possui elementos. O conjunto vazio é representado por { } ou . Exemplo: B = {x/ x é mês do ano com 25 dias} Resolução: B = EXERCÍCIO PROPOSTO 2) Classifique o conjunto como unitário ou vazio: a) A = {x/ x é um número natural menor do que 1} b) B = {x ∈ ℕ/ x é maior do que 10 e menor do que 11} c) C = {x/ x é número par maior do que 3 e menor do que 5} d) D = {x/ x é número primo maior do que 7 e menor do que 11} e) E = {x ∈ ℕ/ x + 7 = 4} f) F = {x ∈ ℕ/ x < 0} g) G = {x ∈ ℕ/ 5x = 60} h) H = {x/ x é uma figura plana de três lados} https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 3 Blog do Prof. Gilberto Lembrete: Números primos são todos aqueles que obedecem às seguintes condições: • São maiores que 1; e • Possuem somente dois divisores. Portanto, seja P o conjunto dos números primos, observe a sua representação abaixo: P = {2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, …} 7. UNIÃO DE CONJUNTOSDado os conjuntos A e B, define-se como união dos conjuntos A e B ao conjunto representa- do por A ∪ B, formado por todos os elementos per- tencentes a A ou B. Simbolicamente, A ∪ B = {x/ x ∈ A ou x ∈ B} Exemplo: Sejam os conjuntos A = {1, 2, 3, 4} e B = {3, 4, 5, 6}, A ∪ B = {1, 2, 3, 4, 5, 6}. Em diagramas, EXERCÍCIOS PROPOSTOS 3) Considere os conjuntos abaixo: A = {0, 1, 2, 3}, B = {0, 2, 3, 5}, C = {x/ x é número par menor que 10} e D = {x/ x é número ímpar entre 4 e 10}. Determine: a) C = b) D = c) A ∪ B = d) A ∪ C = e) B ∪ C = f) C ∪ D = g) (A ∪ B) ∪ C = 4) Considere os diagramas a seguir: Determine: a) A ∪ B = b) A ∪ C = c) B ∪ C = d) A ∪ B ∪ C = 5) Seja P o conjunto dos núme- ros pares, I o conjunto dos nú- meros ímpares, ℕ o conjunto dos números naturais e ℤ o conjunto dos números inteiros, conforme abaixo: P = {0, 2, 4, 6, 8, …} I = {1, 3, 5, 7, 9, …} ℕ = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, …} ℤ = {... –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, …} ℤ+ ∗ = {1, 2, 3, …} ℤ– ∗ = {... –3, –2, –1} Determine, sabendo que a resposta é sempre um conjunto exposto acima: a) P ∪ I = c) ℤ+ ∗ ∪ {0} = b) ℕ ∪ ℤ– ∗ = d) ℤ+ ∗ ∪ ℤ– ∗ ∪ {0} = EXERCÍCIO DESAFIO MATEMÁTICO 6) Seja ℚ o conjunto dos números racionais e 𝕀 o conjunto dos números irracionais, ℚ ∪ 𝕀 forma que conjunto? Pesquise e dê a resposta mostrando em diagramas. 8. INTERSECÇÃO DE CONJUNTOS Dados os conjuntos A e B, define-se como intersecção dos conjuntos A e B ao conjunto re- presentado por A ∩ B, formado por elementos per- tencentes aos conjuntos A e B, ao mesmo tempo, isto é, elementos comuns, que se repetem em A e B. Simbolicamente, A ∩ B = {x/ x ∈ A e x ∈ B} Observação: Quando A ∩ B = , os conjuntos A e B são chamados disjuntos. Exemplo: Sejam os conjuntos A = {1, 2, 3, 4} e B = {3, 4, 5, 6}, A ∩ B = {3, 4}. Em diagramas, EXERCÍCIOS PROPOSTOS 7) Considere os conjuntos abaixo: A = {0, 1, 2, 3, 4}, B = {0, 1, 2}, C = {x/ x é par menor que 10} e D = {x/ x é ímpar compreendido entre 0 e 6}. De- termine: a) C = d) A ∩ C = b) D = e) B ∩ C = c) A ∩ B = f) C ∩ D = https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 4 Blog do Prof. Gilberto 8) Considere os diagramas: Determine: a) X ∩ Y = c) Y ∩ Z = b) X ∩ Z = d) X ∩ Y ∩ Z = 9) Considere os conjuntos abaixo: A = {x/ x é natural ímpar menor que 10}, B = {x/ x é par entre 3 e 11} e C = {x/ x é natural menor do que 5}. Determine: a) A = e) A ∪ C = b) B = f) A ∩ C = c) C = g) A ∩ B = d) A ∪ B = h) (A ∪ B) ∩ C = 10) Seja P o conjunto dos nú- meros pares, I o conjunto dos números ímpares, ℕ o conjunto dos números naturais e ℤ o con- junto dos números inteiros, con- forme abaixo: P = {0, 2, 4, 6, 8, …} I = {1, 3, 5, 7, 9, …} ℕ = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, …} ℤ = {... –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, …} ℤ+ ∗ = {1, 2, 3, …} ℤ– ∗ = {... –3, –2, –1} Determine: a) P ∩ I = c) I ∩ ℕ = b) P ∩ ℕ = d) ℕ ∩ ℤ = EXERCÍCIO DESAFIO MATEMÁTICO 11) Seja ℚ o conjunto dos números racionais e 𝕀 o conjunto dos números irracionais, ℚ ∩ 𝕀 forma que conjunto? Dê a resposta mostrando em dia- gramas. EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 12)(UEPA-2009) A Teoria dos Conjuntos nos ajuda a interpretar situações como o compartilha- mento de arquivos de música entre aparelhos móveis. Os arquivos do FolkMusic, um software de aparelhos móveis, representam conjuntos e as músicas são elementos desses conjuntos. O diagrama ao lado representa uma situação de compartilhamento de músicas entre arquivos do FolkMusic. Com base no diagrama, é correto afirmar que: (a) O arquivo A, o arquivo B e o arquivo C possu- em músicas em comum. (b) O arquivo A, o arquivo B, o arquivo C e o ar- quivo D possuem músicas em comum. (c) O arquivo B e o arquivo D possuem músicas em comum. (d) O arquivo C só possui músicas em comum com o arquivo B. (e) O arquivo C só possui músicas em comum com o arquivo A. 13)(PUC-SP) Considerando ℕ = {0, 1, 2, 3, 4, …}, A = {x ∈ ℕ∗/ 24 x = n, com n ∈ ℕ} e B = {x ∈ ℕ/ 3x + 4 < 2x + 9}, podemos afirmar que: (a) A ∪ B tem 8 elementos (c) A ∪ B = A (b) A ∩ B tem 4 elementos (d) A ∩ B = A 9. DIFERENÇA DE CONJUNTOS Dados os conjuntos A e B, define-se como diferença entre A e B (nesta ordem) ao conjunto representado por A ‒ B, formado por todos os ele- mentos pertencentes a A, mas que não pertencem a B. Ou seja, A ‒ B é um conjunto formado por elementos que pertencem somente a A. Simboli- camente, A ‒ B = {x/ x ∈ A e x ∉ B} Exemplo: Sejam os conjuntos A = {1, 2, 3, 4} e B = {3, 4, 5, 6}, A ‒ B = {1, 2}. Em diagramas, EXERCÍCIOS PROPOSTOS 14) Considere os conjuntos abaixo: A = {0, 1, 2, 3}, B = {1, 2, 3} e C = {2, 3, 4, 5}. Determine: a) A – B = d) C – B = b) A – C = e) (A – B) ∩ (A – C) = c) B – C = f) A – = 15) Considere os diagramas: Escreva os seguintes conjuntos: a) E = c) E ∪ F = e) E – F = b) F = d) E ∩ F = f) F – E = https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 5 Blog do Prof. Gilberto 16) Seja P o conjunto dos nú- meros pares, I o conjunto dos números ímpares, ℕ o conjunto dos números naturais e ℤ o con- junto dos números inteiros, con- forme abaixo: P = {0, 2, 4, 6, 8, …} I = {1, 3, 5, 7, 9, …} ℕ = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, …} ℤ = {... –3, –2, –1, 0, 1, 2, 3, …} ℤ+ ∗ = {1, 2, 3, …} ℤ– ∗ = {... –3, –2, –1} Determine: a) ℕ – P = d) ℤ – ℕ = b) ℕ – I = e) (ℤ – ℤ+ ∗ ) – ℤ– ∗ = c) ℤ – ℤ– ∗ = EXERCÍCIO DESAFIO MATEMÁTICO 17) Seja ℝ o conjunto dos números reais e 𝕀 o conjunto dos números irracionais, ℝ – 𝕀 forma que conjunto? Dê a resposta mostrando em diagra- mas. Resumo: A intersecção B Simbolicamente: A ∩ B Contexto: “A e B” Geometricamente: A união B Simbolicamente: A ∪ B Contexto: “A ou B” Geometricamente: A diferença B Simbolicamente: A ‒ B Contexto: “somente A” Geometricamente: B diferença A Simbolicamente: B ‒ A Contexto: “somente B” Geometricamente: 10. PROBLEMAS QUE ENVOLVEM CON- JUNTOS 18) Numa escola de 630 alunos, 350 deles estu- dam inglês, 210 estudam espanhol e 90 deles es- tudam as duas matérias (inglês e espanhol). Per- gunta-se: a) Quantos alunos estudam somente inglês? b) Quantos alunos estudam somente espanhol? c) Quantos alunos estudam inglês ou espanhol? d) Quantos alunos estudam inglês e espanhol? e) Quantos alunos não estudam nenhuma das duas matérias? 19) Numa pesquisa sobre preferência em relação a dois jornais, foram consultadas 470 pessoas e o resultado foi o seguinte: 250 lêem o jornal A, 180 lêem o jornal B e 60 lêem os jornais A e B. Per- gunta-se: a) Quantas pessoas lêem apenas o jornal A? b) Quantas pessoas lêem apenas o jornal B? c) Quantas pessoas lêem jornais? d) Quantas pessoas não lêem jornais? 20) Uma prova com duas questões foi dada a uma classe de 40 alunos. Dez alunos acertaram as duas questões, 25 acertaram a primeira questão e 20 acertaram a segunda questão. Quantos alunos erraram as duas questões? 21) Na porta de um ginásio esportivo foi feita uma pesquisa com 100 pessoas, sobre o gosto de dois esportes. As respostas foram: 60 pessoas gostam de vôlei, 50 pessoas gostam de basquete e 20 gostam de vôlei e basquete. Faça o que se pe- de: a) O esboço em diagramas. b) Quantas pessoas gostam somente de vôlei? c) Quantas pessoas gostam somente de basque- te? d) Quantas pessoas gostam de vôlei e basquete? e) Quantas pessoas gostam de vôlei ou basque- te? f) Quantas pessoas responderam que não gostam desses esportes?22) Um professor de Português sugeriu em uma classe a leitura dos livros Helena, de Machado de Assis, e Iracema de José de Alencar. Vinte alunos leram Helena, 15 leram só Iracema, 10 leram os dois livros e 15 não leram nenhum deles. a) Quantos alunos leram só Helena? b) Quantos alunos leram só Iracema? https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 6 Blog do Prof. Gilberto c) Quantos alunos leram Iracema? d) Qual o número de alunos dessa classe? 23) Numa pesquisa feita com 1000 famílias para se verificar a audiência dos programas de televi- são, os seguintes resultados foram encontrados: 510 famílias assistem ao programa A, 305 assis- tem ao programa B e 386 assistem ao programa C, sabe-se ainda que 180 famílias assistem aos pro- gramas A e B, 60 assistem aos programas B e C, 25 assistem a A e C, e 10 famílias assistem aos três programas. a) Quantas famílias assistem somente ao progra- ma A? b) Quantas famílias não assistem a nenhum des- ses programas? c) Quantas famílias não assistem nem ao progra- ma A nem ao programa B? 24) Em uma pesquisa realizada com 50 pessoas para saber que esporte elas apreciavam entre fu- tebol, basquete e vôlei, o resultado foi o seguinte: 23 gostam de futebol, 18 de basquete e 14 de vô- lei; 10 gostam de futebol e basquete; 9 gostam de futebol e vôlei; 8 gostam de basquete e vôlei e 5 gostam das três modalidades. a) Quantas pessoas gostam somente de futebol? b) Quantas pessoas não gostam de nenhum des- ses esportes? c) Quantas gostam só de basquete? d) Quantas gostam apenas de vôlei? e) E quantas não gostam nem de basquete nem de vôlei? f) Quantas pessoas gostam só de futebol ou só de basquete ou de ambos? EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 25)(UEPA-2011) Imagine que, após uma reunião sobre o tema “degradação do meio ambiente”, da qual participaram 20 empresários do setor supermercadista da região metropolitana de Belém, todos tenham tomado suas decisões sobre as ações que iriam adotar. Se 8 deles decidiram pelo incentivo ao uso das sacolas retornáveis, 9 decidiram pela adoção da coleta seletiva e 3 disseram que iriam aderir às duas iniciativas propostas, o número de empresários que decidiu não adotar nenhuma das iniciativas foi de: (a) 1 (b) 3 (c) 6 (d) 11 (e) 13 26)(UEPA-2007, modificada) Os carros podem ser adquiridos dentre três alternativas em termo de combustíveis. Podem ser movidos a gasolina, a álcool ou aos dois combustíveis(flex). Desta forma, foi verificado que no pátio de uma concessionária de veículos há: 120 automóveis que podem ser movidos a gasolina; 112 que podem ser movidos a álcool e 93 que podem ser movidos com os dois combustíveis(flex). O número de carros existente no pátio dessa concessionária é: (a) 325 (b) 232 (c) 213 (d) 205 (e) 139 27)(UEPA-2006) Uma pesquisa realizada com 50 famílias sobre o consumo de dois tipos de peixes, A e B, apresentou os seguintes resultados: 25 famí- lias consomem o peixe A, 15 famílias consomem o peixe B, e 5 famílias consomem os dois tipos de peixes. O número de famílias que não consomem nenhum tipo de peixe é: (a) 5 (b) 10 (c) 15 (d) 35 (e) 45 28)(UEPA-2006) A Câmara dos Deputados reu- niu-se extraordinariamente para decidir sobre a instalação de duas comissões Parlamentares de inquéritos CPI: A do FUTEBOL e a do CAIXA 2. Dos 320 Deputados presentes, 190 votaram a fa- vor da CPI do FUTEBOL; 200 pela instalação da CPI do CAIXA 2; 90 votaram a favor da CPI das duas comissões e X deputados foram contrários à instalação das CPIs. O número X de deputados que votaram contra a instalação das CPIs é: (a) 160 (b) 90 (c) 70 (d) 50 (e) 20 29)(Unifenas-MG) O tipo sanguíneo de uma pes- soa é classificado segundo a presença, no sangue, dos antígenos A e B. Podemos ter: Tipo A: pessoas que têm só o antígeno A. Tipo B: pessoas que têm só o antígeno B. Tipo AB: pessoas que têm A e B. Tipo O: pessoas que não têm A e B. Em 55 amostras do sangue, observamos que 20 apresentam o antígeno A, 12 apresentam B e 7 apresentam ambos os antígenos. O número de amostras de sangue tipo O é: (a) 51 (b) 25 (c) 30 (d) 7 30)(UEPA–2005) "Cabelo e o vestuário são itens que se destacam no rol de preocupações das ado- lescentes que costumam frequentar as baladas belenenses", é o que aponta a pesquisa realizada com 650 meninas, na faixa etária entre 15 e 19 anos. Destas 205 comparecem a esse tipo de festa se adquirem um traje inédito; 382 se fazem pre- sentes após uma boa escova no cabeleireiro; 102 aparecem nos locais onde acontecem as baladas com traje inédito e depois de uma escova no cabe- leireiro. Pergunta-se: quantas são as adolescentes consultadas que não se preocupam em ir ao cabe- leireiro fazer escova, nem em vestir uma roupa inédita? (a) 39 (b) 63 (c) 102 (d) 165 (e) 177 11. CONJUNTOS DOS NÚMEROS 11.1 Conjuntos dos números naturais (ℕ) A necessidade de contar surgiu com o início da civilização dos povos. Povos primitivos conta- vam apenas um, dois e muitos. Esses três concei- tos, sozinhos, já resolviam seus problemas. Depois outras quantidades (três, quatro, etc.) foram sen- https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 7 Blog do Prof. Gilberto do incorporadas. A ideia do zero só surgiu mais tarde. Os números utilizados para contar formam hoje o que chamamos de conjunto dos números naturais, simbolizado por ℕ e definido assim: ℕ = {0, 1, 2, 3, ..., n, ...} 11.1.1 Representação geométrica 11.1.2 Limitação desse conjunto A soma de dois números naturais quaisquer tem como resultado sempre um número natural, mas a diferença de dois números naturais quais- quer nem sempre tem como resultado um número natural. Por exemplos: ✓ 5 ∈ ℕ, 2 ∈ ℕ e (5 + 2) ∈ ℕ, ainda (2 + 5) ∈ ℕ. ❖ 5 ∈ ℕ, 2 ∈ ℕ e (5 – 2) ∈ ℕ, mas (2 – 5) ∉ ℕ. 11.2 Conjunto dos números inteiros (ℤ) (2 – 5) ∉ ℕ Subtrações como essa somente tem res- posta com a introdução dos números negativos: – 1, – 2, – 3, – 4, ... A união dos números naturais com os nú- meros negativos forma o conjunto dos números inteiros, simbolizado por ℤ e definido assim: ℤ = {..., – n, ..., – 3, – 2, – 1, 0, 1, 2, 3, ..., n, ...} Podemos separar os números inteiros em três categorias: • Os positivos: 1, 2, 3, 4, ... • O zero: 0. • Os negativos: – 1, – 2, – 3, – 4, ... Observação: Os conjuntos numéricos podem vir acompa- nhados de certos símbolos, que tem a função de excluir, deles, determinados números: • O símbolo asterisco (*) exclui o zero; • O símbolo mais (+) exclui os negativos; • O símbolo menos (–) exclui os positivos. Exemplos: • ℕ* = {1, 2, 3, 4, 5, ...} • ℤ+ = {0, 1, 2, 3, 4, 5, ...} • ℤ− = {..., – 3, – 2, – 1, 0} 11.2.1 Representação em diagramas ℕ é subconjunto de ℤ. 11.2.2 Representação geométrica 11.2.3 Números simétricos De maneira geral, se k é um número intei- ro, o número –k também é número inteiro. Dize- mos que k e –k são números simétricos ou opostos (as bibliografias de nível superior os chamam de inversos aditivos). Simetria em relação ao zero: 11.2.4 Limitação desse conjunto A soma, a subtração e multiplicação de dois números inteiros quaisquer têm como resultado sempre um número inteiro, mas a divisão de dois números inteiros quaisquer nem sempre tem como resultado um número inteiro. Por exemplo: • + 5 ∈ ℤ, – 2 ∈ ℤ e [(+ 5) + (– 2)] ∈ ℤ. • + 7 ∈ ℤ, + 3 ∈ ℤ e [(+ 7) – (+ 3)] ∈ ℤ. • + 6 ∈ ℤ, – 4 ∈ ℤ e [(+ 6)∙(– 4)] ∈ ℤ. • – 10 ∈ ℤ, + 5 ∈ ℤ e [(– 10):(+ 5)] ∈ ℤ, mas [(+ 5):(– 10)] ∉ ℤ. 11.3 Conjunto dos números racionais (ℚ) [(+5):(– 10)] ∉ ℤ Divisões como essa somente tem resposta com a criação dos números fracionários 3 5 , 8 7 , 1 10 , etc Para que também a divisão fosse sempre possível foi criado um conjunto numérico mais amplo que o conjunto dos números inteiros,o conjunto dos números racionais, simbolizado por ℚ e definido assim: ℚ = {𝐱; 𝐱 = 𝐚 𝐛 , 𝐜𝐨𝐦 𝐚, 𝐛 ∈ ℤ 𝐞 𝐛 ≠ 𝟎} Exemplos: • – 3 = – 3 1 ; – 2 = – 2 1 ; – 1 = – 1 1 ; 7 = 14 2 ; ... (núme- ros inteiros). • 3 7 ; 13 5 ; 84 56 ; … (frações). • 0,5 = 1 2 ; 2,5 = 5 2 ; 0,01 = 1 100 ; ... (nºs decimais exatos). • 0,333 ... = 1 3 ; 0,525252 ... = 52 99 ; ... (dízimas perió- dicas). https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 8 Blog do Prof. Gilberto 11.3.1 Representação em diagramas ℤ é subconjunto de ℚ 11.3.2 Representação geométrica Podemos representar os números racionais por pontos pertencentes a uma reta orientada. Veja alguns poucos exemplos de números racio- nais abaixo: Representação de todos os números racio- nais em reta: Observações: • O conjunto dos números racionais é denso na reta. • Entre dois números racionais quaisquer exis- tem infinitos números racionais. 11.3.3 Limitação desse conjunto A figura a seguir mostra um triângulo re- tângulo cujos catetos medem 1 unidade. Veja o cálculo para encontrar a sua hipotenusa, utilizando o Teorema de Pitágoras: x2 = 12 + 12 x2 = 1 + 1 x2 = 2 Que número que elevado ao quadrado dá 2? Essa foi a indagação dos pitagóricos, tam- bém! A cerca de 2.000 anos atrás. Resposta: x = 1,41421356237309 ... A resposta x = 1,41421356237309 ... é um número decimal que não pode ser escrito em for- ma de fração, portanto, é um número não- racional - os pitagóricos os chamaram de inco- mensuráveis. 11.4 Conjunto dos números irracionais (𝕀) x2 = 12 + 12 x2 = 2 x = √2 = 1,41421356 ∉ ℚ Equações como essa não tem resposta em ℚ, a resposta foi possível pela descoberta de um novo conjunto numérico, o conjunto dos núme- ros irracionais, simbolizado por 𝕀, representado por números decimais que são dízimas aperiódi- cas (casas decimais infinitas e sem período). Exemplos: • √2 = 1,41421356 ... • √3 = 1,73205080 ... • √5 = 2,23606797 ... • √6 = 2,44948974 ... • √7 = 2,64575131 ... • π = 3,141592653589 ... 11.4.1 Representação geométrica Uma mostra de um ponto na reta de um número irracional: Num quadrado de lado 1, como na figura abaixo: Pelo teorema de Pitágoras d2 = 12 + 12 ⟹ d2 = 2 ⟹ d = √2. Assim a abscissa de 𝑃 é √2 que é um número irracional. Existem mais números irracionais que nú- meros racionais. Veja uma mostra: • √0 = 0 ∈ ℚ • √1 = 1 ∈ ℚ • √2 = 1,41421356 ... ∈ 𝕀 • √3 = 1,73205080 ... ∈ 𝕀 • √5 = 2,23606797 ... ∈ 𝕀 • √6 = 2,44948974 ... ∈ 𝕀 • √7 = 2,64575131 ... ∈ 𝕀 • √9 = 3 ∈ ℚ • √10 = 3,1622776601 ... ∈ 𝕀 Então, assim como os números racionais é denso na reta, os números irracionais são densos na reta. Representação de todos os números irra- cionais em reta: https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 9 Blog do Prof. Gilberto 11.4.2 Representação em diagramas 11.5 Conjunto dos números reais (ℝ) Da união do conjunto dos números racio- nais com o conjunto dos números irracionais surge o conjunto dos números reais, simbolizado por ℝ e definido assim: ℝ = {𝐱; 𝐱 é 𝐧º 𝐫𝐚𝐜𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥 𝐨𝐮 𝐱 é 𝐧 𝐢𝐫𝐫𝐚𝐜𝐢𝐨𝐧𝐚𝐥 } 11.5.1 Representação em diagramas ℚ é subconjunto de ℝ. 𝕀 é subconjunto de ℝ. A representação acima é artística, como sabemos que existem mais números irracionais do que números reais, então uma representação por diagramas mais rigorosa seria como na figura abaixo: Os diagramas mostram que o conjunto ℕ é subconjunto de ℤ, o conjunto ℤ é subconjunto de ℚ e ℚ é subconjunto de ℝ; 𝕀 é subconjunto de ℝ. Simbolicamente, ℕ ⊂ ℤ ⊂ ℚ ⊂ ℝ e 𝕀 ⊂ ℝ 11.5.2 Representação geométrica O conjunto dos números reais é denso na reta. 11.5.3 Limitação desse conjunto A equação x2 + 1 = 0 não tem solução em ℝ, pois: x2 + 1 = 0 ⟹ x2 = – 1 ⟹ x = ±√–1 e não existe um número real x que elevado ao quadrado resulte em –1. Por isso, foi criado um conjunto numérico mais amplo que o conjunto dos números reais, o conjunto dos números complexos, simbolizado por ℂ, que será estudado em outro oportunidade! 12. INTERVALOS Os intervalos reais são subconjuntos dos números reais. Como entre dois números distintos quaisquer há infinitos números, seria impossível listar todos os elementos destes subconjuntos. Por isso, os intervalos reais são caracterizados por desigualdades, englobando assim todos os ele- mentos dentro do intervalo. 12.1 Intervalo aberto Na reta real: Notação: ]a, b[ ou {x ∈ ℝ/ a < x < b} Significado: São todos os números reais entre a e b. 12.2 Intervalo fechado Na reta real: Notação: [a, b] ou {x ∈ ℝ/ a ≤ x ≤ b} Significado: São todos os números reais entre a e b, mais o a e o b. 12.3 Intervalo aberto à esquerda Na reta real: Notação: ]a, b] ou {x ∈ ℝ/ a < x ≤ b} Significado: São todos os números reais entre a e b, mais o b. 12.4 Intervalo aberto à direita Na reta real: Notação: [a, b[ ou {x ∈ ℝ/ a ≤ x < b} Significado: São todos os números reais entre a e b, mais o a. https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 10 Blog do Prof. Gilberto 12.5 Intervalo aberto e infinito para a direita Na reta real: Notação: ]a, +∞) ou {x ∈ ℝ/ x > a} Significado: São todos os números reais maiores que a. 12.6 Intervalo fechado e infinito para a direita Na reta real: Notação: [a, +∞) ou {x ∈ ℝ/ x ≥ a} Significado: São todos os números reais maiores que a, mais o a. 12.7 Intervalo aberto e infinito para a esquerda Na reta real: Notação: (–∞, a[ ou {x ∈ ℝ/ x < a} Significado: São todos os números reais menores que a. 12.8 Intervalo fechado e infinito para a esquerda Na reta real: Notação: (–∞, a] ou {x ∈ ℝ/ x ≤ a} Significado: São todos os números reais menores que a, mais o a. Observação: Os intervalos de 11.1, 11.2, 11.3 e 11.4 são chamados de intervalos limitados, pois não são infinitos para +∞ e –∞. Exemplos: a) Representar geometricamente na reta ℝ todos os números reais maiores que 2 e menores que 3. Represente algebricamente. Resolução: ]2, 3[ ou {x ∈ ℝ/ 2 < x < 3} b) Representar geometricamente na reta ℝ todos os números reais maiores ou igual a 2 e menores que 3. Represente algebricamente. Resolução: [2, 3[ ou {x ∈ ℝ/ 2 ≤ x < 3} c) Representar geometricamente na reta ℝ todos os números reais maiores que 2 e menores ou igual a 3. Represente algebricamente. Resolução: ]2, 3] ou {x ∈ ℝ/ 2 < x ≤ 3} d) Representar geometricamente na reta ℝ o in- tervalo {x ∈ ℝ/ 2 ≤ x ≤ 3}. Resolução: e) Representar geometricamente na reta ℝ o in- tervalo {x ∈ ℝ/ x > 3}. Resolução: f) Representar geometricamente na reta ℝ o in- tervalo {x ∈ ℝ/ x ≥ 3}. Resolução: EXERCÍCIO DE PROPOSTO 31) Represente na reta numérica os seguintes intervalos: a){x ∈ ℝ/ 3 < x < 5} h)]10, +∞) b){x ∈ ℝ/ 3 ≤ x ≤ 5} i){x ∈ ℝ/ x > 2} c){x ∈ ℝ/ 3 < x ≤ 5} j){x ∈ ℝ/ x < 2} d){x ∈ ℝ/ 3 ≤ x < 5} l){x ∈ ℝ/ x > –2} e){x ∈ ℝ/ –3 < x < 5} m){x ∈ ℝ/ x < –1} f)(–∞, 10] n)[10, 15] g)[10, +∞) o)]10, 15[ 12.9 União de intervalos Símbolo: ∪ A união de intervalos inclui todos os ele- mentos de cada um dos intervalos, mesmo que o elemento apareça apenas em um deles. É a “jun- ção” de todos os elementos dos intervalos em questão. Exemplo: Sejam os intervalos A = {x ∈ ℝ/ 2 ≤ x ≤ 5} e B = {x ∈ ℝ/ 3 ≤ x ≤ 6}. Faça o que se pede: a) Represente geometricamente o intervalo A. b) Represente geometricamente o intervalo B. c) Represente geometricamente a união de A e B. d) Represente algebricamente a união de A e B.https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 11 Blog do Prof. Gilberto Resolução: A ∪ B = {x ∈ ℝ/ 2 ≤ x ≤ 6} 12.10 Intersecção de intervalos Símbolo: ∩ A intersecção de intervalos inclui apenas os elementos que constarem simultaneamente em todos os intervalos. É a análise do que há em co- mum entre todos os intervalos. Exemplo: A ∩ B = {x ∈ ℝ/ 3 ≤ x ≤ 5} 12.11 Diferença entre intervalos Símbolo: – A diferença de intervalos exclui do intervalo original os elementos que constam no intervalo que se subtrai. Retira-se do intervalo original os elementos a serem subtraídos. Exemplo: A ‒ B = {x ∈ ℝ/ 2 ≤ x < 3} EXERCÍCIOS PROPOSTOS 32) Sendo o conjunto A = {x ∈ ℝ/ –5 < x < –2} e B = {x ∈ ℝ/ –3 ≤ x < 0}. Faça o que se pede: a) Represente geometricamente o intervalo A. b) Represente geometricamente o intervalo B. c) Represente geometricamente a união de A e B. d) Represente algebricamente a união de A e B. e) Represente geometricamente a intersecção de A e B. f) Represente algebricamente a intersecção de A e B. g) Represente geometricamente a diferença de A e B. h) Represente algebricamente a diferença de A e B. 33) Dados os intervalos: A = ]5, 9], B = [7, 11], C = ]–2, +∞[ e D = ]–∞, 8], determine: a) A ∪ B c) C ∩ D b) A ∩ B d) C ∪ D EXERCÍCIOS DE VESTIBULARES 34)(UEPA-2005) Em consequência da aquisição de hábitos nada saudáveis, como sedentarismo e alimentação excessivamente calórica, Camilla, Daniela e Giselle estão engordando. Para combater o sobrepeso, resolveram seguir uma dieta e prati- car exercícios físicos. Porém, devido ao intenso ritmo dos estudos dedicados ao cumprimento das tarefas escolares, estão com dificuldades para destinar um horário em que, juntas, as três pos- sam frequentar a mesma academia. Os horários disponíveis de cada uma correspondem aos se- guintes intervalos fechados: Camilla, das 17h às 20h; Daniela, das 18h às 21h; Giselle, de 16h às 19h. Neste caso, o intervalo que corresponde ao horário disponível comum às três para a prática de exercícios físicos é: (a) [16; 17] (c) [18; 19] (e) [20; 21] (b) [17; 18] (d) [19; 20] 35)(UEPA-2001) Segundo pesquisas realizadas no Laboratório Vida, cientistas descobriram que bactérias do tipo A resistiram a temperaturas compreendidas entre os valores reais de 100 °C e 450 °C, incluindo neste intervalo os seus limites. Por sua vez, bactérias do tipo B resistiram a tem- peraturas entre os valores reis de 50 °C e 350 °C, excluindo deste intervalo os seus limites. Esses pesquisadores, desejando estudar relações entre essas bactérias, necessitam colocá-las juntas num mesmo ambiente. Qual dos intervalos abaixo rela- cionados, relativos a temperatura ambiente permi- te que esse estudo seja feito para que tais bacté- rias permaneçam vivas? (a) ]100 ; 350[ (c) [100; 350] (e) ]100 ; 350] (b) [100; 350[ (d) ]0 ; 450] 36)(Cesgranrio-RJ) Se A = {x ∈ ℝ/ x < 1}, B = {x ∈ ℝ/ –1 < x ≤ 3} e C = {x ∈ ℝ/ x ≥ 0} o intervalo que representa (A ∩ B) – C é: (a){x ∈ ℝ/ –1 < x < 0} (d){x ∈ ℝ/ x ≤ 3} (b){x ∈ ℝ/ –1 < x ≤ 0} (e){x ∈ ℝ/ x > –1} (c){x ∈ ℝ/ –1 < x < 1} 37)(PUC-MG) Se A = ]–2, 3], B = [0, 5], então os números inteiros em B – A são: (a) –1 e 0 (c) 4 e 5 (e) 0, 1, 2 e 3 (b) 1 e 0 (d) 3, 4 e 5 https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ 12 Blog do Prof. Gilberto 13. OBJETOS DIGITAIS DE APRENDIZA- GEM-ODA • Slides das aulas de conjuntos – Prof. Gilberto Santos • Apostila de Conjuntos (12 páginas, 56 ques- tões) com gabarito • Apostila de Função e Função do 1º Grau (10 páginas, 35 questões) com Habilidades da BNCC • Apostila de Função e Função do 1º Grau (25 páginas, 118 questões, com com gabarito) com Habilidades da BNCC • Apostila de Função do 2º Grau (7 páginas, 39 questões) • Apostila de Função do 2º Grau (9 páginas, 56 questões) com gabarito • Apostila de Função Exponencial (8 páginas, 38 questões) com gabarito • Apostila de Função Logarítmica (7 páginas, 43 questões) • Apostila de Função Modular (6 páginas, 32 questões) • Laboratório de Função do 1º Grau com Geoge- bra (4 páginas,10 questões) • Laboratório de Função do 2º Grau com Geoge- bra (3 páginas) • Laboratório de Funções com planilhas eletrôni- cas (7 páginas,10 questões) • Todas as apostilas de Matemática de Ensino Fundamental do Prof. Gilberto • Todas as apostilas de Matemática de Ensino Médio do Prof. Gilberto • Videoaulas de Matemática de Ensino Médio do Prof. Gilberto 14. REFERÊNCIAS DANTE, L.R. Matemática: Contexto & Aplicações. 2. Ed. São Paulo: Ática, 2000, v.1. PAIVA, M. Matemática: Paiva. 3. Ed. São Paulo: Moderna, 2015, v.1. (Ensino Médio) Atualizada em 27/2/2023 Gostou da apostila? Você encontra várias apostilas como essa no blog do Professor Gilberto Santos, no endereço https://professorgilbertosantos.blogspot.com / ou siga pelo QR code ao lado. https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2022/03/slides-das-aulas-de-conjuntos.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2022/03/slides-das-aulas-de-conjuntos.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2022/03/slides-das-aulas-de-conjuntos.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-conjuntos-gr.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-conjuntos-gr.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-conjuntos-gr.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2022/03/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau-9_13.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2022/03/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau-9_13.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2022/03/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau-9_13.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2022/03/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau-9_13.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-funcao-e-funcao-do-1-grau.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-do-2-grau-7-paginas.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-do-2-grau-7-paginas.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-do-2-grau-9-paginas.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-do-2-grau-9-paginas.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-exponencial-8.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-exponencial-8.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-funcao-logaritmica-6.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/apostila-de-funcao-logaritmica-6.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-modular-6-paginas-32.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/apostila-de-funcao-modular-6-paginas-32.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/laboratorio-de-funcao-do-1-grau-com.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/laboratorio-de-funcao-do-1-grau-com.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/laboratorio-de-funcao-do-2-grau-com-o.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2021/01/laboratorio-de-funcao-do-2-grau-com-o.htmlhttps://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/laboratorio-de-funcoes-com-planilhas.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/2020/12/laboratorio-de-funcoes-com-planilhas.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/p/apostila-de-potenciacao-e-radiciacao-7.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/p/apostila-de-potenciacao-e-radiciacao-7.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/p/blog-page.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/p/blog-page.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/p/videos-de-matematica-do-prof-gilberto.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/p/videos-de-matematica-do-prof-gilberto.html https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ https://professorgilbertosantos.blogspot.com/ https://professorgilbertosantos.blogspot.com/
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