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Matemática e Estatística para computação Relações e Funções Objetivos de aprendizagem ao término desta aula, vocês serão capazes de: • entender e compreender as funções e relações e, também, saber diferenciar cada uma delas; • definir relações, identificar funções, reconhecer a notação de funções, determinar domínio, contradomínio e imagem de funções. Nesta aula, aprenderemos um pouco mais sobre Funções e Relações e vamos entender as diferenças entre elas. Bons estudos! 2º Aula 17 Seções de estudo 1 – Relações 2 – Funções 1 - Relações Relação: dados dois conjuntos a e B, dá-se o nome de relação R de a em B a qualquer subconjunto de a x B. R é a relação de A em B ↔ R ∩ a x B Par ordenado É um par de elementos (x ; y) onde a ordem é importante, de modo que o par ordenado (x ; y) é considerado diferente do par ordenado (y ; x). Plano Cartesiano Dados dois conjuntos não vazios a e B, denomina-se produto cartesiano (indica-se: a x B) de a por B o conjunto formado pelos pares ordenados nos quais o primeiro elemento pertence a a e o segundo pertence a B. a x B = {(x, y)| x a e y B} Sobre um plano, podemos adotar dois eixos perpendiculares OX e OY, de origem comum O, de modo que, a cada ponto do plano, podemos associar um par ordenado de números reais. Por exemplo, na figura abaixo, o ponto P pode ser representado pelo par ordenado (3 ; 15) onde 3 é a abscissa e 15 é a ordenada do ponto: Fonte: autoria própria. CONCEITOS DE RELAÇÃO R DE A EM B Considere os conjuntos; a = {1, 2, 5} B = {2, 4} Formemos o produto cartesiano de a por B: a x B = {(1,2), (1,4), (2,2), (2,4), (5,2), (5,4)} a sentença x é menor que y, onde x a e y B, determina um conjunto de pares ordenados: R = {(1,2), (1,4), (2,4)} temos, dessa forma, R ∩ a x B a relação R pode ser representada pelo diagrama: Fonte: autoria própria. uma relação de a em B é qualquer subconjunto de a x B. **Veja que podemos ter mais de um elemento do conjunto a se relacionando a apenas um elemento do conjunto B. Vejamos alguns exemplos: Sejam a = {1, 2, 3} e B = {5, 6}, os subconjuntos de a x B: R1 = {(1,5), (2,6), (3,6)} R2 = {(2,6), (3,5)} R3= {(1,6), (2,6), (3,5), (3,6)} Perceba que todos esses conjuntos (R1, R2 e R3) são relações de a em B, pois utilizam todos os valores de a e ligam a um valor de B. Sejam os conjuntos a = {0, 1, 2, 3}, B = {0, 2, 4, 6, 8, 10} e a relação R de a em B, tal que y = 2x, x a e y B. Escrever os elementos dessa relação: Vamos à resolução? Como x a: x = 0 → y = 2 * 0 = 0, par (0,0) x = 1 → y = 2 * 1 = 2, par (1,2) x = 2 → y = 2 * 2 = 4, par (2,4) x = 3 → y = 2 * 3 = 6, par (3,6) Então, R = {(0,0), (1,2), (2,4), (3,6)} Essa representação pode ser feita também pelo diagrama ou pelo plano cartesiano, conforme veremos a seguir. Diagrama A B R 0 • 1 • 2 • 3 • • 0 • 2 • 4 • 6 • 8 • 10 Fonte: autoria própria. 18Matemática e Estatística para computação y 6 4 2 0 1 2 3 x Fonte: autoria própria. Podemos observar que, em uma relação R de a em B, o conjunto R é formado pelos pares (x,y) em que o elemento x a é associado ao elemento y B mediante uma lei de associação, y = 2x. Ficou entendido o conceito de relação? É fácil! Basta relacionar os valores de a em B e obter os pares ordenados. Bem. agora precisamos avançar no conteúdo e ver o que a relação ajuda a entender o conteúdo de Função. Vamos lá?! 2 - Funções uma relação de a em B é determinada de função ou aplicação quando associa a todo elemento de a um único elemento em B. a função pode ser definida como um tipo especial de relação: Sejam a e B dois conjuntos não vazios e f uma relação de a e B. Essa relação f é uma função de a em B quando a cada elemento x do conjunto a está associado a um e apenas um elemento y do conjunto B. ** Perceba que em Relação podemos ter mais de um elemento do conjunto a se relacionando com apenas um elemento do conjunto B, mas em FuNÇÃO isso não pode acontecer.. isso não é função! X Y 1 2 3 a b c d e Fonte: autoria própria. X Y 1 2 3 a b c d e Fonte: autoria própria. A AB B 1 2 • 5 • 6 • 7 1 • 2 • 3 • • 6 • 8 Fonte: autoria própria. São exemplos de funções de a em B, as relações representadas nos diagramas a seguir: A AB B 1 • 2 • • 5 • 6 1 • 2 • • 5 • 6 • 7 Fonte: autoria própria. A AB B 1 • 2 • 3 • • 5 • 6 • 7 • 5 • 6 • 7 1 • 2 • 3 • Fonte: autoria própria. Observe: Para ser função é necessário seguir os itens abaixo: - Em a, não sobra elementos, em B pode sobrar; - Em A, de cada elemento “parte” uma única flecha; - Em B, um elemento pode receber mais de uma flecha. 19 BONEttO, g. a. Fundamentos de matemática para engenharias e tecnologias. São Paulo: Cengage Learning, 2016. gENtiL, N.; SaNtOS, C. a. M. dos; gRECO, S. E. Matemática. Volume único. Série Novo Ensino Médio. Ed. Reformulada. São Paulo: Ática, 2003. Vale a pena Vale a pena ler DOMÍNIO CONTRADOMÍNIO E CONJUNTO IMAGEM DE UMA FUNÇÃO Você já viu que numa função o domínio é constituído por todos os valores que podem ser atribuídos à variável independentemente. Já a imagem da função é formada por todos os valores correspondentes da variável dependente. Não entendeu?! Então vamos verificar o exemplo a seguir. Seja f uma função de a em B. A B 1 • 2 • 3 • •2 •4 •6 •3 •5 •7 Fonte: autoria própria. f = {(1,2), (2,4), (3,6)} O conjunto a é o domínio da função, ou seja, o conjunto de onde as flechas saem. No exemplo temos: Domínio = {1, 2, 3} Já o conjunto B é o contradomínio da função, ou seja, onde as flechas podem chegar. No exemplo, temos: contradomínio = {2, 3, 4, 5, 6, 7} a imagem da função é formada por todos os elementos de B que ficam associados a elementos de a (elementos de B que recebem flechas), ou seja, a imagem são somente os valores do conjunto B que recebem as flechas. No exemplo temos: imagem = {2, 4, 6} Portanto, podemos concluir que: O conjunto imagem é um subconjunto do contradomínio. Entenderam? Para fixar melhor o conteúdo, vamos verificar mais um exemplo: Dados os conjuntos a = {-3, -1, 0, 2} e B = {-1, 0, 1, 2, 3, 4}, determine o conjunto imagem da função f: A→B definida por f(x) = x + 2. Primeiramente devemos substituir os valores do conjunto a na função para resultarmos em quais valores as flechas chegarão em B. Dessa forma temos: f(-3) = (-3) + 2 = -1 f(-1) = (-1) + 2 = 1 f(0) = (0) + 2 = 2 f(2) = (2) + 2 = 4 A B -3• -1• 0 • 2 • • -1 • 0 • 1 • 2 • 3 • 4 Fonte: autoria própria. Observando o diagrama, podemos verificar que o conjunto imagem é: im = {-1, 1, 2, 4} acredito que tenham entendido o conteúdo. agora resta praticar nas atividades disponibilizadas na plataforma. Vamos lá? Retomando a aula antes de encerrar a aula 03, é importante que retomemos os conteúdos estudados: 1 – Relações Nesta seção, aprendemos as características das relações. Foi apresentado o plano cartesiano com seus respectivos eixos. Em seguida, foram introduzidos conceitos e construções de pares ordenados e relações existentes entre eles. 2 – Funções aprendemos a identificar e reconhecer a notação de uma função. Descrever a lei de formação de funções reais e, também, determinar seu Domínio, Contradomínio e imagem. 20Matemática e Estatística para computação Só matemática. Disponível em: <www.somatematica. com.br>. acesso em: 10 jul. 2017. Funções e Relações. Disponível em: <http://www. matematica.pucminas.br/profs/web_walter/oficinas/ Oficina022005.pdf>. acesso em: 10/07/2017. Vale a pena acessar Minhas anotações