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Conjuntos Denise Knorst da Silva UFFS – Campus Erechim denise.silva@uffs.edu.br Situação problema Sejam os nomes: Janeiro, Fevereiro, Março, Abril, Janeiro, Fevereiro, Março, Abril, Janeiro, Fevereiro, Março, Abril, Janeiro, Fevereiro, Março, Abril, Maio, Junho, Julho, Agosto, Setembro, Outubro, Maio, Junho, Julho, Agosto, Setembro, Outubro, Maio, Junho, Julho, Agosto, Setembro, Outubro, Maio, Junho, Julho, Agosto, Setembro, Outubro, Novembro e Dezembro. Novembro e Dezembro. Novembro e Dezembro. Novembro e Dezembro. i)Há uma a propriedade comum a eles? ii)Se sim, qual? iii)Eles constituem um conjunto? Qual? iv)Quais são as outras formas de reagrupá-los? v)Como podemos representar matematicamente os diferentes agrupamentos formados a partir dos meses dados? O exemplo supracitado anuncia o estudo de ...... Noção de conjuntos A noção de conjunto é a mais simples e fundamental da matemática, pois a partir dela pode-se expressar todos os conceitos matemáticos. De maneira primitiva um conjunto é uma coleção de objetos. � Conjunto das universidades federais do RS: UFFS, FURG1, UFPel, UFRGS, UFSM, UNIPAMPA2 1Fundação Universidade Federal de Rio Grande 2Universidade Federal do Pampa (Jaguarão, Bagé, Dom Pedrito, São Gabriel, Itaqui, Caçapava do Sul, Santana do Livramento, Alegrete, Uruguaiana e São Borja) Representação matemática para os exemplo: i)i)i)i)Conjunto das Universidades Federais Conjunto das Universidades Federais Conjunto das Universidades Federais Conjunto das Universidades Federais GaúchasGaúchasGaúchasGaúchas U={U={U={U={UFFS, FURG, UFPel, UFRGS, UFSM, UNIPAMPA}}}} Introdução à noção de conjuntos � Conjunto – Elemento - Pertinência Na teoria dos conjuntos três noções são aceitas sem definição, isto é, são consideradas noções primitivas: i)Conjunto ii)Elemento iii)Pertinência entre elemento e conjunto. A noção matemática de conjunto é praticamente a mesma que se usa na linguagem comum: agrupamento, classe, coleção, sistema. Conjunto � coleção qualquer de objetos, itens ou grupos de pessoas, sem repetição e não ordenada. � é formado por elementos e pode ser representado de diversas maneiras: Diagrama Nomeando elementos C = {2,3,4,5} Propriedades características C = {x/x é inteiro maior ou igual a 2 e menor ou igual a 5} ou C= {x∈N/2 ≤ x ≤ 5} 2 3 4 5 Pertinência � Uma pergunta que sempre podemos fazer, dado um conjunto A e um objeto a, é, o objeto pertence ao conjunto? � Se sim, dizemos que o objeto a pertence ao conjunto A ou a∈∈∈∈AAAA . � Se não, dizemos que o objeto a NÃO pertence ao conjunto A ou a∉∉∉∉AAAA Em relação ao conjunto U={U={U={U={UFFS, FURG, UFPel, UFRGS, UFSM, UNIPAMPA}}}} UFPel ∈∈∈∈ U eeee UFSC ∉ U Descrição por propriedade Quando queremos descrever um conjunto A por meio de uma propriedade P, característica de seus elementos x, escrevemos: A={x|x tem a propriedade P} Lê-se: A é o conjunto dos elementos x tal que x tem a propriedade P. i){x|x é Estado do Sul do Brasil} é uma maneira de representar o conjunto {RS, SC, PR} ii){x|x é divisor inteiro de 3} é uma maneira de representar o conjunto {-3, -1, 1, 3} iii){x|x é inteiro e 0 ≤ x ≤ 500} é uma maneira de representar o conjunto {0, 1, 2, 3, ...499, 500} � Conjunto de números que satisfazem uma dada condição. Exemplos: i) Conjunto dos números primos positivos: 2, 3, 5, 7. A={2,3,5,7,11,13,...} ii)Conjuntos dos números quadrados inteiros: 0,1,4.. B={0,1,4,9,16,25, 36...} iii)Conjunto dos cinco menores números positivos, não nulos, que são divisíveis por 3: 3, 6, 9, 12, 15 C={3,6,9,12,15} iv)Conjuntos dos números inteiros maiores ou iguais a -2: -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5,... D={-2,-1,0 , 1, 2, 3, 4, 5, 6...} �Algebricamente podemos representar os conjuntos dados nos exemplos da seguinte forma: i) Conjunto dos números primos: 2, 3, 5, 7, 11... A={x|x é número primo positivo} ii)Conjuntos dos números quadrados inteiros: 0, 1, 4.. B={x|x = n2, ∀ n ∈ Z} iii)Conjunto dos cinco menores números positivos, não nulos, que são divisíveis por 3: 3, 6, 9, 12, 15 C={x|x = n/3, ∀ 3 ≤ n ≤ 15} iv)Conjuntos dos números inteiros maiores ou iguais a - 2: -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5,... D={x|x ≥ – 2} Conjunto Vazio Definição. Chama-se conjunto vazio aquele que não possui elemento algum. O símbolo usual para conjunto vazio é ∅∅∅∅ ou { }. Obtemos um conjunto vazio quanto o descrevemos por meio de uma propriedade P logicamente falsa. Exemplos: i){x|x é positivo menor que -2}= ∅ ii){x|x é impar e múltiplo de 2}= ∅ iii){x|x > 0 e x < 0}= ∅ Cuidado }{∅≠∅ Chama-se conjunto unitário aquele que possui um único elemento Conjunto Unitário Exemplos: i) Conjunto dos divisores de 1, inteiros e positivos: D={1} ii) Conjunto das soluções da equação 3x + 1 = 10: S = {3} iii) Conjunto das figuras geométricas planas que tem 3 lados e três ângulos internos de mesma medida: C= {triângulo} Conjunto Universo (U) Definição. Chama-se conjunto universo, cuja notação é U, o conjunto formado por todos os elementos com os quais estamos trabalhando num determinado assunto. Exemplos: i)Se resolvermos um problema envolvendo os meses do ano, o conjunto U é composto pelos elementos U = {J, F, M, A, M, J, J, A, A, O, N, D} ii)Se estamos resolvendo a equação 2x +3 = 7, nosso conjunto U é o conjunto dos números naturais. Sempre que descrevemos um conjunto através de uma propriedade é essencial fixarmos o conjunto universo U em que estamos trabalhando. Conjuntos iguais Definição. Dois conjuntos A e B são ditos iguais quando todo o elemento de A pertence a B e, reciprocamente, todo elemento de B pertence a A. Em notação simbólica diz-se: A = B ⇔ (∀ x)(x ∈ A ⇔ x ∈ B) Exemplos: i){a, e, i, o, u} = {u, o, i, e, a} ii){1, 3, 5, 7, ...} = { x|x é inteiro, positivo e ímpar} iii){x|2x + 1 = 5} = {2} iv){2, 3} = {x2 – 5x + 6=0} Inclusão Seja M o conjunto formado pelos meses do ano: M = {Jan, Fev, Mar, Abr, Maio, Jun, Jul, Ago, Set, Out, Nov, Dez}. Seja J o conjunto formado pelos meses do ano que iniciam com a letra J: J = {Jan, Jun, Jul}. Observando os dois conjuntos temos: � J está contido em M ou J ⊂⊂⊂⊂ M � M contém J ou M ⊃⊃⊃⊃ J Subconjuntos � Como todos os elementos de J são também elementos de M, dizemos que J é um subconjunto de M. Exemplos: i) {a, b} ⊂⊂⊂⊂ {a, b, c, d} ii) {0, 1, 4, 9...} = { x | x é inteiro, positivo e quadrado} iii) {x | x é inteiro e par} ⊂⊂⊂⊂ {x | x é inteiro} Podemos escrever J ⊂⊂⊂⊂ M ou M ⊃⊃⊃⊃ J. Se J não for subconjunto de M então escrevemos J ⊄⊄⊄⊄ M. M J Conjunto das partes Dado um conjunto A, chama-se conjuntos das partes. Notação P (A) = {X | X ⊂⊂⊂⊂A} Exemplos: i)Se A = {a,b}, os elementos de P (A) são ∅,{a}, {b} e {a,b} isto é: P (A) = {∅, {a},{b},{a,b}}. i)Se A = {a, b, c}, os elementos de P (A) são ∅, {a}, {b}, {c}, {a, b}, {a, c}, {b, c} e {a, b, c}. Isto é P (A) = {∅, {a}, {b}, {c}, {a, b}, {a, c}, {b, c}, {a, b, c}}. Exemplo Assim, sendo A={1,2} e P(A)={{1},{2},{1,2},∅∅∅∅} tem-se: • {1} ⊂ A • {1} ∈ P(A) • ∅ ⊂ A • ∅ ∈ P(A) • {1,2} ⊂ A • {1,2} ∈ P(A) Propriedades da inclusão Sendo A, B e C três conjuntos arbitrários, valem as seguintes propriedades: ι)∅ ⊂⊂⊂⊂ A ii)A ⊂⊂⊂⊂ A (reflexiva) iii)(A ⊂ B e B ⊂A) ⇒A = B (antisimétrica) iv)(A ⊂ B e B ⊂ C) ⇒ C (transitiva) Simbologia básica... Símbolo Denominação ∈∈∈∈ Pertence ∉∉∉∉ Não pertence ⊄⊄⊄⊄ Não está contido ⊂⊂⊂⊂ Está contido ⊃⊃⊃⊃ Contém ∀∀∀∀ Para todo ∃ Existe ≥ Maior ou igual ≤ Menor ou igual ∅ Ou { } Conjunto vazio Operações com conjuntos�União de Conjuntos Dados dois conjuntos A e B, chama-se reunião de A e B o conjunto formado pelos elementos que pertencem a A ou a B. A ∪∪∪∪ B ={ x | x ∈∈∈∈A ou x∈∈∈∈ B) O conjunto formado A ∪∪∪∪ B é formado pelos elementos que pertencem a pelo menos um dos conjuntos A e B. Notemos que x é um elementos de A ∪∪∪∪ B se ocorrer ao menos uma das condições seguintes: x ∈A ou x∈ B Exemplos: i){a, b} ∪∪∪∪ {c, d} ={a, b, c, d} ιι)∅∪∪∪∪∅ = ∅ � Interseção de Conjuntos Dados dois conjuntos A e B, intersecção de A e B é o conjunto formado pelos elementos que pertencem a A e a B. A ∩∩∩∩ B ={ x | x ∈∈∈∈A e x ∈∈∈∈ B) O conjunto formado A ∩∩∩∩ B é formado pelos elementos que pertencem aos dois conjuntos (A e B) simultaneamente. Se x ∈ A ∩∩∩∩ B, isso significa que x pertence a A e também pertence a B. Exemplos: i) {a, b, c, d} ∩∩∩∩ {b, c, d, e} ={b,c,d} ii){a, b} ∩∩∩∩∅ = ∅ �Diferença de Conjuntos Dados dois conjuntos A e B, diferença entre A e B é o conjunto formado pelos elementos de A que não pertencem a B. A - B ={ x | x ∈∈∈∈A e x∉∉∉∉ B) Ou a diferença entre B e A, B - A ={ x | x ∉∉∉∉A e x ∈∈∈∈ B) Exemplos: Seja A={1,2,3} e B={2,3,5,8} i) A – B = {1} ii)B –A = {5,8} Observações: � A – ∅ = A � A – A = ∅ � ∅ - A = ∅ � A ∩ A = A � A ∩ ∅ = ∅ � A ∪ A = A � A ∪ ∅ = A Complementar Se A está contido em B, os elementos de B que não pertencem a A, formam o conjunto complementar de A em relação a B. Ou seja, o complementar de A em relação a B representa- se por , é o conjunto B-A. A⊂⊂⊂⊂ B ⇒⇒⇒⇒ = B – A Exemplo: Sendo A = {2,4,7} e B = {2,3,4,5,6,7}, obtenha B A EXERCÍCIO 1 Numa pesquisa realizada com 200 pessoas, 80 informaram que gostam de música sertaneja, 90 música romântica, 55 de música clássica, 32 de músicas sertaneja e romântica, 23 de músicas sertaneja e clássica, 16 de músicas romântica e clássica, 8 gostam dos três tipos de música e os demais de nenhuma das três. Obter o número de pessoas que não gostam de nenhuma das três. EXERCÍCIOS EXERCÍCIO 2 Numa Universidade são lidos apenas dois jornais X e Y, 80% dos alunos lêem o jornal X e 60% o jornal Y. Sabendo-se que todo aluno é leitor de pelo menos um dos dois jornais, calcule o valor que corresponde ao percentual de alunos que lêem ambos. EXERCÍCIO 3 EXERCÍCIO 4 EXERCÍCIO 5 EXERCÍCIO 6 EXERCÍCIO 7
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