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E.E Luís Antônio 2ª serie médio Conjuntos Na prática a notação para conjuntos é usada letras do alfabeto em maiúsculo: A, B, C, …, Z. E a representação de um conjunto pode ser feita de diversas maneiras. Vamos ver cada uma delas adiante. Exemplos: O conjunto de todos os alunos de uma sala (A); O conjunto musical (M); O conjunto dos números inteiros (Ζ); O conjunto dos números naturais (Ν). Elementos de um conjunto Elemento de um conjunto é qualquer coisa que pertença a um determinado conjunto. Além disso, os elementos devem ser listados entre um par de chaves. Quando listamos os elementos de um conjunto, devemos separá-los por vírgula ou ponto e vírgula, de acordo com a necessidade. Exemplos: 1. Considere A como o conjunto das vogais, então listamos assim: A = {a, e, i, o, u} 2. Considere B como o conjunto das cores primárias: B = {vermelho, azul e amarelo} Quando um conjunto apresenta elementos infinitos, ou seja, que não é possível contabilizar todos os elementos, usamos a reticência (…) para indicar que o conjunto é infinito. Exemplos: 1. Conjunto dos números naturais: N = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, …} 2. Conjunto do números inteiros: Z = {…, -5, - 4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, …} Principais formas de representar um conjunto As principais formas de representarmos um conjunto são: Enumerar os elementos: Exemplo: A = {a, e, i, o, u} Através de uma propriedade que se repete: Exemplo: B = {x ∈ A; x é vogal}, corresponde ao conjunto do exemplo anterior Através do Diagrama de Venn: Na matemática também admite a existência dos conjuntos vazio, sem elemento e são representados por: {} ou ∅. E do conjunto unitário, que contém apenas um elemento. Relação de pertinência Pertinência é a característica associada a um elemento ao qual faz parte de um conjunto. Quando queremos indicar que um elemento pertence a um conjunto, usamos o símbolo: ∈ (pertence). Quando queremos indicar que um elemento não pertence a um determinado conjunto, usamos o símbolo: ∉ (não pertence). Exemplos: 1 pertence ao conjunto dos números naturais (N): 1 ∈ N; João pertence ao conjunto dos alunos da sala: João ∈ A; 0,5 pertence ao conjunto dos números reais: 0,5 ∈ R; 11 pertence ao conjunto dos números primos: 11 ∈ P; b não pertence ao conjuntos das vogais A: b ∉ A. Relação de inclusão A relação de inclusão pode ser bastante confundida se o aluno não entender a simbologia: Quando falamos que o conjunto A está contido no conjunto B, então todo elemento de A pertence a B e usamos o símbolo: A ⊂ B; Quando falamos que B contém A, usamos o símbolo: B ⊃ A Quando falamos que o conjunto A não está contido em B, usamo o símbolo: A ⊄ B; Quando falamos que o conjunto B não contém A, usamos o símbolo: B ⊅ A; Quanto falamos que o conjunto A é subconjunto de B, ou seja, que todos os elementos de A também são elementos de B, usamos o símbolo: A ⊆ B; https://matematicabasica.net/numeros-naturais/ https://matematicabasica.net/numeros-inteiros/ Por fim, quando dizemos que B não é subconjunto de A, ou seja, B não está contido nem é igual a A, usamos o símbolo: B ⊈ A. Importante: a simbologia para relação de inclusão deve ser usada para relacionar conjuntos, se usar para relacionar elementos está errado. Exemplos: Forma errada: o 1 ⊂ {1, 2, 3, 4, 5}; 1 neste caso é um elemento, para ser conjunto deveria está entre chaves, o símbolo ⊂ deve ser usado para relacionar conjuntos; o {1} ∈ {1, 2, 3, 4, 5}; {1} neste caso é um conjunto, o símbolo ∈ serve para relacionar elementos; Forma correta: o {1} ⊂ {1, 2, 3, 4, 5}; o {1} ⊄ {{1}, 2, 3, 4, 5}; aqui {1} é elemento e não conjunto. Então: {1} ∈ {{1}, 2, 3, 4, 5} . Representação gráfica pelo Diagrama de Venn Subconjuntos Dado um conjunto A, dizemos que B é um subconjunto de A, se B estiver contido em A, denotado por: B ⊂ A (B está contido em A). É o mesmo que dizer que B está dentro de A, ou seja, se todos os elementos de B estão dentro de A. Exemplos: Diagrama de Venn: Perceba que o conjunto B está literalmente dentro de A, portanto é subconjunto de A. Os elementos de B também são elementos de A. C = {a, e, i, o, u} e D = {a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, w, x, y, z} O conjunto das vogais C é subconjunto do conjunto do alfabeto da língua portuguesa D. Ou seja, o conjunto das vogais está contido no conjunto do alfabeto D. Considerando que A e B são conjuntos, dizemos que A ⊂ B e B ⊂ A se, e somente se, A = B. Exemplos: Diagrama de Venn Os elementos de A são os mesmo elementos de B. A = {1, 2, 3} e B = {3, 2, 1}; a ordem dos elementos não importa, os dois conjuntos tem os mesmo elementos. Observações: Todo conjunto é subconjunto de si mesmo, pois todos os seus elementos são elementos dele mesmo; O conjunto vazio é subconjunto de qualquer conjunto. Conjunto unitário Dizemos que um conjunto é unitário quando tem somente um elemento. Exemplos: A = {a} B = {10} Conjunto universo Chamamos de conjunto universo um conjunto que contém todos os elementos dos conjuntos que estamos representando. Esse conjunto é simbolizado pela letra maiúscula U. Exemplo: O conjunto U é o conjunto universo dos conjuntos A e B. Complementar Conjunto complementar é aquele que contém todos os elementos do conjunto universo que não estão no outro conjunto. Definição do conjunto complementar Seja A um conjunto, temos que o conjunto complementar AC é definido por: AC = U – A = {x | x ∈ U e X ∉ A} Exemplo: O conjunto complementar de A são todos os elementos que estão no conjunto universo U (em vermelho, mas não estão em A). É simbolizado pela letra do conjunto que queremos encontrar o complementar com um traço em cima. Símbolos usados para conjunto complementar: Ä, AC, A’, CUA ou Conjuntos das partes Seja A um conjunto qualquer, chamamos de conjunto das partes de A todos os subconjuntos possíveis da conjunto A. É representado por P(A). Exemplos: A = {1, 2, 3} Como determinar o conjunto das partes? Para determinar o conjunto das partes para A, temos que escrever todos os subconjuntos de A. Sabemos que o conjunto vazio é subconjunto de qualquer conjunto: ∅; Devemos considerar em A os subconjuntos com um elemento: {1}, {2}, {3}; Agora subconjuntos com dois elementos: {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}; Consideremos agora o subconjunto com três elementos: {1, 2, 3}; Então, por fim, temos o conjunto das partes para A: P(A) = {∅, {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}, {1, 2, 3}}. Esse passo ajuda você, caro leitor, a entender como funciona o conjunto das partes. No entanto, um conjunto com muitos elementos pode necessitar de mais combinações de elementos. Número de elementos do conjunto das partes Para saber a quantidade de elementos do conjunto das partes e, portanto, saber a quantidade de subconjuntos de um conjunto qualquer, utilizamos a seguinte fórmula: Seja A um conjunto qualquer, então: O número de elementos do conjunto das partes de A: n[P(A)] = 2n(A), onde n(A) é a quantidade de elementos de A. Exemplo: A = {1, 2, 3}; então: n[P(A)] = 2³ = 8 Pelo exemplo anterior, percebemos que o conjunto das partes para o conjunto A tem exatamente 8 elementos. Igualdade de conjuntos Sejam os conjuntos A e B, temos que A = B se, e somente se, eles possuem os mesmos elementos. Independente da ordem como são apresentados ou da quantidade. Exemplos: A = {1, 2, 3} e B = {3, 2, 1} A = {1, 2, 3, 3, 3, 3} e B = {1, 2, 3} Temos que A = B nos dois exemplos acima. Leis de De Morgan As leis de De Morgan mostram que: 1. O complementar da união de dois conjuntos é igual a interseção dos complementares dos dois conjuntos; 2. O complementar da interseção de dois conjuntos é igual a união dos complementares dos doisconjuntos. Exemplos: Podemos verificar através do Diagrama de Venn: (A ∪ B)C = AC ∩ BC (A ∩ B)C = AC ∪ BC Operações com conjuntos União Em muitos problemas em provas de vestibulares e do ENEM é necessário saber as operações com conjuntos. São elas: União, Interseção e Diferença. A união de dois conjuntos no conjunto universo U é formada pelos elementos que pertencem a A ou B. A ∪ B (Leia-se: A união B) Definição de união Sejam A e B conjuntos, a união de A com B é dada por: A ∪ B = {x ∈ U | x ∈ A ou x ∈ B} Propriedades A ∪ B = B ∪ A B ⊂ A ⇒ A ∪ B = A A ∪ ∅ = A (A ∪ B) ∪ C = A ∪ (B ∪ C) = A ∪ B ∪ C Exemplos: {1, 2, 3} ∪ {4, 5} = {1, 2, 3, 4, 5} {a, b, c, c, c} ∪ {d} = {a, b, c, d} {1, 2} ∪ ∅ = {1, 2} Interseção A interseção de dois conjuntos no conjunto universo U é formada pelos elementos que pertencem a A e B. A ∩ B (Leia-se: A interseção B) Definição de interseção Sejam A e B conjuntos, a interseção de A com B é dada por: A ∩ B = {x ∈ U | x ∈ A e x ∈ B} Exemplos: {1, 2, 3, 4, 5} ∩ {5, 6, 7} = {5} {a, b, c} ∩ {b, c, d} = {b, c} {1, 2} ∩ ∅ = ∅ Propriedades A ∩ B = B ∩ A B ⊂ A ⇔ A ∩ B = B A ∩ ∅ = ∅ (A ∩ B) ∩ C = A ∩ (B ∩ C) = A ∩ B ∩ C (A ∩ B) ⊂ (A ∪ B) Diferença A diferença de dois conjuntos no conjunto universo U é formada pelos elementos que pertencem a A mas não pertencem a B. A – B (Leia-se: a diferença entre A e B) Definição da diferença Sejam A e B conjuntos, a diferença entre A e B é dada por: A − B = {x ∈ U | x ∈ A e x ∉ B} Exemplos: A = {1, 2, 3, 4} e B = {1, 4, 6} B – A = {6} A – B = {2, 3} Propriedades (A – B) ⊂ A A – ∅ = A ∅ – A = ∅ A – (A ∩ B) = A – B
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