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A teoria dos conjuntos é a base para toda a matemática do ensino médio. Por essa razão, torna-se imprescindível conhecer como são definidos os conjuntos e os elementos, e também quais são os principais tipos de conjuntos existentes. 1. NOÇÕES DA TEORIA DOS CONJUNTOS 1.1 Conjunto Um conjunto deve ser nomeado sempre por letras maiúsculas, sejam elas A, B, C, ou qualquer outra letra pertencente ao alfabeto. Já em relação a sua representação, existem basicamente duas formas de realizá-la, e que podem ser utilizadas de acordo com a preferência ou com a necessidade que envolve o assunto: ou o conjunto é expresso entre chaves { }, ou então em forma de diagrama. Na imagem acima, tem-se um certo conjunto A representado das duas formas que acabamos de citar, mas quando se fala em diagrama, ainda devemos ficar atentos ao seguinte detalhe: um diagrama é composto por uma linha fechada que jamais pode ser entrelaçada, ou seja, formar uma espécie de “8”. 1.2 Elemento Para entendermos quem são os elementos de um conjunto, podemos fazer uma associação com uma situação cotidiana. Digamos agora que a sua família formará um conjunto. Então você, seus pais, avós, irmãos, tios, primos, serão os elementos pertencentes a esse conjunto. Algo parecido acontece na imagem acima. Vejam que os números 1, 2, 3 e 4 são elementos pertencentes ao conjunto A. Quando um conjunto está expresso entre chaves, CONJUNTO segunda-feira, 17 de maio de 2021 17:10 Página 1 de 1° ANO - 2° BIMESTRE elementos pertencentes ao conjunto A. Quando um conjunto está expresso entre chaves, seus elementos podem ser separados por vírgula, ou por ponto e vírgula. Já quando um conjunto é expresso na forma de diagrama, então os seus elementos podem ser dispostos de forma aleatória, desde que cada um deles esteja sempre ao lado de um “pontinho”. É interessante lembrarmos aqui, que os elementos de qualquer conjunto não se restringem apenas a números ou letras, mas também podem ser outros conjuntos. No item seguinte, vamos estudar como relacionar esses diferentes elementos a um mesmo conjunto. 1.3 Pertinência entre elemento e conjunto Estudar a pertinência entre um conjunto e um elemento, significa entender se um determinado elemento pertence ou não a um determinado conjunto. Para compreendermos bem isso, podemos citar novamente o exemplo do conjunto família. Se analisarmos o elemento “pai”, veremos que ele pertence a sua família, portanto pertencerá ao conjunto. Contudo, se analisarmos o elemento “amigo”, entenderemos que ele não faz parte da família, e por isso não pertencerá ao conjunto. Para não escrevermos sempre pertence ou não pertence, temos na matemática um símbolo específico para o termo, vejam só: Assim, dado o conjunto B = {5, 6, 7, 8}, podemos dizer que o elemento 6 pertence a B, afinal, podemos observá-lo entre as chaves do conjunto. Além disso, também podemos dizer que o número 3 não pertence ao conjunto B, já que não conseguimos visualizá-lo. Em símbolos, teríamos que: Tranquilo, não é, pessoal? Mas antes de abordarmos o próximo assunto, é essencial reforçarmos um detalhe. Foi dito no item anterior que os elementos de um conjunto também podem ser outros conjuntos. Em um caso como esse, nós não diremos que um conjunto pertence ou não a outro conjunto, mas sim que um conjunto está contido ou não em outro conjunto. Matematicamente, é claro, também existe um símbolo para essa definição: Página 2 de 1° ANO - 2° BIMESTRE símbolo para essa definição: Para entendermos bem a diferença entre as duas denominações, observaremos o seguinte conjunto e faremos algumas afirmações: Vejam que o conjunto F foi representado na forma de diagrama. Além de possuir elementos “comuns”, no caso, alguns algarismos, esse conjunto também possui dois elementos que são outros conjuntos, A e B. Assim, podemos afirmar o seguinte: 2. DESCRIÇÃO DE UM CONJUNTO Existem tantos tipos de conjuntos por aí, que muitas vezes a forma de representar um deles, acaba não sendo a melhor forma de representar o outro. Por isso, nós vamos ver agora como descrever os elementos de um conjunto de diferentes formas. Acompanhem com atenção. 2.1 Descrição pela citação de elementos Citar significa mencionar, ou fazer referência a determinados termos e nomes. Assim, a ideia nesse caso é escrever mesmo cada um dos elementos do conjunto em questão, e isso pode ser feito sempre através das chaves, ou ainda na forma de diagrama. Vamos a alguns exemplos: Conjunto das vogais• Página 3 de 1° ANO - 2° BIMESTRE Conjunto dos números primos positivos• Reparem que existe uma diferença crucial entre esses dois conjuntos descritos através da citação de seus elementos. No conjunto das vogais, vejam que temos um número de elementos finito, afinal existem apenas 5 vogais no nosso alfabeto, e por isso é possível escrever todas elas dentro do conjunto. Mas no conjunto dos números primos positivos, nós não temos um número de elementos finito, porque os números primos positivos são todos os números, a partir de zero, que só são divisíveis por 1 e por eles mesmos sem deixar resto. Desta forma, esse conjunto de números inicia em 2, 3, 5, 7, 11 e segue infinitamente, nos deixando sem chance de escrever tantos números assim. É nesses casos que utilizamos as reticências (…) e com isso damos a ideia de continuidade aos conjuntos. Vale lembrar ainda, que também podemos utilizar as reticências em meio a certos elementos de um conjunto. Isso acontece quando o conjunto é finito mas possui tantos elementos, que tornam a escrita de todos inviável. Aí basta escrevermos os primeiros e os últimos termos do conjunto e pronto! 2.2 Descrição por uma propriedade Quando descrevemos os elementos de um conjunto através de uma propriedade, significa que estamos assumindo que todos os elementos deste conjunto satisfazem essa propriedade. A forma de representar isso é descrita logo abaixo: Para quem não conhece, aquela barra vertical entre as letras x significa tal que. Então, estamos afirmando aqui que o conjunto A é formado pelos elementos x tais que esses elementos x possuem uma certa propriedade P. Deem uma olhada nesse exemplo para que fique bem claro: Reparem que o que está sendo dito acima, é que o conjunto D é formado por elementos x, tais que esses elementos x são divisores inteiros de 5. Mas quais são os Página 4 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/numeros-primos-e-compostos/ http://www.professorferretto.com.br/numeros-primos-e-compostos/ elementos x, tais que esses elementos x são divisores inteiros de 5. Mas quais são os divisores inteiros do número 5? 5 é um número primo, então: Divisores positivos: 1 e 5 Divisores negativos: -1 e -5 Assim, podemos reescrever o conjunto D da seguinte maneira: Agora, antes de finalizarmos nosso texto, vamos estudar 3 conjuntos muito conhecidos e que serão muito importantes para os seus estudos. Vem comigo aqui! 3. CONJUNTO UNITÁRIO Um conjunto unitário é aquele que possui um único elemento. É importante ressaltar aqui, que quando um conjunto possui um único elemento, significa que há um único algarismo, uma única letra, um único estado, uma única fruta, enfim, que há apenas um único e solitário elemento no conjunto. Isso não quer dizer que necessariamente o elemento do conjunto deva ser o número 1, por exemplo. Observem o conjunto abaixo para que a ideia fique mais clara: Olhando rapidamente, não fica evidente que C é um conjunto unitário. Mas vejam que esse conjunto é formado por elementos que pertencem ao conjunto dos números naturais, e que ao mesmo tempo são valores entre 3 e 5. É claro que o único elemento que pode satisfazer essas duas condições é o número 4, não é? Assim poderíamos reescrever o conjunto C claramente como um conjunto unitário, olhem só! 4. CONJUNTO VAZIO Um conjunto vazio é aquele que não possui elemento algum. Existem duas formas de representar um conjunto vazio. Em uma delas, basta inserir as duas chaves normalmente,mas não colocar elemento algum entre elas. Na outra, não há necessidade de inserir as chaves, mas apenas uma bolinha cortada ao meio, como é possível ver na imagem abaixo: Pessoal, aí vai um aviso muito importante! É perigoso unir as duas representações do conjunto vazio que acabamos de aprender. Ou usamos uma, ou usamos a outra, porque se unirmos as duas, teremos na verdade a representação de um conjunto unitário! Página 5 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/numeros-naturais-e-inteiros/ unirmos as duas, teremos na verdade a representação de um conjunto unitário! Certo, já sabemos o que é um conjunto vazio, como representá-lo e como não representá- lo, mas em que situações teremos a presença de um conjunto como esse? O conjunto vazio surgirá, quando não houver elemento algum que consiga satisfazer a condição estabelecida por uma propriedade, ou pelo contexto de determinada questão, como nesse exemplo: O conjunto B deve ser formado elementos que sejam números ímpares e ao mesmo tempo divisíveis por 2. Mas gente, vocês já viram algum número ser ímpar e ao mesmo tempo ser divisível por 2? Não tem como, não é? Por isso, nesse caso, B é um conjunto vazio. 5. CONJUNTO UNIVERSO Quando desenvolvemos um assunto em matemática, admitimos a existência de um conjunto U ao qual pertencem todos os elementos utilizados nesse assunto. Esse conjunto U é chamado de conjunto universo. A utilização do conjunto universo vai depender muito de que assunto da matemática estamos tratando. Por exemplo, se nós estamos resolvendo uma equação e sabemos que o resultado dela só pode ser um número positivo, então o conjunto universo dessa solução será o conjunto dos números naturais (ℕ). Em muitas equações, são admitidas soluções dadas por números positivos e negativos, decimais finitos, ou mesmo dízimas periódicas. Nesses casos, podemos dizer que o conjunto universo das soluções dessas equações é o conjunto dos números reais (ℝ), e assim por diante! E hoje, ficamos por aqui! Espero que tudo o que foi visto nesse texto tenha contribuído para o conhecimento de vocês, e que também os ajude a resolver uma série de questões! Por favor, não deixem de ver o vídeo que estou deixando em anexo. Afinal de contas, com mais exemplos, fica ainda mais fácil de entender tudo o que foi abordado. De <https://blog.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/> Um conjunto pode ser dito subconjunto de outro, quando todos os seus elementos também fazem parte deste outro conjunto. O conjunto das partes, por sua vez, é um conjunto formado por todos os subconjuntos de um conjunto de referência. 1. SUBCONJUNTOS SUBCONJUNTOS Página 6 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/criterios-de-divisibilidade/ http://www.professorferretto.com.br/numeros-naturais-e-inteiros/ http://www.professorferretto.com.br/dizimas-periodicas/ http://www.professorferretto.com.br/dizimas-periodicas/ http://www.professorferretto.com.br/numeros-irracionais-e-reais/ https://blog.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ 1. SUBCONJUNTOS Um conjunto A é subconjunto de um conjunto B se todo elemento de A é também elemento de B. Em outras palavras, podemos dizer que um certo conjunto A é subconjunto de um conjunto B, se todos os elementos que pertencem à A, também pertencerem ao conjunto B. Vamos fazer um exemplo para entender bem essa ideia. 1.1 Exemplo resolvido Dados os conjuntos C = {8, 9, 10, 11}, D = {9, 11}, e E = {6, 9, 12}. a. D é subconjunto de C? Sim, D é um subconjunto do conjunto C! Observem que todos os elementos do conjunto D também pertencem ao conjunto C. No texto Introdução aos Conjuntos, nós aprendemos que também podemos representar os conjuntos através de diagramas. Olhem só como é realizada a representação em forma de diagrama dos conjuntos C e D: E não é que nessa representação o conjunto D fica localizado dentro do conjunto C? Pessoal, sempre que o diagrama de um conjunto puder ser representado dentro do diagrama de outro, podem ter certeza que vocês estão diante de um subconjunto! Bom, se D é subconjunto de C, também podemos dizer que D ⊂ C, ou que D está contido em C. Na Página 7 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ Bom, se D é subconjunto de C, também podemos dizer que D ⊂ C, ou que D está contido em C. Na verdade, esse símbolo matemático pode ser interpretado de 3 maneiras diferentes, como mostra a figura abaixo: 1.1.1 IMPORTANTE Pessoal, o símbolo ⊂ significa “está contido”, mas se nós o invertermos horizontalmente, teremos o símbolo ⊃, que significa “contém”. Aí a ideia é exatamente oposta. Contém, no dicionário, é dito como “objeto que em seu interior possui alguma coisa”. É interessante percebermos, no diagrama que montamos lá em cima, que C possui em seu interior o conjunto D. Por isso, o correto, nesse caso, é dizer que C contém D. Entendido? Vamos observar um contexto um pouquinho diferente na próxima questão. b. E é subconjunto de C? Neste caso, apenas um elemento do conjunto E também pertence ao conjunto C. Por isso, E não é subconjunto de C, sob hipótese alguma. Mas quando apenas alguns elementos são comuns a dois conjuntos, também é possível realizar uma representação do caso em forma de diagrama. 1.1.2 Entrelaçando os diagramas Percebam que para realizar a representação em forma de diagrama de dois conjuntos que possuem apenas alguns elementos em comum, basta entrelaçar os diagramas destes dois Página 8 de 1° ANO - 2° BIMESTRE possuem apenas alguns elementos em comum, basta entrelaçar os diagramas destes dois conjuntos. Assim, na parte central, que é comum aos dois diagramas, nós inserimos os elementos comuns a ambos os conjuntos. Vamos fazer isso para os conjuntos C e E. Já que E não é subconjunto de C e que nem mesmo C é subconjunto de E, nós utilizamos o símbolo ⊄, para relatar que um conjunto “não está contido” no outro. Bom, nós já estudamos até aqui duas situações interessantes. Na primeira delas, um conjunto é dito subconjunto de outro, enquanto que na segunda isso já não pode ser afirmado, apesar de alguns elementos ainda serem comuns entre dois conjuntos diferentes. Mas o fato é que também existem casos em que não há nenhum elemento comum entre dois conjuntos, ou ainda, onde todos os elementos de dois conjuntos diferentes são exatamente os mesmos! Abordaremos esses dois conceitos na sequência. 2. CONJUNTOS IGUAIS Vamos supor agora uma situação diferente. Dados dois conjuntos A e B, diremos que B é subconjunto de A, ou seja, todos os seus elementos também pertencem ao conjunto A. Só que ao contrário do que vimos até então, adotaremos que A não tem outros elementos além daqueles que também pertencem a B. Isso significa que A também é subconjunto de B, ou que A está contido em B, assim como B está contido em A. Tudo isso nos leva a seguinte conclusão: A e B são conjuntos iguais! Dois conjuntos são iguais quando possuem os mesmos elementos. Acompanhem os exemplos com atenção: A = {1, 2} B = {1, 2} Aqui não resta dúvida de que A e B são conjuntos iguais. Assim, sabemos que A está contido em B assim como B está contido em A. C = {a, b, c} D = {c, b, a} Observem que nesse caso, apenas a ordem dos elementos foi alterada, mas isso pouco importa. Página 9 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ Observem que nesse caso, apenas a ordem dos elementos foi alterada, mas isso pouco importa. Os conjuntos C e D possuem exatamente os mesmos elementos, a, b e c, e por isso, são conjuntos iguais. E = {1, 2} F = {1, 2, 2, 2} O conjunto F possui elementos repetidos, mas isso também não é um problema, afinal, de qualquer forma, ambos os conjuntos possuem apenas os elementos 1 e 2. Por isso, E e F são, sem sombra de dúvida, conjuntos iguais. 3. CONJUNTOS DISJUNTOS Dados dois conjuntos A e B, sabe-se que o conjunto A possui alguns elementos, assim como o conjunto B. Sóque nesse caso, nenhum elemento de A também pertence ao conjunto B, da mesma forma que nenhum elemento de B também pertence ao conjunto A. Isso significa que nem ao menos podemos entrelaçar os diagramas dos dois conjuntos, porque não há nada em comum ou igual entre eles. Quando isso acontece, os conjuntos são ditos disjuntos. Dois conjuntos são disjuntos quando não possuem elementos em comum. Dados os conjuntos G = {1, 2} e o conjunto unitário H = {3}, podemos perceber que eles não possuem elemento algum em comum. G e H são conjuntos disjuntos, e a sua representação em forma de diagrama pode ser vista na imagem abaixo. 4. CONJUNTO DAS PARTES Página 10 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ 4. CONJUNTO DAS PARTES Seja um conjunto A, o conjunto das partes de A, representado por P(A), é o conjunto formado por todos os subconjuntos de A. Vejam que o conjunto das partes é um conjunto formado pelas “partes” de um conjunto de referência. Se essa referência for um certo conjunto A, por exemplo, então, teremos o conjunto das partes de A, P(A). Mas que partes são essas? Os elementos de um conjunto das partes, são, na verdade, outros conjuntos, e mais precisamente são todos os subconjuntos que podem ser formados a partir dos elementos do conjunto de referência. Isso soa bem confuso, não é? Por isso, vamos ver através de um exemplo, como obter todos os subconjuntos que podem ser formados a partir dos elementos de um determinado conjunto referência. Vem comigo! Dado o conjunto A = {1, 2}. Aponte todos os subconjuntos que podem ser formados a partir dos elementos de A. Poderíamos apontar aqui, logo de cara, dois subconjuntos formados pelos elementos do conjunto A: os conjuntos unitários {1} e {2}. Mas será que só conseguimos montar subconjuntos a partir de combinações diferentes dos elementos de um certo conjunto? É quase isso! Existem duas propriedades que nos mostram que além dessas combinações, todo conjunto sempre tem dois subconjuntos definidos: são as propriedades da inclusão. 4.1 Propriedades da Inclusão Através das propriedades que acabamos de conhecer, podemos concluir que além dos dois subconjuntos do conjunto A que já encontramos, também são subconjuntos de A, o conjunto vazio, e o próprio conjunto A. Página 11 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ vazio, e o próprio conjunto A. Portanto, podemos representar o conjunto das partes de A da seguinte maneira: P(A) = {{1}, {2}, {1, 2}, ∅} Se um conjunto A possui n elementos, então o número de subconjuntos de A é igual 2n. Isso explica porque acabamos de encontrar 4 subconjuntos para o conjunto A, afinal 2² = 4. Vamos descobrir agora, quantos e quais são os subconjuntos do conjunto dado abaixo: B = {a, b, c} São 3 elementos. Portanto teremos 2³ subconjuntos de B, ou seja, a partir do conjunto B podem ser formados 8 subconjuntos. Nós já conhecemos, devido as propriedades da inclusão, 2 destes subconjuntos: o conjunto vazio e o próprio conjunto B. Vamos combinar os elementos a, b e c de forma a encontrar os 6 demais subconjuntos de B. A união de dois conjuntos A e B, é o conjunto formado pelos elementos que pertencem a A ou a B. Já a intersecção de A e B, pode ser dita como o conjunto formado pelos elementos que pertencem a A e a B. Isso nos mostra que as conjunções “ou” e “e” tem um papel importante nas operações com conjuntos. 1. REVISANDO A TEORIA DE CONJUNTOS Dados dois conjuntos A e B, vejam o que pode acontecer quando estes possuem, ou não, elementos em comum: Caso todos os elementos de A também pertençam ao conjunto B, fica evidente que A é subconjunto do conjunto B, ou que A está contido em B, ou ainda que A é parte de B. A representação em forma de diagrama de um caso como esse é apresentada na imagem abaixo: • Página 12 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/subconjuntos-e-conjunto-das-partes/ representação em forma de diagrama de um caso como esse é apresentada na imagem abaixo: Caso nenhum elemento de A também pertença ao conjunto B, e claro, nenhum elemento de B também pertença ao conjunto A, pode se dizer que A e B são conjuntos disjuntos. Nesse caso, o diagrama de cada um dos conjuntos é representado da seguinte forma: • E, por fim, pode ser que apenas alguns elementos do conjunto A também pertençam ao conjunto B e vice-versa. Nesse caso, é comum entrelaçar os diagramas, para que os elementos comuns a ambos os conjuntos se localizem na região comum aos dois diagramas, como mostra a imagem: • Neste momento, nós já estamos preparados para saber tudo sobre a união e a intersecção entre dois conjuntos. Então, vem comigo aqui! 2. UNIÃO Dados dois conjuntos A e B, chama-se união de A e B o conjunto formado pelos elementos que pertencem ou a A ou a B. O quadro abaixo mostra como é possível definir a união entre dois conjuntos A e B em forma de símbolos: Observem que a união entre dois conjuntos é representada pelo símbolo “∪”. Assim, podemos afirmar que a união de A e B é o conjunto formado pelos elementos x, tais que esses elementos x pertençam ou ao conjunto A ou ao conjunto B ou a ambos os conjuntos. O ou, dentro das classes gramaticais, é uma conjunção coordenativa alternativa. E uma alternativa pode ser dita como “uma de duas ou mais possibilidades pelas quais se pode optar”. Portanto, basta que um elemento pertença a um dos conjuntos citados, e ele fará parte da união entre esses dois conjuntos. Olhem só como destacamos a região que representa a união entre dois Página 13 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/subconjuntos-e-conjunto-das-partes/ http://www.professorferretto.com.br/subconjuntos-e-conjunto-das-partes/ http://www.professorferretto.com.br/subconjuntos-e-conjunto-das-partes/ entre esses dois conjuntos. Olhem só como destacamos a região que representa a união entre dois conjuntos A e B nos 3 casos que revisamos no início do texto: Vejam como a característica da união acaba por abranger todos os elementos dos conjuntos que são analisados. Isso acontece porque, para pertencer ao conjunto união, é possível, mas não é necessário, que os elementos pertençam a ambos os conjuntos, desde que pertençam a pelo menos um deles. Vocês verão agora, como a intersecção entre dois conjuntos se mostra bastante diferente do que acabamos de estudar. 3. INTERSECÇÃO Dados dois conjuntos A e B, chama-se intersecção de A e B o conjunto formado pelos elementos que pertencem a A e a B. O quadro abaixo mostra como é possível definir a intersecção entre dois conjuntos A e B em forma de símbolos: A intersecção entre dois conjuntos é representada pelo símbolo “∩”. Assim, podemos afirmar que a intersecção de A e B é o conjunto formado pelos elementos x, tais que esses elementos x pertençam tanto ao conjunto A quanto ao conjunto B, ou seja, que esses elementos pertençam a ambos os conjuntos. O e, dentro das classes gramaticais, é uma conjunção coordenativa aditiva. A palavra “aditiva” vem de adicionar, e quando realizamos uma adição, realizamos essa operação entre dois termos, ou dois valores. Essa ideia pode nos ajudar a entender a intersecção. Para que um elemento faça parte da intersecção entre dois conjuntos, não é suficiente que ele pertença somente a um dos conjuntos analisados, ele deve ser comum aos dois conjuntos. Por isso, só iremos destacar uma determinada região nos diagramas dos conjuntos A e B, se esta for comum aos dois, como mostra a imagem abaixo nos 3 casos que revisamos no início do texto: Página 14 de 1° ANO - 2° BIMESTRE Reparem que quando dois conjuntos são disjuntos,não há elementos em comum entre eles. Por esse motivo, também não há área comum entre os diagramas. Isso só pode significar que a intersecção entre dois conjuntos disjuntos é igual ao conjunto vazio. Certo, pessoal? Sendo assim, antes de partirmos para os famosos exercícios resolvidos, podemos aproveitar para dar uma olhada em algumas propriedades muito interessantes. Sigam comigo! 4. PROPRIEDADES DA UNIÃO E DA INTERSECÇÃO Agora que já conhecemos todas as propriedades da união e da intersecção, vamos conversar um pouco sobre cada uma delas. Reparem primeiramente na propriedade 1: tanto a união quanto a intersecção entre dois conjuntos A iguais, resulta, claramente, no próprio conjunto A. Já quando se fala na propriedade 2, as coisas são diferentes para união e para a intersecção. Algo que é neutro, é definido como algo imparcial, indiferente, que não se envolve ou se compromete. Para ficar ainda mais claro, podemos pensar aqui em algo que não faz diferença ou que não causa mudança. É por isso que o conjunto vazio é o elemento neutro da união e que o conjunto universo é o elemento neutro da intersecção. Quando um conjunto A, que possui uma série de elementos, une- se a um conjunto que não possui elemento algum, é obvio que prevalecerão os elementos do próprio conjunto A. Já quando há a intersecção entre um certo conjunto A, que possui determinados elementos, e um conjunto ao qual pertencem todos os números existentes, é claro que irão prevalecer os elementos comuns a ambos os conjuntos, que são os próprios elementos do conjunto A. Louco, não é? Mas não se preocupem, as propriedades 3 e 4 são um pouquinho mais simples. Comutar, significa mudar, ou realizar a troca entre algo. Por isso, a propriedade comutativa nos informa que não importa se a ordem dos conjuntos A e B for alterada na hora de realizar a união ou a intersecção dos mesmos: o resultado será o mesmo! E finalmente, resta-nos compreender que associar alguns elementos significa reuni-los ou agrupá- los. A propriedade 4, chamada de associativa, nos mostra que é possível associar de maneiras diferentes a união e a intersecção de diversos conjuntos, e o resultado será igual para todas as associações realizadas. Página 15 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ associações realizadas. 5. EXERCÍCIOS RESOLVIDOS É chegada a hora de aplicarmos tudo o que aprendemos hoje resolvendo alguns exercícios. Acompanhem comigo! Encontre o conjunto união e o conjunto intersecção de A e B, nos casos abaixo: a) A = {a, b, c} e B = {c, d} Reparem que o conjunto A é formado pelos elementos a, b, e c. Enquanto isso, o conjunto B é formado pelos elementos c e d. Para encontrar a união de A e B, basta copiarmos todos os elementos do conjunto A e todos os elementos do conjunto B. Caso houverem elementos em comum, não é necessário copiá-los duas vezes, de forma que: A ∪ B = {a, b, c, d} Para encontrar a intersecção de A e B, basta procurarmos pelos elementos em comum entre os dois conjuntos. Vejam que nesse caso, apenas o elemento c é comum a ambos os conjunto. Assim, temos que a intersecção de A e B é um conjunto unitário: A ∩ B = {c} Realizar a representação na forma de diagrama dos dois conjuntos pode ajudar, e muito, a obtermos os conjuntos união e intersecção que estamos procurando. Abaixo, segue a representação em diagrama dos conjuntos A e B. Na sequência, vocês verão as regiões destacadas que representam a união e a intersecção entre os dois conjuntos. b) A = {5, 6} e B = {8, 9} Neste caso, o conjunto A possui os elementos 5 e 6. Já o conjunto B possui os elementos 8 e 9. Assim, a união de A e B fica fácil, não é mesmo? Copiamos os elementos que pertencem ao conjunto A e também os elementos que pertencem ao conjunto B. Se houverem elementos em comum, não é necessário repeti-los. Página 16 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ comum, não é necessário repeti-los. A ∪ B = {5, 6, 8, 9} Quando A e B são disjuntos … Só que a verdade é que nessa questão não existem elementos em comum entre os conjuntos A e B. Por isso, podemos afirmar que A e B são conjuntos disjuntos e que a intersecção entre eles resulta no conjunto vazio. A ∩ B = { } É claro que não podemos deixar de representar os conjuntos deste exemplo em forma de diagrama. Por isso, deem uma olhada na imagem abaixo antes de seguir com o texto. c) A = {4, 7} e B = {4, 6, 7} Observem que os elementos do conjunto A são os números 4 e 7. Já os elementos do conjunto B são os números 4, 6 e 7. Parece que tem algo parecido aí, não é mesmo? É claro que tem: todos os elementos do conjunto A também pertencem ao conjunto B, e portanto pode-se dizer que A é subconjunto de B. Assim, é evidente que a união de A e B, e a intersecção de A e B, são os conjuntos descritos abaixo: A ∪ B = {4, 6, 7} A ∩ B = A = {4, 7} A representação em forma de diagrama dos conjuntos A e B deste caso pode ser vista na imagem abaixo. Além disso, é possível acompanhar o destaque que representa a união e a intersecção entre os dois conjuntos. As operações de união, intersecção e diferença entre os intervalos. A = {x ∈ ℝ | –1 ≤ x < 4} B = {x ∈ ℝ | x > 2} C = ] –∞, 3] Página 17 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/introducao-aos-conjuntos/ http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ http://www.professorferretto.com.br/diferenca-e-complementar/ C = ] –∞, 3] E aí, o que acharam deles? Vejam que A e B estão sendo representados na forma de conjunto, enquanto C está sendo representado na forma de intervalo em si. Observem também, que o intervalo A é fechado a esquerda e aberto a direita, enquanto os intervalos B e C são infinitos, indo em direção ao “mais infinito” e ao “menos infinito” respectivamente. Mas como foi dito logo no início do texto, é a representação geométrica que pode nos ajudar a realizar as operações entre esses intervalos. Por isso, nossa primeira tarefa de hoje será obter a representação geométrica de A, B, e C. Agora nós já estamos prontos para realizar qualquer operação entre A, B e C. E para que tudo seja feito corretamente, é importante seguir os passos listados na sequência: 1º: Posicionar a representação geométrica dos dois ou mais intervalos envolvidos uma embaixo da outra, e logo abaixo disso, traçar uma reta que representará geometricamente o resultado da operação. 2º: Traçar um pontilhado vertical na região de cada bolinha que representa os valores de referência dos intervalos. 3º: Compreender direitinho o conceito da operação que será realizada, seja ela a união, a intersecção ou mesmo a diferença entre dois ou mais intervalos, e por fim, representar o resultado. INTERVALOS REAIS Vejam que os intervalos envolvidos neste caso são o A e o B. Portanto, vamos redesenhar a representação geométrica de cada um deles, uma embaixo da outra, e logo abaixo delas colocaremos uma reta que representará o resultado da operação. Através da imagem acima, é possível perceber que os valores de referência dos intervalos envolvidos na operação são –1, 2 e 4. Vamos traçar um pontilhado vertical na região de cada bolinha que representa esses valores, pois isso facilitará a resolução da operação logo mais. Página 18 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ http://www.professorferretto.com.br/diferenca-e-complementar/ bolinha que representa esses valores, pois isso facilitará a resolução da operação logo mais. Agora, é chegada a hora em que finalmente iremos realizar a operação em si! O símbolo ⋃ representa a união, cujo conceito é o seguinte: Dados dois conjuntos A e B, chama-se união de A e B o conjunto formado pelos elementos que pertencemou a A ou a B. Segundo essa definição, qualquer valor numérico que pertença ou a A ou a B, ou aos dois intervalos, fará parte da união entre estes dois intervalos. Voltando a imagem acima, nós podemos perceber que os valores de A iniciam em –1, incluindo o próprio –1 e vão até o 4 sem incluí-lo. Por sua vez, o intervalo B inicia em 2, sem incluí-lo, e segue rumo ao mais infinito. Aí é muito importante repararmos, que apesar do 4 não fazer parte de A, ele faz parte do intervalo B, da mesma forma que embora o valor 2 não faça parte de B, ele faz parte do intervalo A. Como na operação da união, basta que o valor numérico se localize em um dos intervalos para fazer parte da solução, o conjunto A ⋃ B será formado por todos os valores reais maiores ou iguais a –1. A ⋃ B = [ –1, +∞ [ = {x ∈ ℝ | x ≥ –1} Interessante, não é mesmo? Vamos ao próximo exemplo, onde realizaremos uma nova união entre dois intervalos. Isso nos permitirá ser um pouco mais breves, acompanhem! 2. A ⋃ C Agora, os intervalos envolvidos são o A e o C. Vamos redesenhar a representação geométrica de cada um deles, a reta que representará o resultado da operação, e também os pontilhados verticais em cada um dos valores de referência de ambos os intervalos. Página 19 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ http://www.professorferretto.com.br/numeros-irracionais-e-reais/ verticais em cada um dos valores de referência de ambos os intervalos. Novamente, por estarmos tratando de uma união, sabemos que qualquer valor que pertença ao intervalo A, ao intervalo C ou a ambos os intervalos, fará parte da solução. O intervalo A inicia em –1, incluindo o próprio –1, e termina 4, sem incluí-lo. Já o intervalo C vem lá de menos infinito e termina em 3, o incluindo. Assim, é fato que todos os valores que vem de menos infinito, incluindo –1 e 3 que pertencem a ambos os intervalos, fazem parte da solução. Além disso, valores que iniciam depois de 3 e vão até 4, sem incluí-lo, também fazem parte da solução, afinal pertencem a pelo menos um dos intervalos, o A. A ⋃ C = ] –∞, 4 [ = {x ∈ ℝ | x < 4} 3. A ⋂ B Parece que mudamos de operação, não é mesmo? O símbolo ⋂, representa a intersecção, cujo conceito é o seguinte: Dados dois conjuntos A e B, chama-se intersecção de A e B o conjunto formado pelos elementos que pertencem a A e a B. Segundo essa definição, só farão parte da interseção entre os intervalos A e B, os valores que pertencerem a ambos os intervalos simultaneamente. Assim, vamos redesenhar a representação geométrica de cada um deles, a reta que representará o resultado da operação, e também os famosos pontilhados verticais de que tanto temos falado. Em seguida, poderemos fazer a análise da situação. Página 20 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ da situação. Vejam que nesse caso, os únicos valores que pertencem a ambos os intervalos simultaneamente se situam entre 2 e 4, sem incluí-los, afinal, o valor 4 pertence apenas ao intervalo B, enquanto o valor 2 pertence apenas ao intervalo A. A ⋂ B = ] 2, 4 [ = {x ∈ ℝ | 2 < x < 4} Viram como a intersecção exige um pouquinho mais de cuidado? Mas não se preocupem, vamos a mais um exemplo sobre o assunto! 4. A ⋂ C Conhecendo o conceito de intersecção e observando a imagem acima, nós podemos concluir que os únicos valores que pertencem a A e a C simultaneamente, são aqueles que começam em –1 e terminam em 3, incluindo os próprios –1 e 3, já que ambos também pertencem aos dois intervalos. Página 21 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ A ⋂ C = [ –1 , 3 ] = {x ∈ ℝ | –1 ≤ x ≤ 3} 5. A ⋂ B ⋂ C E aí, o que acharam deste novo exemplo? Apesar da operação parecer complicada, acreditem, não muda quase nada quando a comparamos com os exemplos anteriores. Vamos redesenhar a representação geométrica dos 3 conjuntos, a reta que representará o resultado da operação, e os pontilhados verticais normalmente. Em seguida, usaremos o conceito de intersecção que já conhecemos para definir o resultado. Observem que o único trecho de valores que pertence aos três conjuntos simultaneamente é aquele que inicia no valor 2, sem incluí-lo, afinal este valor não faz parte do intervalo B, e vai até o número 3, incluindo-o, já que 3 pertence aos três intervalos simultaneamente. A ⋂ B ⋂ C = ] 2 , 3 ] = {x ∈ ℝ | 2 < x ≤ 3} Tudo tranquilo, pessoal? E para quem não está conseguindo enxergar direitinho os valores que pertencem a todos os conjuntos envolvidos no meio de tantas representações, fica a aquela dica Página 22 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/uniao-e-interseccao/ pertencem a todos os conjuntos envolvidos no meio de tantas representações, fica a aquela dica ninja que não dá para perder! Se vocês focarem nos espaços entre os pontilhados verticais, fica muito mais fácil de estabelecer onde todos os intervalos estão definidos, e onde eles possuem valores simultaneamente. Beleza? Então vamos a última operação com intervalos de hoje! 6. A – B Já que já redesenhamos a representação geométrica dos intervalos A e B, a reta que representará o resultado da operação, e também os pontilhados verticais que nos ajudarão a determinar a solução do caso, vamos revisar o conceito de diferença entre dois intervalos: Dados dois conjuntos A e B, chama-se diferença entre A e B, o conjunto formado pelos elementos de A que não pertencem a B. Segundo esta definição, para obtermos a diferença entre os intervalos A e B, basta descontarmos ou removermos do intervalo A os valores que também pertencem ao intervalo B. Observando a imagem acima, nós podemos perceber que os únicos valores de A que também pertencem ao intervalo B são aqueles que se situam entre 2 e 4, sem incluí-los, afinal o 4 não pertence ao intervalo A, enquanto o 2 não pertence ao intervalo B. Por isso, vamos remover esses valores, e a região do intervalo A que restar será o resultado da operação. Página 23 de 1° ANO - 2° BIMESTRE http://www.professorferretto.com.br/diferenca-e-complementar/ A – B = [ –1 , 2 ] = {x ∈ ℝ | –1 ≤ x ≤ 2} Reparem, pessoal, que o fato do número 2 pertencer ao intervalo A mas não pertencer ao intervalo B, fez com que ele não fosse excluído da solução. Por isso, obtivemos como resultado um intervalo fechado a esquerda e a direita. Nosso último exemplo do texto abordará um contexto um pouquinho diferente, olhem só! 7. B – C Neste caso, como deveremos calcular a diferença entre os intervalos B e C, nós precisaremos descontar do intervalo B os valores que também pertencem ao intervalo C. Visto isso, podemos observar na imagem acima, que os únicos valores de B que também pertencem a C são aqueles que começam depois de 2, já que 2 não pertence a B, e vão até 3, incluindo o próprio 3, uma vez que ele pertence a ambos os intervalos. Excluindo ou removendo esses valores em comum do conjunto B, nós concluímos que pertencerão a solução todos os valores reais superiores a 3, sem incluí-lo. B – C = ] 3 , +∞ [ = {x ∈ ℝ | x > 3} Página 24 de 1° ANO - 2° BIMESTRE De <https://blog.professorferretto.com.br/operacoes-com-intervalos/> ASSISTAM AOS VÍDEOS: https://youtu.be/Wxm3ugnq9Sw Conjuntos: Introdução (Aula 1 de 4) Conjuntos: Subconjuntos e Conjunto das Partes (Aula 2 de 4) Conjuntos: União e Intersecção (Aula 3 de 4) Conjuntos: Diferença e Complementar (Aula 4 de 4) Conjuntos Numéricos: Intervalos Reais, Operações e Propriedades (Aula 4 de 4) Página 25 de 1° ANO - 2° BIMESTRE https://blog.professorferretto.com.br/operacoes-com-intervalos/ https://youtu.be/Wxm3ugnq9Sw https://youtu.be/0aUEDxYjZg8 https://youtu.be/Wxm3ugnq9Sw https://youtu.be/Wxm3ugnq9Sw https://youtu.be/c5a99sX-Sq8 https://youtu.be/c5a99sX-Sq8 https://youtu.be/eZfFpnvudR0 https://youtu.be/eZfFpnvudR0 https://youtu.be/OPACJhL_mLY https://youtu.be/OPACJhL_mLYhttps://youtu.be/OPACJhL_mLY
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