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Questão 4 Propriedade 16. Se A ̸= ∅ ⊂ N é limitado superiormente então A possui máximo. Demonstração. Seja B = {n ∈ N | n > x, ∀x ∈ A.} , B é um conjunto não vazio de números naturais, logo pelo prinćıpio da boa ordenação B possui um elemento mı́nimo, tal elemento não pode ser o número 1 então ele é sucessor de algum número natural, que denotaremos por t + 1, logo t tem que satisfazer uma das propriedades, existe y ∈ A tal que t < y ou existe y ∈ A tal que t = y . A primeira opção não pode valer pois teŕıamos t < y < t+1 que é absurdo . Vamos mostrar que tal y realmente é o máximo do conjunto. Seja z ̸= y elemento de A, então z < y, pois se t = y < z, então t < z < t + 1 que é absurdo.

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Praticando Para o Saber

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Para a demonstração da Propriedade 16, que afirma que se A é um subconjunto não vazio dos números naturais e é limitado superiormente, então A possui máximo, podemos seguir os passos apresentados na questão. Analisando o texto fornecido, vemos que a demonstração se baseia na definição do conjunto B = {n ∈ N | n > x, ∀x ∈ A}, que é um conjunto não vazio de números naturais. Pelo princípio da boa ordenação, B possui um elemento mínimo, que é o sucessor de algum número natural, denotado por t + 1. Em seguida, é mostrado que esse elemento t + 1 não pode ser o número 1 e que ele deve satisfazer uma das propriedades: existe y ∈ A tal que t < y ou existe y ∈ A tal que t = y. A primeira opção é descartada com um argumento de absurdo. Por fim, é demonstrado que o elemento y é de fato o máximo do conjunto A, mostrando que se z ≠ y é um elemento de A, então z < y, o que conclui a demonstração de que A possui máximo. Portanto, o texto apresentado fornece a demonstração da Propriedade 16, mostrando que se A é um subconjunto não vazio dos números naturais e é limitado superiormente, então A possui máximo.

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Questão 4 Propriedade 6. Não existe x ∈ N tal que n < x < n+ 1.
Essa propriedade nos mostra que todo número natural diferente de 1 é sucessor de
algum outro número.
Demonstração. Suponha que exista x nas condições dadas, então x = n + p com p
natural, p não pode ser 1 e também não pode ser p > 1, pois de 1 < p somando n, segue
x < n+ 1 < n+ p chegaŕıamos em n+ p < n+ p que é falsa, resta então a possibilidade

Questão 1 a) Propriedade 8. Se B é finito e A ⊂ B então |A| ≤ |B|. (notação |A| é o número de elemento de A e A ( B significa que A é subconjunto próprio de B, isto é A ⊂ B e A ̸= B). Demonstração. Faremos o caso de B = In. Como A é subconjunto de um conjunto finito então ele é finito, seja então |A| = m, supondo por absurdo que m > n vale In ( Im e de A ⊂ In ( Im segue que A ( Im, isto é, A é subconjunto próprio de Im, porém como |A| = m, existe bijeção entre Im e A, absurdo! pois não pode existir bijeção entre um conjunto finito e sua parte própria.

Questão 1 c) Propriedade 10. Se A e B são conjuntos finitos não necessariamente disjuntos vale a relação |A ∪B| = |A|+ |B| − |A ∩ B|. Demonstração. Escrevemos A como a união disjunta A = (A \ B) ∪ (A ∩ B), dáı |A| − |A ∩ B| = |A \B| agora escrevemos A ∪B = (A \B) ∪ B, união disjunta logo |A ∪ B| = |A \B|+ |B| usando a primeira expressão segue que |A ∪B| = |A|+ |B| − |A ∩ B|.

Questão 2 Propriedade 12. Se A e B são finitos e disjuntos com |A| = m e |B| = n entã̃o A× B é finito com |A×B| = m.n. Demonstração. Podemos escrever A×B = n∪ k=1 Ak onde Ak = A× {Bk} com |Ak| = m, logo |A×B| = | n∪ k=1 Ak| = n∑ k=1 |Ak| = m.n.

Questão 3 Propriedade 13. Seja |A| = n então |P (A)| = 2n. Demonstração. Por indução sobre n, se n = 1, então A = {a1} possui dois subconjuntos que são ∅ e {α1}. Suponha que qualquer conjunto qualquer B com n elementos tenha |P (B)| = 2n, vamos provar que um conjunto C com n + 1 elementos implica |P (C)| = 2n+1. Tomamos um elemento a ∈ C, C \ {a} possui 2n subconjuntos (por hipótese da indução), sk de k = 1 até k = 2n, que também são subconjuntos de C, porém podemos formar mais 2n subconjuntos de C com a união do elemento {a}, logo no total temos 2n + 2n = 2n+1 subconjuntos de C e mais nenhum subconjunto, pois não temos nenhum outro elemento para unir aos subconjuntos dados.

Propriedade 32.
(bd)−1 = b−1.d−1.
Demonstração.
(bd)−1.bd = 1
b−1.d−1.b.d = 1
logo (bd)−1 = b−1.d−1. por unicidade de inverso .

Propriedade 33.
a
b
.
c
d
=
ac
bd
.
Demonstração.
a
b
.
c
d
= a.b−1.c.d−1 = ac.b−1.d−1 = ac.(bd)−1 =
ac
bd
.

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