| | | |

Pré-Cálculo

Ajude a manter o site livre, gratuito e sem propagandas. Colabore!

1.1 Conjuntos numéricos

1.1.1 Definição de conjunto

Um conjunto A é uma coleção de elementos ou objetos. Quando x é um elemento do conjunto A, denotamos

xA, (1.1)

lê-se x pertence ao conjunto A. Já, a notação

xA (1.2)

é usada para denotar que x não pertence ao A. A Figura 1.1 é uma representação gráfica (um diagrama de Venn11endnote: 1John Venn, 1834 - 1923, matemático inglês. Fonte: Wikipédia: John Venn.) de um conjunto A com um elemento xA.

Refer to caption
Figura 1.1: Diagrama de Venn de um conjunto A com elemento xA.

Usualmente, um conjunto é descrito usando a notação

A={x:condição para x}, (1.3)

lê-se A é o conjunto dos elementos x tais que x satisfaz a condição.

Exemplo 1.1.1.

O conjunto A formado por números positivos pode ser denotado por

A={x:x>0}. (1.4)

Ainda, observamos que 2A, 2A, mas 1A. Você saberia escolher mais elementos que pertencem ou que não pertencem a A?

Código 1: Python
1from sympy import Symbol, ConditionSet, sqrt
2x = Symbol('x')
3A = ConditionSet(x, x > 0)
4print('2 in A?', 2 in A)
5print('sqrt(2) in A?', sqrt(2) in A)
6print('-1 in A?', -1 in A)
2 in A? True
sqrt(2) in A? True
-1 in A? False

Conjunto finito

Conjunto finito é todo aquele que contém um número finito de elementos. Tais conjuntos podem ser descritos de forma simplificada como segue

A={a1,a2,,an}, (1.5)

neste caso, temos um conjunto com n elementos. Analogamente, um conjunto que contenha infinitos elementos é chamado de conjunto infinito.

Observação 1.1.1.
B={1,3,2} (1.6)

é o conjunto que contém apenas os números 1, 3 e 2. Consultemos a representação geométrica de B na Figura 1.2.

Refer to caption
Figura 1.2: Representação geométrica do conjunto finito B={1,3,2}.
Código 2: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(2, -1, 3)
3print('-1 in A?', -1 in A)
4print('sqrt(2) in A?', sqrt(2) in A)
-1 in A? True
sqrt(2) in A? False

Conjunto vazio

O conjunto que não contém elemento algum é chamado de conjunto vazio e é denotado por ou por {}.

Código 3: Python
1from sympy import EmptySet
2print('-1 in {}?', -1 in EmptySet)
3print('0 in {}?', 0 in EmptySet)
4print('1 in {}?', 1 in EmptySet)
-1 in {}? False
0 in {}? False
1 in {}? False
Exemplo 1.1.2.

O conjunto A de todos os números negativos e positivos é vazio, i.e.

A={x:x>0 e x<0}= (1.7)

Igualdade de conjuntos

Dois conjuntos A e B são iguais, quando todos os elementos de A pertencem a B e vice-versa. Em notação matemática, escrevemos A=B quando

xAxB, (1.8)

lê-se xA se, e somente se, xB.

Exemplo 1.1.3.

Estudemos os seguintes casos:

  1. a)

    São iguais os conjuntos

    A={1,3,2} (1.9)
    B={3,2,1}, (1.10)

    i.e. A=B.

    Código 4: Python
    1from sympy import FiniteSet
    2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
    3B = FiniteSet(3, 2, -1)
    4A == B
    True
  2. b)

    São diferentes os conjuntos

    C={3,2,1,0} (1.11)
    D={3,1,0,2}, (1.12)

    i.e. CD.

    Código 5: Python
    1from sympy import FiniteSet
    2C = FiniteSet(-3, -2, -1, 0)
    3D = FiniteSet(-3, -1, 0, 2)
    4C != D
    True

Subconjuntos

Dizemos que A é subconjunto de B, quando todos os elementos de A pertencem a B. Neste caso, denotamos

AB (1.13)

e lemos “A está contido em B”. Mais precisamente, AB quando

xAxB, (1.14)

lemos xA implica xB (consultemos a Figura 1.3). O mesmo pode ser denotado por BA, i.e. B contém A.

Refer to caption
Figura 1.3: A subconjunto de B.
Exemplo 1.1.4.

Sejam os seguintes conjuntos

A={1,3,2} (1.15)
B={2,3}. (1.16)

Temos que B é subconjunto de A, i.e. BA (B está contido em A).

Código 6: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
3B = FiniteSet(2, 3)
4print('B <= A?', B.is_subset(A))
B <= A? True

1.1.2 Operações entre conjuntos

União de conjuntos

Sejam A e B dois conjuntos dados. A união do conjunto A com o conjunto B é o conjunto AB que contém todos os elementos que pertencem a A ou a B. Mais precisamente, temos

AB={x:xA ou xB}, (1.17)

lê-se o conjunto dos elementos x tais que xA ou xB. Consultemos Figura 1.4.

Refer to caption
Figura 1.4: União de conjuntos A e B.
Exemplo 1.1.5.

Se

A={1,3,2} (1.18)
B={2,0}, (1.19)

então

AB={2,1,0,2,3}. (1.20)
Código 7: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
3B = FiniteSet(-2, 0)
4print('A | B =', A.union(B))
A | B = {-2, -1, 0, 2, 3}

Interseção de conjuntos

Sejam A e B dois conjuntos dados. A interseção do conjunto A com o conjunto B é o conjunto AB que contém os elementos que pertencem simultaneamente a ambos os conjuntos A e B. Mais precisamente, temos

AB={x:xA e xB}, (1.21)

lê-se o conjunto dos elementos x tais que xA e xB. Consultemos a Figura 1.5.

Refer to caption
Figura 1.5: Interseção de conjuntos A e B.
Exemplo 1.1.6.

Se

A={1,3,2}B={3,0}, (1.22)

então

AB={3}. (1.23)
Código 8: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
3B = FiniteSet(3, 0)
4print('A & B =', A.intersection(B))
A & B = {3}

Diferença entre conjuntos

Sejam A e B dois conjuntos dados. A diferença (ou complemento relativo) do conjunto A com o conjunto B é o conjunto AB que contém os elementos que pertencem ao A e não pertencem ao conjunto B. Mais precisamente, temos

AB={x:xA e xB}, (1.24)

lê-se o conjunto dos elementos x tais que xA e xB. Consultemos a Figura 1.6.

Refer to caption
Figura 1.6: Diferença entre conjuntos A e B.
Exemplo 1.1.7.

Se

C={3,2,1,0} (1.25)
D={3,1,0,2,4}, (1.26)

então

CD={2}. (1.27)
Código 9: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-3, -2, -1, 0)
3B = FiniteSet(-3, -1, 0, 2, 4)
4print('A - B =', A - B)
A - B = {-2}

Produto cartesiano

Sejam A e B dois conjuntos. O produto cartesiano de A com B é o conjunto A×B, cujos elementos são os pares ordenados (x,y) com xA e yB. Mais precisamente, temos

A×B={(x,y):xA e yB}, (1.28)

lê-se o conjunto dos pares ordenados (x,y) tais que xA e xB.

Observação 1.1.2.

Um par ordenado (x,y) é um conjunto formado por x e y, no qual a posição dos elementos importa. Por exemplo, temos

(3,1)(1,3), (1.29)

enquanto que

{3,1}={1,3}. (1.30)
Código 10: Python
1A = (3, -1)
2B = (-1, 3)
3A == B
False
Exemplo 1.1.8.

Se

A={3,2,1} (1.31)
B={0,1}, (1.32)

então

A×B={(3,0),(2,0),(1,0),
(3,1),(2,1),(1,1)}. (1.33)
Código 11: Python
1from sympy import FiniteSet, ProductSet
2A = FiniteSet(-3, -2, 1)
3B = FiniteSet(0, 1)
4C = ProductSet(A, B)
5print('C = ', set(C))
C = {(-3, 1), (-2, 1), (1, 1), (-3, 0), (-2, 0), (1, 0)}

1.1.3 Exercícios

E. 1.1.1.

Considere o seguinte conjunto

D={,3,2,1,0,1,2,3,}. (1.34)

Em cada item, diga se é verdadeira ou falsa a afirmação. Justifique cada resposta.

  1. a)

    1D

  2. b)

    1D

  3. c)

    5D

  4. d)

    100D

  5. e)

    D é um conjunto finito

a) V; b) F; c) F; d) F; e) F

E. 1.1.2.

Dado A={1,2,{3,4},5}, determine se as seguintes afirmações são verdadeiras ou falsas. Justifique sua resposta.

  1. a)

    {2,5}A

  2. b)

    {2,3}A

  3. c)

    {3,4}A

  4. d)

    {3,4}A

  5. e)

    {2,{3,4}}A

a) V; b) V; c) F; d) V; e) V

E. 1.1.3.

Determine todos os subconjuntos de

{1,1,2,3} (1.35)

, {1}, {1}, {2}, {3}, {1,1}, {1,2}, {1,3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,1,2}, {1,1,3}, {1,2,3}, {1, 2, 3}, {1, 1, 2, 3}

E. 1.1.4.

Responda cada um dos seguintes itens:

  1. a)

    Quantos subconjuntos tem um conjunto de 5 elementos.

  2. b)

    Quantos elementos tem um conjunto que contém exatamente 16 subconjuntos.

a) 25=32; b) 4

E. 1.1.5.

Sejam os seguintes conjuntos

C={4,2,1,0,3} (1.36)
D={5,3,2,4} (1.37)

Determine os seguintes conjuntos:

  1. a)

    CD

  2. b)

    CD

  3. c)

    CD

  4. d)

    DC

  5. e)

    C

  6. f)

    D

a) {4,3,1,0,2,3,5}; b) {4,2}; c) {1,0,3}, d) {3,5}; e) C; f)

E. 1.1.6.

Seja A um conjunto com 10 elementos e B outro com 25. Sabendo que AB tem 5 elementos, determine o número de elementos do conjunto AB.

30

E. 1.1.7.

Sejam A e B conjuntos quaisquer. Diga se é verdadeira ou falsa cada uma das seguintes afirmações. Justifique sua resposta.

  1. a)

    AAB

  2. b)

    ABA

  3. c)

    ABB

  4. d)

    ABA

  5. e)

    ABB

  6. f)

    (AB)A=

a) V; b) F; c) V; d) V; e) F; f) F

E. 1.1.8.

Sejam os seguintes conjuntos

C={4,2} (1.38)
D={5,3,2,4}. (1.39)

Determine o conjunto C×D.

C×D={(4,5),(4,3),(4,2),(4,4),
(2,5),(2,3),(2,2),(2,4)}
E. 1.1.9.

Justificando sua resposta, diga se é verdadeira a seguinte afirmação. Se xA e yB, então (y,x)A×B.

F


Envie seu comentário

Aproveito para agradecer a todas/os que de forma assídua ou esporádica contribuem enviando correções, sugestões e críticas!

Opcional. Preencha seu nome para que eu possa lhe contatar.
Opcional. Preencha seu e-mail para que eu possa lhe contatar.
As informações preenchidas são enviadas por e-mail para o desenvolvedor do site e tratadas de forma privada. Consulte a política de uso de dados para mais informações.

Licença Creative Commons
Este texto é disponibilizado nos termos da Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional. Ícones e elementos gráficos podem estar sujeitos a condições adicionais.

Pré-Cálculo

Ajude a manter o site livre, gratuito e sem propagandas. Colabore!

1.1 Conjuntos numéricos

1.1.1 Definição de conjunto

Um conjunto A é uma coleção de elementos ou objetos. Quando x é um elemento do conjunto A, denotamos

xA, (1.1)

lê-se x pertence ao conjunto A. Já, a notação

xA (1.2)

é usada para denotar que x não pertence ao A. A Figura 1.1 é uma representação gráfica (um diagrama de Venn11endnote: 1John Venn, 1834 - 1923, matemático inglês. Fonte: Wikipédia: John Venn.) de um conjunto A com um elemento xA.

Refer to caption
Figura 1.1: Diagrama de Venn de um conjunto A com elemento xA.

Usualmente, um conjunto é descrito usando a notação

A={x:condição para x}, (1.3)

lê-se A é o conjunto dos elementos x tais que x satisfaz a condição.

Exemplo 1.1.1.

O conjunto A formado por números positivos pode ser denotado por

A={x:x>0}. (1.4)

Ainda, observamos que 2A, 2A, mas 1A. Você saberia escolher mais elementos que pertencem ou que não pertencem a A?

Código 1: Python
1from sympy import Symbol, ConditionSet, sqrt
2x = Symbol('x')
3A = ConditionSet(x, x > 0)
4print('2 in A?', 2 in A)
5print('sqrt(2) in A?', sqrt(2) in A)
6print('-1 in A?', -1 in A)
2 in A? True
sqrt(2) in A? True
-1 in A? False

Conjunto finito

Conjunto finito é todo aquele que contém um número finito de elementos. Tais conjuntos podem ser descritos de forma simplificada como segue

A={a1,a2,,an}, (1.5)

neste caso, temos um conjunto com n elementos. Analogamente, um conjunto que contenha infinitos elementos é chamado de conjunto infinito.

Observação 1.1.1.
B={1,3,2} (1.6)

é o conjunto que contém apenas os números 1, 3 e 2. Consultemos a representação geométrica de B na Figura 1.2.

Refer to caption
Figura 1.2: Representação geométrica do conjunto finito B={1,3,2}.
Código 2: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(2, -1, 3)
3print('-1 in A?', -1 in A)
4print('sqrt(2) in A?', sqrt(2) in A)
-1 in A? True
sqrt(2) in A? False

Conjunto vazio

O conjunto que não contém elemento algum é chamado de conjunto vazio e é denotado por ou por {}.

Código 3: Python
1from sympy import EmptySet
2print('-1 in {}?', -1 in EmptySet)
3print('0 in {}?', 0 in EmptySet)
4print('1 in {}?', 1 in EmptySet)
-1 in {}? False
0 in {}? False
1 in {}? False
Exemplo 1.1.2.

O conjunto A de todos os números negativos e positivos é vazio, i.e.

A={x:x>0 e x<0}= (1.7)

Igualdade de conjuntos

Dois conjuntos A e B são iguais, quando todos os elementos de A pertencem a B e vice-versa. Em notação matemática, escrevemos A=B quando

xAxB, (1.8)

lê-se xA se, e somente se, xB.

Exemplo 1.1.3.

Estudemos os seguintes casos:

  1. a)

    São iguais os conjuntos

    A={1,3,2} (1.9)
    B={3,2,1}, (1.10)

    i.e. A=B.

    Código 4: Python
    1from sympy import FiniteSet
    2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
    3B = FiniteSet(3, 2, -1)
    4A == B
    True
  2. b)

    São diferentes os conjuntos

    C={3,2,1,0} (1.11)
    D={3,1,0,2}, (1.12)

    i.e. CD.

    Código 5: Python
    1from sympy import FiniteSet
    2C = FiniteSet(-3, -2, -1, 0)
    3D = FiniteSet(-3, -1, 0, 2)
    4C != D
    True

Subconjuntos

Dizemos que A é subconjunto de B, quando todos os elementos de A pertencem a B. Neste caso, denotamos

AB (1.13)

e lemos “A está contido em B”. Mais precisamente, AB quando

xAxB, (1.14)

lemos xA implica xB (consultemos a Figura 1.3). O mesmo pode ser denotado por BA, i.e. B contém A.

Refer to caption
Figura 1.3: A subconjunto de B.
Exemplo 1.1.4.

Sejam os seguintes conjuntos

A={1,3,2} (1.15)
B={2,3}. (1.16)

Temos que B é subconjunto de A, i.e. BA (B está contido em A).

Código 6: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
3B = FiniteSet(2, 3)
4print('B <= A?', B.is_subset(A))
B <= A? True

1.1.2 Operações entre conjuntos

União de conjuntos

Sejam A e B dois conjuntos dados. A união do conjunto A com o conjunto B é o conjunto AB que contém todos os elementos que pertencem a A ou a B. Mais precisamente, temos

AB={x:xA ou xB}, (1.17)

lê-se o conjunto dos elementos x tais que xA ou xB. Consultemos Figura 1.4.

Refer to caption
Figura 1.4: União de conjuntos A e B.
Exemplo 1.1.5.

Se

A={1,3,2} (1.18)
B={2,0}, (1.19)

então

AB={2,1,0,2,3}. (1.20)
Código 7: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
3B = FiniteSet(-2, 0)
4print('A | B =', A.union(B))
A | B = {-2, -1, 0, 2, 3}

Interseção de conjuntos

Sejam A e B dois conjuntos dados. A interseção do conjunto A com o conjunto B é o conjunto AB que contém os elementos que pertencem simultaneamente a ambos os conjuntos A e B. Mais precisamente, temos

AB={x:xA e xB}, (1.21)

lê-se o conjunto dos elementos x tais que xA e xB. Consultemos a Figura 1.5.

Refer to caption
Figura 1.5: Interseção de conjuntos A e B.
Exemplo 1.1.6.

Se

A={1,3,2}B={3,0}, (1.22)

então

AB={3}. (1.23)
Código 8: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-1, 3, 2)
3B = FiniteSet(3, 0)
4print('A & B =', A.intersection(B))
A & B = {3}

Diferença entre conjuntos

Sejam A e B dois conjuntos dados. A diferença (ou complemento relativo) do conjunto A com o conjunto B é o conjunto AB que contém os elementos que pertencem ao A e não pertencem ao conjunto B. Mais precisamente, temos

AB={x:xA e xB}, (1.24)

lê-se o conjunto dos elementos x tais que xA e xB. Consultemos a Figura 1.6.

Refer to caption
Figura 1.6: Diferença entre conjuntos A e B.
Exemplo 1.1.7.

Se

C={3,2,1,0} (1.25)
D={3,1,0,2,4}, (1.26)

então

CD={2}. (1.27)
Código 9: Python
1from sympy import FiniteSet
2A = FiniteSet(-3, -2, -1, 0)
3B = FiniteSet(-3, -1, 0, 2, 4)
4print('A - B =', A - B)
A - B = {-2}

Produto cartesiano

Sejam A e B dois conjuntos. O produto cartesiano de A com B é o conjunto A×B, cujos elementos são os pares ordenados (x,y) com xA e yB. Mais precisamente, temos

A×B={(x,y):xA e yB}, (1.28)

lê-se o conjunto dos pares ordenados (x,y) tais que xA e xB.

Observação 1.1.2.

Um par ordenado (x,y) é um conjunto formado por x e y, no qual a posição dos elementos importa. Por exemplo, temos

(3,1)(1,3), (1.29)

enquanto que

{3,1}={1,3}. (1.30)
Código 10: Python
1A = (3, -1)
2B = (-1, 3)
3A == B
False
Exemplo 1.1.8.

Se

A={3,2,1} (1.31)
B={0,1}, (1.32)

então

A×B={(3,0),(2,0),(1,0),
(3,1),(2,1),(1,1)}. (1.33)
Código 11: Python
1from sympy import FiniteSet, ProductSet
2A = FiniteSet(-3, -2, 1)
3B = FiniteSet(0, 1)
4C = ProductSet(A, B)
5print('C = ', set(C))
C = {(-3, 1), (-2, 1), (1, 1), (-3, 0), (-2, 0), (1, 0)}

1.1.3 Exercícios

E. 1.1.1.

Considere o seguinte conjunto

D={,3,2,1,0,1,2,3,}. (1.34)

Em cada item, diga se é verdadeira ou falsa a afirmação. Justifique cada resposta.

  1. a)

    1D

  2. b)

    1D

  3. c)

    5D

  4. d)

    100D

  5. e)

    D é um conjunto finito

a) V; b) F; c) F; d) F; e) F

E. 1.1.2.

Dado A={1,2,{3,4},5}, determine se as seguintes afirmações são verdadeiras ou falsas. Justifique sua resposta.

  1. a)

    {2,5}A

  2. b)

    {2,3}A

  3. c)

    {3,4}A

  4. d)

    {3,4}A

  5. e)

    {2,{3,4}}A

a) V; b) V; c) F; d) V; e) V

E. 1.1.3.

Determine todos os subconjuntos de

{1,1,2,3} (1.35)

, {1}, {1}, {2}, {3}, {1,1}, {1,2}, {1,3}, {1,2}, {1,3}, {2,3}, {1,1,2}, {1,1,3}, {1,2,3}, {1, 2, 3}, {1, 1, 2, 3}

E. 1.1.4.

Responda cada um dos seguintes itens:

  1. a)

    Quantos subconjuntos tem um conjunto de 5 elementos.

  2. b)

    Quantos elementos tem um conjunto que contém exatamente 16 subconjuntos.

a) 25=32; b) 4

E. 1.1.5.

Sejam os seguintes conjuntos

C={4,2,1,0,3} (1.36)
D={5,3,2,4} (1.37)

Determine os seguintes conjuntos:

  1. a)

    CD

  2. b)

    CD

  3. c)

    CD

  4. d)

    DC

  5. e)

    C

  6. f)

    D

a) {4,3,1,0,2,3,5}; b) {4,2}; c) {1,0,3}, d) {3,5}; e) C; f)

E. 1.1.6.

Seja A um conjunto com 10 elementos e B outro com 25. Sabendo que AB tem 5 elementos, determine o número de elementos do conjunto AB.

30

E. 1.1.7.

Sejam A e B conjuntos quaisquer. Diga se é verdadeira ou falsa cada uma das seguintes afirmações. Justifique sua resposta.

  1. a)

    AAB

  2. b)

    ABA

  3. c)

    ABB

  4. d)

    ABA

  5. e)

    ABB

  6. f)

    (AB)A=

a) V; b) F; c) V; d) V; e) F; f) F

E. 1.1.8.

Sejam os seguintes conjuntos

C={4,2} (1.38)
D={5,3,2,4}. (1.39)

Determine o conjunto C×D.

C×D={(4,5),(4,3),(4,2),(4,4),
(2,5),(2,3),(2,2),(2,4)}
E. 1.1.9.

Justificando sua resposta, diga se é verdadeira a seguinte afirmação. Se xA e yB, então (y,x)A×B.

F


Envie seu comentário

Aproveito para agradecer a todas/os que de forma assídua ou esporádica contribuem enviando correções, sugestões e críticas!

Opcional. Preencha seu nome para que eu possa lhe contatar.
Opcional. Preencha seu e-mail para que eu possa lhe contatar.
As informações preenchidas são enviadas por e-mail para o desenvolvedor do site e tratadas de forma privada. Consulte a política de uso de dados para mais informações.

Licença Creative Commons
Este texto é disponibilizado nos termos da Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional. Ícones e elementos gráficos podem estar sujeitos a condições adicionais.

Pedro H A Konzen
| | | |