Análise real/Propriedades

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Propriedades de conjuntos

Sejam A,B⊂K.

  • A∪B=K,A∩B≠∅⇒A−B=∁AB=K−B=∁KB.
    • Dadox∈K=A∪B⇒x∈A ou x∈B ou x∈A∩B
  • A∪B=K,A∩B=∅⇒ dado x∈K⇒x∈A ou x∈B.
  • A⊂B⇒BC⊂AC.
    • Dado x∈BC⇒x∉B⇒1x∉A⇒x∈AC. 1 Suponha que A−B≠∅⇒∃x∈K;x∈A,x∉B⇒A⊄B que opõe-se da nossa hipótese.

teorema

  • A∪B=B⇔1A⊂B⇔2A∩B=A
    • ⇒1:DefatoA⊂A∪B.ComoA∪B=B⇒A∪B⊂B.LogoA⊂A∪B⊂B⇒A⊂B.
    • ⇐1:DefatoA,B⊂A∪B.ComoA⊂B,logoA∪B⊂B.PortantoA∪B=B.
    • ⇒2:DefatoA∩B⊂A.ComoA⊂B,logoA⊂A∩B.
    • ⇐2:ComoA∩B=A⇒A⊂A∩B.DefatoA∩B⊂B⇒A⊂B.

Relações de Morgan

  • (A∪B)C=AC∩BC
    • ∀x∈(A∪B)C⇒x∉A∪B.ComoA∪B=(A−B)∪(B−A)∪(A∩B),disjuntos⇒x∉A−B,x∉B−Aex∉A∩B⇒
      • ⇒x∉Aex∉B⇒x∈ACex∈BC⇒x∈AC∩BC⇒(A∪B)C⊂AC∩BC (1)
    • ∀x∈AC∩BC⇒x∈ACex∈BC⇒x∉Aex∉B⇒x∉A−B,x∉B−Aex∉A∩B⇒x∉A∪B⇒x∈(A∪B)C⇒AC∩BC⊂(A∪B)C (2)
    • Por (1) e (2), temos que (A∪B)C=AC∩BC
  • (A∩B)C=AC∪BC
    • ∀x∈(A∩B)C⇒x∉A∩B⇒x∉Aex∉B⇒x∈ACex∈BC⇒x∈AC∪BC
    • ∀x∈AC∩BC⇒x∈ACex∈BC⇒x∉Aex∉B⇒x∉A∩B⇒x∈(A∩B)C

exemplos

  • ∅∈∅
    • Considere K, um conjunto qualquer e A=K∩KC. Suponha que ∅∈A. Como A é a intersecção disjunta de dois conjuntos, logo ∅∈Ke∅∈KC. Mas não existe um elemento que pertença a um conjunto e ao seu complementar ao mesmo tempo. Portanto ∅∉∅
  • ∅⊂∅
    • Por contradição ∅A⊄∅B⇒∃x∈∅A;x∉∅B⇒∅A−∅B≠∅. O que é um absurdo, pois estamos dizendo que um conjunto vazio tenha algum elemento.
    • Suponha um conjunto A qualquer e que ∅⊄A, isso implica que o conjunto vazio têm um elemento que o A não tenha. Mas o conjunto vazio não têm elementos. Portanto o conjunto vazio é subconjunto de qualquer conjunto, inclusive de si mesmo.
  • ∅∈{∅}
    • O conjunto das partes do conjunto {}, é {∅}. Portanto o conjunto vazio pertence ao conjunto das partes do conjunto vazio.
  • ∅⊂{∅}
    • Tomemos as parte do conjunto {}, que é {∅}. Todo conjunto é subconjunto de si mesmo, assim: {∅}⊂{∅}

condições entre conjuntos

Considere A={x∈U;Pocorre},B={x∈U;Qocorre}eC={x∈U;Rocorre}. Determine a relação entre as condições P, Q e R, onde

  • A∩BC⊂C
    • ∀x∈A∩BC⇒x∈Aex∈U−B⇒x∈C.
      • ∴P∧¬Q⇒R. Isto é, todo elemento do conjunto U que possui a propriedade P e não possui a propriedade Q, possui a propriedade R.
      • Devemos aqui ter bem claro que x∈U−A significa que temos um elemento do conjunto U que não pertence ao conjunto A, isto é, não possui a propriedade P.
  • AC∪BC⊂C
    • ∀x∈AC∪BC⇒x∈U−Aoux∈U−B⇒x∈C
      • ∴¬P∨¬Q⇒R. Isto é, todo elemento do conjunto U que não possui a propriedade P ou não possui a propriedade Q, possui a propriedade R.
  • AC∪B⊂CC
    • ∀x∈AC∪B⇒x∈U−Aoux∈B⇒x∈U−C
      • ∴¬P∨Q⇒¬R. Isto é, todo elemento do conjunto U que não possui a propriedade P ou possui a propriedade Q, não possui a propriedade R.
  • AC⊂BC∪C
    • ∀x∈AC⇒x∈U−A⇒x∈U−Boux∈C
      • ∴¬P⇒¬Q∨R. Isto é, todo elemento do conjunto U que não possui a propriedade P, não possui a propriedade Q ou possui a propriedade R.
  • A⊂BC∪CC
    • ∀x∈A⇒x∈BC∪CC⇒x∈U−Boux∈U−C
      • ∴P⇒¬Q∨¬R. Isto é, todo elemento do conjunto U que possui a propriedade P, não possui a propriedade Q ou não possui a propriedade R.