Las matemáticas son fáciles


Teoría de conjuntos

   Prof.: Christiam Huertas
        chr1614@gmail.com
Introducción

El origen de este concepto se debe
al matemático alemán Georg
Cantor (1845-1918)

Su objetivo era el de formalizar las
matemáticas como ya se había
hecho con el cálculo cien años
antes.

El concepto de conjunto es uno de      A
los   mas    fundamentales     en
matemáticas, incluso mas que la
operación de contar.
Noción de conjunto y elemento

Intuitivamente se entiende por conjunto, a la agrupación,
reunión o colección de objetos reales o ideales, a los
cuales se les denomina elementos del conjunto.

A los conjuntos generalmente se les representa con letras
mayúsculas y a sus elementos separados por comas y
encerrados por llaves: { }


               A={   ,   ,      , 5 ;2 ;    ,   }


Nombre del                    Elementos
 conjunto                    del conjunto
Ejemplos

1. El conjunto de los cinco primeros números impares.
   A={ 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 }

2. El conjunto de las vocales.
   B={a ,e , i ,o ,u }

3. El conjunto de los días de las semana.
   C = { Lu , Ma , Mi , Ju , Vi , Sa , Do }

4. El conjunto de los alumnos del aula 605.
   D={       ,    ,    ,    ,…,       ,   }
Relación de pertenencia

Si un objeto es elemento de un conjunto se dice que
pertenece ( ) a este conjunto, en caso contrario se dirá
que no pertenece ( ) a dicho conjunto.
                  Elemento           Conjunto
                                 {              }

EJEMPLO 1. Dado el conjunto M = { a ; 3 ; 7 }
• a pertenece al conjunto M (a       M)
• 3 pertenece al conjunto M (3       M)
• 5 no pertenece al conjunto M (5       M)
Aplicación

Dado el conjunto A = { 3 ; {3} ; 5 ; {7} }
¿Cuántas de las siguientes proposiciones son
verdaderas?
                  (V )

                  (V)

                  (V)

                  (F )

                  (V)

                  ( F)
Determinación de un conjunto

Determinar un conjunto es especificar o señalar en forma
precisa, cuales son los elementos que lo conforman sin
que existan ambigüedades.
Por extensión o en forma     Por comprensión o en forma
tabular                      constructiva
Es cuando se señala a        Es cuando se menciona
cada uno de sus elementos    una o mas características
del conjunto.                comunes y exclusivas de
                             los elementos del conjunto.
Ejemplo. Los cinco primeros números naturales.
Ejemplos

1. Las estaciones del año.
   A = { Verano , Invierno , Otoño , Primavera }

2. Los cinco primeros números pares.
   B = { 2 , 4 , 6 , 8 ,10 }


1. Las estaciones del año.
   A={          es una estación del año}

2. Los cinco primeros números pares.
   B={                                     }
Número cardinal

El número cardinal de un conjunto A nos indica la
cantidad de elementos diferentes que posee el conjunto y
se denota por n(A) .

Ejemplos:
1. En el conjunto A = {2; 0; -1}           n(A) = 3

2. En el conjunto B = {3; 2; 5; 2; 1; 3}   n(B) = 4

3. M = {         es una vocal }            n(M) = 5

4. N =                                     n(N) = 5
Diagramas de Venn-Euler

Los diagramas de Venn-Euler representan a los conjuntos
mediante regiones planas limitadas por figuras
geométricas cerradas.
Ejemplos:
1. A =                       2. B = {           es una vocal}

                                                            B
                     A                              o
                                        a

                                                i
                                            e           u
Relaciones entre conjuntos

Se dice que un conjunto A esta incluido en el conjunto B,
si solo si los elementos de A son también elementos del
conjunto B.
Si A esta incluido en B se denota: A   B
                                           Diagrama
Se lee                                                B
• A esta incluido en B.                         A
• A esta contenido en B.
• A es un subconjunto de B.                     •x
• B contiene al conjunto A.
Ejemplos

1. Dados los conjuntos                   A          B
   A = {2; 0; -1}                 •5          •0             Luego,
                                        •2          •3       A    B
   B = {3; 2; 5; 0; -1; 9}        •9         • -1



                                                         M
2. Dados los conjuntos
                                               N             Luego,
   M={          es un ave}
                                                              N   M
   N={          es una gallina}
Igualdad

Dos conjuntos A y B son iguales cuando tienen los
mismos elementos sin importar el orden.
Se denota: A = B
Se define:

Ejemplo: Dados los conjuntos
A={                                     }   B = {3; 2}


Luego, A = { 2 ; 3 }
                         A     •2   B
                                            A=B
                             •3
Conjuntos disjuntos

Dos conjuntos son          disjuntos   cuando   no   poseen
elementos comunes.
Ejemplos:
1. Dados los conjuntos            2. Dados los conjuntos
A = {2; 0; 5}                     P = { x / x es un varón}
B = {3; 7; 4}                     Q = { x / x es una mujer}
A y B son disjuntos                P y Q son disjuntos

A                                                          Q
  •2            •3 B                   P
 •0        •7
    •5           •4
Diagrama de Carroll
 Es un diagrama rectangular utilizado mayormente para
 conjuntos disjuntos cuya unión comprende la totalidad de
 los elementos.
 EJEMPLO: En una reunión asistieron hombres y mujeres,
 además se observo que un grupo de dichos asistentes son
 casados. Representar a través de un diagrama los conjuntos
 mencionados.

Sean                                      S     C
• H: conjunto de los hombres              a     b
                                     H
• M: conjunto de las mujeres
• S: conjunto de los solteros        M    x     y
• C: conjunto de los casados
Aplicación

En una fiesta donde habían 70 personas, 10 eran hombres
que no les gusta la cumbia, 20 eran mujeres que gustaban de
esta música. Si el número de hombres que gusta de la cumbia
es la tercera parte de las mujeres que no gustan de esta
música, ¿a cuantos les gusta la cumbia?
Solución: Consideremos el diagrama de Carroll
         C        NC      Pero, el total de asistentes es de 70
                               x + 10 + 20 + 3x = 70
  H      x        10
                                4x + 30 = 70
                                4x = 40
  M     20        3x              x = 10
                           Les gusta la cumbia a: 30 personas
Clases de conjuntos

Finito                            Infinito
Un conjunto es finito, si         Un conjunto es infinito, si
posee una cantidad limitada       tiene una cantidad ilimitada
de elementos.                     de elementos.

Ejemplos                          Ejemplos

A = {1; 4; 0}                     A = {x / x es un número primo}

B = {x / x es alumno aula 605 }   B = {x / x es una estrella del U}

C={                           }   C = {x / x es un número real }

C = {2; 3; 4; …; 18; 19}          C=
Conjuntos especiales

Conjunto vacío o nulo             Conjunto unitario o
Es aquel conjunto que no          singletón
posee elementos.                  Es aquel conjunto que solo
Se denota por:    ó               posee un elemento.
                                  Ejemplos
Ejemplos
A = {x / x es una moneda de       M = {2; 2; 2}    M ={2}
     tres nuevos soles}
                                   N={                         }
      A=
                                         N = {4}
B={                           }

      B=
Conjunto universal

Es un conjunto referencial para el estudio de una situación
particular, que contiene a todos los conjuntos considerados.
No existe un conjunto universal absoluto.
Se denota generalmente con la letra
Ejemplo: Dados los conjuntos
A = {x / x es un gato}
B = {x / x es un tigre}
Los siguientes conjuntos pueden       A                B
ser considerados universos que
contiene    a   los    conjuntos
anteriores.
          = {x / x es un animal}
          = {x / x es un felino}
Operaciones entre conjuntos

                  La unión de dos conjuntos A y B es el
conjunto formado por la agrupación de todos los
elementos de A con todos los elementos de B.
Se denota:              Se lee A unión B
Se define:

Ejemplo: Dados los conjuntos
A = {2; 3; 5}
                                   A                  B
B = {5; 7}                             •2   •5   •7
        = {2 ; 3 ; 5 ; 7 }             •3
Operaciones entre conjuntos

                La intersección de dos conjuntos A y B es
el conjunto formado por los elementos que pertenecen a
los dos conjuntos a la vez.
Se denota:         Se lee A intersección B
Se define:

Ejemplo: Dados los conjuntos
A = { 2; 3; 5 }
                               A                  B
B={5;7}                            •2   •5   •7
        ={5}                       •3
Operaciones entre conjuntos

             La diferencia de dos conjuntos A y B (en
dicho orden) es el conjunto formado por los elementos de
A pero que no pertenecen a B.
Se denota:             Se lee A menos B
Se define:

Ejemplo: Dados los conjuntos
A = {2; 3; 5}
                                 A                  B
B = {5; 7}                           •2   •5   •7
        = {2; 3; 5 }                 •3
Operaciones entre conjuntos

                El complemento de un conjuntos A es el
conjunto formado por los elementos que pertenecen al
conjunto universal pero no al conjunto A.

Se denota:                  Se lee complemento de A
Se define:

Ejemplo: Dado el conjunto
A = {a, e}
                                •i         A
  = {x / x es una vocal}              •a
                                               •e   •u
  = { i ,o , u }
                                 •o
Casos posibles para la unión


              Disjuntos       Comparables
      U                   U                 U

A    B                                      B
          A               B
                                      A
Casos posibles para la intersección


                 Disjuntos       Comparables
         U                   U                 U

A       B                                      B
             A               B
                                          A
Casos posibles para la diferencia


                Disjuntos       Comparables
        U                   U                 U

A      B                                      B
            A               B
                                        A
Complemento de un conjunto




                   U

               A
Aplicación
Cierto número de medallas de Oro, Plata y Bronce es distribuido
entre 100 atletas en una competición deportiva. Se sabe que 45
atletas reciben medallas de Oro, 45 reciben medallas de Plata, 60
reciben de Bronce, 15 reciben medallas de Oro como de Plata,
25 atletas reciben medallas de Plata y Bronce, 20 reciben
medallas de Oro y de Bronce, 5 reciben de Oro, Plata y Bronce.
¿Cuántos atletas no recibieron medallas?
                                                      U (100)
 O(45)                 P(45)
Se debe cumplir que
                                                 10   10
x+15+10+10+20+20+15+5=100              15
                                                 5
De donde, x = 5                             15        20
No recibieron medallas 5 atletas
                                                 20
              B(60)                x
Conjuntos numéricos

La evolución de la humanidad trae por consecuencias
la construcción de nuevos conocimientos como
también la evolución de estos, entre ellos la evolución
de los sistemas y conjuntos numéricos.
El hombre comienza de los sistemas y conjuntos
numéricos más básicos, y a medida que se presentan
nuevos desafíos como también debido a necesidades
se van creando nuevos sistemas y conjuntos.
Conjuntos numéricos
Números naturales

 Los números naturales surgieron de la necesidad del
 ser humano de contar objetos.




A lo largo de la historia, cada cultura ha utilizado
diferentes símbolos para representar un número y ha
usado distintas reglas para escribirlos y trabajar con ellos.
En otras palabras, se han utilizado diferentes sistemas de
numeración: sistema egipcio, sistema romano, sistema
chino, sistema decimal (utilizado como lenguaje interno
de los ordenadores),…
Números enteros
Los números enteros forman un conjunto constituido por:
Los números naturales precedidos por el signo + que se
llaman enteros positivos.
Los números naturales precedidos por el signo – que se
llaman enteros negativos.
El número cero, que es entero.
Números racionales

 El conjunto de los números racionales esta constituido
 por todas las fracciones de enteros, con denominador
 distinto de 0.




Todo número racional p/q se puede representar como un
número decimal finito o infinito periódico. Ello se logra
simplemente efectuando la división entre p y q.

Recíprocamente, todo decimal finito o infinito periódico
equivale a una fracción de enteros.
Números irracionales

El conjunto de los números irracionales, esta constituido
por todos los números decimales infinitos y no
periódicos. Es decir,
es el conjunto formado por todos los números que no
se pueden escribir en forma de fracción.




Ejemplos:
Números reales

El conjunto de los números reales, , es la unión del
conjunto de los números racionales, (por lo tanto contiene
a los números naturales y enteros), y de los números
irracionales. Es decir:



No existe un número real que sea mayor o igual a todos
los demás, ni uno que sea menor o igual que todos los
demás.
Además, entre dos números reales dados cualesquiera
existen infinitos números racionales, e infinitos números
irracionales.
Diagrama de Venn - Euler
Aplicaciones

Teoria de conjuntos

  • 1.
    Las matemáticas sonfáciles Teoría de conjuntos Prof.: Christiam Huertas chr1614@gmail.com
  • 2.
    Introducción El origen deeste concepto se debe al matemático alemán Georg Cantor (1845-1918) Su objetivo era el de formalizar las matemáticas como ya se había hecho con el cálculo cien años antes. El concepto de conjunto es uno de A los mas fundamentales en matemáticas, incluso mas que la operación de contar.
  • 3.
    Noción de conjuntoy elemento Intuitivamente se entiende por conjunto, a la agrupación, reunión o colección de objetos reales o ideales, a los cuales se les denomina elementos del conjunto. A los conjuntos generalmente se les representa con letras mayúsculas y a sus elementos separados por comas y encerrados por llaves: { } A={ , , , 5 ;2 ; , } Nombre del Elementos conjunto del conjunto
  • 4.
    Ejemplos 1. El conjuntode los cinco primeros números impares. A={ 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 } 2. El conjunto de las vocales. B={a ,e , i ,o ,u } 3. El conjunto de los días de las semana. C = { Lu , Ma , Mi , Ju , Vi , Sa , Do } 4. El conjunto de los alumnos del aula 605. D={ , , , ,…, , }
  • 5.
    Relación de pertenencia Siun objeto es elemento de un conjunto se dice que pertenece ( ) a este conjunto, en caso contrario se dirá que no pertenece ( ) a dicho conjunto. Elemento Conjunto { } EJEMPLO 1. Dado el conjunto M = { a ; 3 ; 7 } • a pertenece al conjunto M (a M) • 3 pertenece al conjunto M (3 M) • 5 no pertenece al conjunto M (5 M)
  • 6.
    Aplicación Dado el conjuntoA = { 3 ; {3} ; 5 ; {7} } ¿Cuántas de las siguientes proposiciones son verdaderas?  (V )  (V)  (V)  (F )  (V)  ( F)
  • 7.
    Determinación de unconjunto Determinar un conjunto es especificar o señalar en forma precisa, cuales son los elementos que lo conforman sin que existan ambigüedades. Por extensión o en forma Por comprensión o en forma tabular constructiva Es cuando se señala a Es cuando se menciona cada uno de sus elementos una o mas características del conjunto. comunes y exclusivas de los elementos del conjunto. Ejemplo. Los cinco primeros números naturales.
  • 8.
    Ejemplos 1. Las estacionesdel año. A = { Verano , Invierno , Otoño , Primavera } 2. Los cinco primeros números pares. B = { 2 , 4 , 6 , 8 ,10 } 1. Las estaciones del año. A={ es una estación del año} 2. Los cinco primeros números pares. B={ }
  • 9.
    Número cardinal El númerocardinal de un conjunto A nos indica la cantidad de elementos diferentes que posee el conjunto y se denota por n(A) . Ejemplos: 1. En el conjunto A = {2; 0; -1} n(A) = 3 2. En el conjunto B = {3; 2; 5; 2; 1; 3} n(B) = 4 3. M = { es una vocal } n(M) = 5 4. N = n(N) = 5
  • 10.
    Diagramas de Venn-Euler Losdiagramas de Venn-Euler representan a los conjuntos mediante regiones planas limitadas por figuras geométricas cerradas. Ejemplos: 1. A = 2. B = { es una vocal} B A o a i e u
  • 11.
    Relaciones entre conjuntos Sedice que un conjunto A esta incluido en el conjunto B, si solo si los elementos de A son también elementos del conjunto B. Si A esta incluido en B se denota: A B Diagrama Se lee B • A esta incluido en B. A • A esta contenido en B. • A es un subconjunto de B. •x • B contiene al conjunto A.
  • 12.
    Ejemplos 1. Dados losconjuntos A B A = {2; 0; -1} •5 •0 Luego, •2 •3 A B B = {3; 2; 5; 0; -1; 9} •9 • -1 M 2. Dados los conjuntos N Luego, M={ es un ave} N M N={ es una gallina}
  • 13.
    Igualdad Dos conjuntos Ay B son iguales cuando tienen los mismos elementos sin importar el orden. Se denota: A = B Se define: Ejemplo: Dados los conjuntos A={ } B = {3; 2} Luego, A = { 2 ; 3 } A •2 B A=B •3
  • 14.
    Conjuntos disjuntos Dos conjuntosson disjuntos cuando no poseen elementos comunes. Ejemplos: 1. Dados los conjuntos 2. Dados los conjuntos A = {2; 0; 5} P = { x / x es un varón} B = {3; 7; 4} Q = { x / x es una mujer} A y B son disjuntos P y Q son disjuntos A Q •2 •3 B P •0 •7 •5 •4
  • 15.
    Diagrama de Carroll Es un diagrama rectangular utilizado mayormente para conjuntos disjuntos cuya unión comprende la totalidad de los elementos. EJEMPLO: En una reunión asistieron hombres y mujeres, además se observo que un grupo de dichos asistentes son casados. Representar a través de un diagrama los conjuntos mencionados. Sean S C • H: conjunto de los hombres a b H • M: conjunto de las mujeres • S: conjunto de los solteros M x y • C: conjunto de los casados
  • 16.
    Aplicación En una fiestadonde habían 70 personas, 10 eran hombres que no les gusta la cumbia, 20 eran mujeres que gustaban de esta música. Si el número de hombres que gusta de la cumbia es la tercera parte de las mujeres que no gustan de esta música, ¿a cuantos les gusta la cumbia? Solución: Consideremos el diagrama de Carroll C NC Pero, el total de asistentes es de 70 x + 10 + 20 + 3x = 70 H x 10 4x + 30 = 70 4x = 40 M 20 3x x = 10 Les gusta la cumbia a: 30 personas
  • 17.
    Clases de conjuntos Finito Infinito Un conjunto es finito, si Un conjunto es infinito, si posee una cantidad limitada tiene una cantidad ilimitada de elementos. de elementos. Ejemplos Ejemplos A = {1; 4; 0} A = {x / x es un número primo} B = {x / x es alumno aula 605 } B = {x / x es una estrella del U} C={ } C = {x / x es un número real } C = {2; 3; 4; …; 18; 19} C=
  • 18.
    Conjuntos especiales Conjunto vacíoo nulo Conjunto unitario o Es aquel conjunto que no singletón posee elementos. Es aquel conjunto que solo Se denota por: ó posee un elemento. Ejemplos Ejemplos A = {x / x es una moneda de M = {2; 2; 2} M ={2} tres nuevos soles} N={ } A= N = {4} B={ } B=
  • 19.
    Conjunto universal Es unconjunto referencial para el estudio de una situación particular, que contiene a todos los conjuntos considerados. No existe un conjunto universal absoluto. Se denota generalmente con la letra Ejemplo: Dados los conjuntos A = {x / x es un gato} B = {x / x es un tigre} Los siguientes conjuntos pueden A B ser considerados universos que contiene a los conjuntos anteriores. = {x / x es un animal} = {x / x es un felino}
  • 20.
    Operaciones entre conjuntos La unión de dos conjuntos A y B es el conjunto formado por la agrupación de todos los elementos de A con todos los elementos de B. Se denota: Se lee A unión B Se define: Ejemplo: Dados los conjuntos A = {2; 3; 5} A B B = {5; 7} •2 •5 •7 = {2 ; 3 ; 5 ; 7 } •3
  • 21.
    Operaciones entre conjuntos La intersección de dos conjuntos A y B es el conjunto formado por los elementos que pertenecen a los dos conjuntos a la vez. Se denota: Se lee A intersección B Se define: Ejemplo: Dados los conjuntos A = { 2; 3; 5 } A B B={5;7} •2 •5 •7 ={5} •3
  • 22.
    Operaciones entre conjuntos La diferencia de dos conjuntos A y B (en dicho orden) es el conjunto formado por los elementos de A pero que no pertenecen a B. Se denota: Se lee A menos B Se define: Ejemplo: Dados los conjuntos A = {2; 3; 5} A B B = {5; 7} •2 •5 •7 = {2; 3; 5 } •3
  • 23.
    Operaciones entre conjuntos El complemento de un conjuntos A es el conjunto formado por los elementos que pertenecen al conjunto universal pero no al conjunto A. Se denota: Se lee complemento de A Se define: Ejemplo: Dado el conjunto A = {a, e} •i A = {x / x es una vocal} •a •e •u = { i ,o , u } •o
  • 24.
    Casos posibles parala unión Disjuntos Comparables U U U A B B A B A
  • 25.
    Casos posibles parala intersección Disjuntos Comparables U U U A B B A B A
  • 26.
    Casos posibles parala diferencia Disjuntos Comparables U U U A B B A B A
  • 27.
    Complemento de unconjunto U A
  • 28.
    Aplicación Cierto número demedallas de Oro, Plata y Bronce es distribuido entre 100 atletas en una competición deportiva. Se sabe que 45 atletas reciben medallas de Oro, 45 reciben medallas de Plata, 60 reciben de Bronce, 15 reciben medallas de Oro como de Plata, 25 atletas reciben medallas de Plata y Bronce, 20 reciben medallas de Oro y de Bronce, 5 reciben de Oro, Plata y Bronce. ¿Cuántos atletas no recibieron medallas? U (100) O(45) P(45) Se debe cumplir que 10 10 x+15+10+10+20+20+15+5=100 15 5 De donde, x = 5 15 20 No recibieron medallas 5 atletas 20 B(60) x
  • 29.
    Conjuntos numéricos La evoluciónde la humanidad trae por consecuencias la construcción de nuevos conocimientos como también la evolución de estos, entre ellos la evolución de los sistemas y conjuntos numéricos. El hombre comienza de los sistemas y conjuntos numéricos más básicos, y a medida que se presentan nuevos desafíos como también debido a necesidades se van creando nuevos sistemas y conjuntos.
  • 30.
  • 31.
    Números naturales Losnúmeros naturales surgieron de la necesidad del ser humano de contar objetos. A lo largo de la historia, cada cultura ha utilizado diferentes símbolos para representar un número y ha usado distintas reglas para escribirlos y trabajar con ellos. En otras palabras, se han utilizado diferentes sistemas de numeración: sistema egipcio, sistema romano, sistema chino, sistema decimal (utilizado como lenguaje interno de los ordenadores),…
  • 32.
    Números enteros Los númerosenteros forman un conjunto constituido por: Los números naturales precedidos por el signo + que se llaman enteros positivos. Los números naturales precedidos por el signo – que se llaman enteros negativos. El número cero, que es entero.
  • 33.
    Números racionales Elconjunto de los números racionales esta constituido por todas las fracciones de enteros, con denominador distinto de 0. Todo número racional p/q se puede representar como un número decimal finito o infinito periódico. Ello se logra simplemente efectuando la división entre p y q. Recíprocamente, todo decimal finito o infinito periódico equivale a una fracción de enteros.
  • 34.
    Números irracionales El conjuntode los números irracionales, esta constituido por todos los números decimales infinitos y no periódicos. Es decir, es el conjunto formado por todos los números que no se pueden escribir en forma de fracción. Ejemplos:
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    Números reales El conjuntode los números reales, , es la unión del conjunto de los números racionales, (por lo tanto contiene a los números naturales y enteros), y de los números irracionales. Es decir: No existe un número real que sea mayor o igual a todos los demás, ni uno que sea menor o igual que todos los demás. Además, entre dos números reales dados cualesquiera existen infinitos números racionales, e infinitos números irracionales.
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