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Conjuntos ejercicios, Ejercicios de Matemáticas

Conjuntos ejercicios resueltos

Tipo: Ejercicios

2022/2023

Subido el 04/06/2023

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jeyson-gamer 🇪🇨

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Escuela Polit´ecnica Nacional
Departamento de Formaci´on B´asica
Curso de Fundamentos de Matem´atica
Ejercicios resueltos y propuestos de Conjuntos
atedra de Fundamentos de Matem´atica
Semestre 2023 - A
1 Ejercicios resueltos
1. Traduzca la siguiente proposici´on de lenguaje escrito a lenguaje simb´olico:
bpertenece al unitario de zsi y solo si bes igual a z.
Soluci´on. La proposici´on hace referencia a la definici´on de conjunto unitario, por tanto,
b {z} b=z.
2. Traduzca la siguiente proposici´on de lenguaje simb´olico a lenguaje escrito
s(AC)B.
Soluci´on. La proposici´on hace referencia a las definiciones de uni´on, intersecci´on, diferencia y com-
plemento, por lo tanto,
spertenece a la diferencia de la intersecci´on del complemento de A y C, y B.
3. Sea Auna clase. Utilice el axioma de construcci´on de clases con la siguiente proposici´on:
xA.
Sugerencia: Denote con Pa la clase cuya existencia est´a garantizada por dicho axioma.
Soluci´on. Por el axioma de construcci´on de clases, tenemos que:
Existe una ´unica clase Ptal que:
Para todo conjunto x, se tiene:
xPxA
es verdadera. Luego,
P={x:xA}.
4. Si A={1,3,5,7,9,11}yBes el conjunto de todos los umeros naturales primos menores
que 12, ¿es verdadera la proposici´on BA?
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Escuela Polit´ecnica Nacional

Departamento de Formaci´on B´asica

Curso de Fundamentos de Matem´atica

Ejercicios resueltos y propuestos de Conjuntos

C´atedra de Fundamentos de Matem´atica

Semestre 2023 - A

1 Ejercicios resueltos

  1. Traduzca la siguiente proposici´on de lenguaje escrito a lenguaje simb´olico: b pertenece al unitario de z si y solo si b es igual a z. Soluci´on. La proposici´on hace referencia a la definici´on de conjunto unitario, por tanto, b ∈ {z} ⇔ b = z.
  2. Traduzca la siguiente proposici´on de lenguaje simb´olico a lenguaje escrito s ∈ (A′^ ∩ C) − B. Soluci´on. La proposici´on hace referencia a las definiciones de uni´on, intersecci´on, diferencia y com- plemento, por lo tanto, s pertenece a la diferencia de la intersecci´on del complemento de A y C, y B.
  3. Sea A una clase. Utilice el axioma de construcci´on de clases con la siguiente proposici´on: x ⊆ A. Sugerencia: Denote con P a la clase cuya existencia est´a garantizada por dicho axioma. Soluci´on. Por el axioma de construcci´on de clases, tenemos que: Existe una ´unica clase P tal que: Para todo conjunto x, se tiene: x ∈ P ⇔ x ⊆ A es verdadera. Luego, P = {x : x ⊆ A}.
  4. Si A = { 1 , 3 , 5 , 7 , 9 , 11 } y B es el conjunto de todos los n´umeros naturales primos menores que 12, ¿es verdadera la proposici´on B ⊆ A? 1

Respuesta. No, no lo es. En efecto, los n´umeros naturales primos menores que 12 son: 2 , 3 , 5 , 7 , 11. Es decir, B = { 2 , 3 , 5 , 7 , 11 } Recordemos que B es subclase de A si todos los elementos que pertenecen a B, tambi´en pertenecen a A; pero no todos los elementos de B pertenecen a A: por ejemplo, 2 es un elemento de B que no pertenece a A. En consecuencia, B 6 ⊆ A. En resumen, el conjunto B no es subclase de A, y por lo tanto, la proposici´on B ⊆ A es una proposici´on falsa.

  1. Si S = { 2 k − 1 : k ∈ N ∧ k 6 5 } y T es el conjunto de todos los n´umeros naturales divisibles por 3 menores que 15, encuentre todos los elementos de: (a) S ∪ T (b) S ∩ T (c) S − T (d) T − S Soluci´on. En primer lugar, S = {− 1 , 1 , 3 , 5 , 7 , 9 } puesto que k 2 k − 1 0 − 1 1 1 2 3 3 5 4 7 5 9. y T = { 0 , 3 , 6 , 9 , 12 }. Ahora bien: (a) el conjunto S ∪ T es el conjunto cuyos elementos pertenecen a S o a T ; as´ı, tenemos que S ∪ T = {− 1 , 0 , 1 , 3 , 5 , 6 , 7 , 9 , 12 }. (b) El conjunto S ∩ T es el conjunto cuyos elementos pertenecen tanto a S como a T ; despu´es, obtenemos que S ∩ T = { 3 , 9 }. (c) El conjunto S − T es el conjunto cuyos elementos pertenecen a S pero no a T , por tanto: S − T = {− 1 , 1 , 5 , 7 }. (d) El conjunto T −S es el conjunto cuyos elementos pertenecen a T pero no a S; luego, concluimos que T − S = { 0 , 6 , 12 }.
  2. Escriba la negaci´on de Para todo conjunto x, se tiene x ∈ A ∧ x ∈ B. Demostraci´on. La negaci´on de la proposici´on anterior es Existe un conjunto x tal que ¬(x ∈ A ∧ x ∈ B). Como ¬(x ∈ A ∧ x ∈ B) ≡ x /∈ A ∨ x /∈ B, se puede concluir que

Demostraci´on. Vamos a demostrar que x 6 ∈ A si A ∩ B = ∅ y x ∈ B. Se tiene:

x ∈ A Reducci´on al absurdo x ∈ B Hip´otesis x ∈ A ∧ x ∈ B Introducci´on de la conjunci´on x ∈ A ∩ B Axioma de construcci´on de clases para la intersecci´on A ∩ B 6 = ∅ Teorema clase no vac´ıa Hemos encontrado una contradicci´on que nace de suponer que x ∈ A. Luego, lo correcto es x 6 ∈ A, lo cual demuestra el resultado.

  1. Utilice el m´etodo de reducci´on al absurdo para demostrar el siguiente teorema: Sean A y B clases. Si A − B = ∅ , entonces A ⊆ B. Demostraci´on. Vamos a demostrar que A ⊆ B; si A − B = ∅ Se tiene:
  2. A − B = ∅ Hip´otesis
  3. ¬(A ⊆ B) Reducci´on al absurdo
  4. ¬(x ∈ A ⇒ x ∈ B) Definici´on de subclase
  5. x ∈ A ∧ x /∈ B Negaci´on de la implicaci´on
  6. x ∈ (A − B) Definici´on de diferencia
  7. x ∈ (A − B) 6 = ∅ Teorema de clase no vac´ıa Hemos encontrado una contradicci´on que nace de suponer que ¬(A ⊆ B). Luego, lo correcto es A ⊆ B, lo cual demuestra el resultado.
  8. Detalle los elementos del conjunto {a, (a, b)}

Soluci´on. Los elementos son a y (a, b) porque a ∈ {a, (a, b)} y (a, b) ∈ {a, (a, b)}. por definici´on de par desordenado.

2 Ejercicios Propuestos

  1. En los siguientes numerales, traduzca de lenguaje escrito a lenguaje simb´olico (o viceversa de ser el caso). 1 .1) A = B ⇔ (A ⊆ B ∧ B ⊆ A). 1 .2) (b ∈ X ∧ X = Y ) ⇒ b ∈ Y. 1 .3) b pertenece al par ordenado de c y d si b = c o b = d. 1 .4) C es subconjunto de la uni´on de C y D. 1 .5) Si B es subconjunto de C, entonces la intersecci´on de B y C es igual a B.
  2. La expresi´on (A ∈ C ⇒ C ∈ B) ⇔ (A ∈ C) ¿representa una proposici´on de la teor´ıa de conjuntos?
  3. ¿Es verdadera la siguiente proposici´on ¬(A ∈ X ∧ B ∈ Y ) ⇔ (A 6 ∈ X ∨ B 6 ∈ Y )?
  4. Sean A, B, R, T , X y Y clases y A y C proposiciones. Escriba la negaci´on de los siguientes enunciados: (a) Para todo conjunto y , se tiene y ∈ A ∨ y ∈ B. (b) Existe un conjunto A tal que A ∈ X ⇒ A /∈ Y. (c) Para todo conjunto R, existe un conjunto T tal que A ∨ C.
  5. Dados los conjuntos A = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 }, B = { 3 , 5 , 7 , 9 , 11 } y C = { 0 , 2 , 4 , 6 , 8 }, determine las siguientes operaciones y luego repres´entelas mediante diagramas de Venn: (a) A ∩ B (b) C ∩ B (c) A − B (d) B − A
  6. Si S = { 2 k + 1 : k ∈ N ∧ k 6 8 } y T es el conjunto de todos los n´umeros naturales divisibles por 3 menores que 30, encuentre todos los elementos de: (a) S ∪ T (b) S ∩ T (c) S − T (d) T − S
  7. Sean a y b conjuntos. Determinar: (a) a ∩ {a}. (b) {{a}} ∩ (a, b). (c) (a, a).
  8. Si x = {y }, ¿se puede concluir que y ∈ x?
  9. Dadas las clases A y B, demuestre que Si A ∩ B = B , entonces B ⊆ A