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CONCEPTOS Números Naturales Son todos aquellos números que nos sirven para contar y se ubican dentro de los números reales los números naturales son infinitos se encuentran a la derecha de la recta numérica; establecen una correspondencia biunívoca, se dividen en pares, nones y dígitos. Números Enteros Se encuentran ubicados dentro de los números reales y pertenecen a los racionales, se dividen en naturales y negativos. Números Racionales Un numero racional es aquel número de la forma A÷B donde B es diferente de A. Dichos números se encuentran ubicados dentro de los números reales y se dividen en enteros y fraccionarios. Números Irracionales Son números cuya escritura decimal no puede tener un numero finito de cifras decimales ni un numero infinito de cifras decimales periódicas. Tienen una expresión decimal con infinitas cifras decimales no periódicas. Números Reales Es el conjunto de números que incluye a todas los números anteriores. Naturales Enteros Negativos Racionales Decimal Reales Fraccionarios Común Irracionales Números Racionales Q = a/b, donde “a” y “b” son números enteros, b ≠ 0 Ejemplos: ¾, -5/2, 24/724, 0/3... Representación de los Q en una recta numérica. Ejemplo : Representar en una recta numérica los siguientes números racionales. -7, 5, ¾. -8 = -2 2 Mixtos 5 no es racional 3 3 0 0 si es racional 3 Conjunto de Números Conjunto colección bien definida de elementos Notación: Gráfica a través de los diagramas de Venn { } A, B Métodos para definir un conjunto a) Extensión enumerar los elementos A= {1,2,3,4,5} b) Comprensión dar una propiedad a los elementos A= {x|1< X<3, X E N} Conjuntos y Subconjuntos Conjunto vacío: (sin elementos) Conjunto universal: todos los elementos del conjunto o problema dado ∪. Símbolo de elemento: relaciona con un conjunto ∈ su contrario ∉ significa que no pertenece. Subconjunto a es un subconjunto de b si todos los elementos a se encuentran en b. Subconjunto propio: a es un subconjunto propio de b si no tiene los mismos elementos c “TODO CONJUNTO ES UN SUBCONJUNTO DE SÍ MISMO” A ⊂ A A = A A ⊂ B = B ⊃ A 1 2 1 A es subconjunto de B B es súper conjunto de A Conjuntos iguales: A=B ⇔ A ⊂ B y B ⊂ A A={1,2,3} B={1,2,1,3} Correspondencia biunívoca: cuando entre dos conjuntos correspondan cada elemento de A con B y viceversa. 1 2 3 a b c a ⇔1 b ⇔2 c ⇔3 Conjuntos equivalentes: A es equivalente a B si se puede establecer una correspondencia biunívoca entre sus elementos. A~B Conjuntos numerables: son numerables cuando a cada uno de sus elementos se le puede establecer un número N N{1,2,3,4,5…} (1,a) (2,b) (3,c) a b c Numerable es infinito Finito es contable Contable es N Concepto de número: cardinalidad del símbolo que se anota como número. Familia de conjuntos: Ω={A,{0,1}, B} Conjunto potencia: Familia de todos los subconjuntos de un conjunto dado. A={1,2,3} 23=2A={{1},{2},{3},{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},∅} Operaciones con conjuntos Unión A ⊂ B={x | x ∈ A ó x ∈ B} Intersección A ∩ B={x | x ∈ A y x ∈ B} Resta A - B={x | x ∈ A y x ∉ B} Complemento A’=Ac=U-A={x | x ∉ A}= { x | x ∈ U y x ∉ A} A – B={x | x ∈ A y x ∉ B}= A ∩ B’ A ∩ B={x | x ∈ A y x ∈ B}= A - B’ Propiedades Reflexiva A=A Simétrica Si A=B ⇒ B=A Transitiva Si A=B y B=C ⇒ A=C Conmutativa A ∪ B = B ∪ A A ∩B = B ∩ A Asociativa A ∪ (B ∪ C) = (A ∪ B) ∪ C A ∩ (B ∩C) = (A ∩ B) ∩C Distributiva A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C) A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C) Leyes de Morgan (A ∪ B)’= A’ ∩ B’ El complemento de la unión es la intersección de los complementos. (A ∩ B)’= A’ ∪ B’ El complemento de la intersección es la unión de los complementos. (A’)’=A ∅’ = U U’ = ∅ A ∪ ∅ = A A ∩ ∅ = ∅ A ∪ U = U A ∩ U = A Ejercicios 1) Escribir en forma tabular los siguientes conjuntos a) {x|x2=4} x={2,-2} b) {x|x2=9, x-4=-1} x={3} c) {x|x2+7x+12=0} 2 17 2 17 2 48497x ±−=±−=−±−= x={3,-4} d) {x| x es par, x ∈N} x={2,4,6,8,… ∝} 2) Tomando en consideración el conjunto E={0,1}, determine cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera y cual es falsa. a) {0}∈E F b) {0,1}∈2E V c) ∅∈E F d) {∅} ⊂ 2E V e) 1∈E V f) ∅ ⊂ 2E V g) ∅ ⊂ E V h) {0,1}⊂ E V i) {{0,1}} ⊂ 2E V 3) Sacar el conjunto potencia de A={0,{1},3} 23=2A={{0},{{1}},{3},{0,{1}},{{1},3},{0,3},{0,{1},3},∅} 4) Sean A={2,3,4] B={x2=4, x es positivo} B=2 C={x|x-6x+8=0} C={2,4] D=x|x es par]} D={2,4,6,...} Completar las siguientes afirmaciones insertando ⊂ ó ⊃ a) A ⊃ B b) A ⊃ C c) B ⊂ C d) B ⊂ D e) C ⊂ D Operaciones de Conjuntos U={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10} A={1,2,4,7,19] B={2,4,5,6,8,9,10} C={5,7,9,10} A-B={1,7} A ∪ (B ∩C)’ B ∩C={5,9,10} (B ∩C)’={0,1,2,3,4,6,7,8} A ∪ (B ∩C)’={0,1,2,3,4,6,7,8,10} B ∩ (A ∪C)’ A ∪C={1,2,4,5,7,9,10} (A ∪C)’={0,3,6,8} B ∩ (A ∪C)’={6,8} Conjunto de Números ℜ todos los números que se pueden expresar en los decimales Propiedades Cerradura Suma: Si a ∈ ℜ y b ∈ ℜ ⇒ a+b ∈ ℜ Multiplicación: Si a ∈ ℜ y b ∈ ℜ ⇒ a*b ∈ ℜ Conmutativa Suma: a,b ∈ ℜ ⇒ a+b = b+a Multiplicación: a,b ∈ ℜ ⇒ a*b = b*a Asociativa Suma: a,b,c ∈ ℜ ⇒ a+(b+c) = (a+b)+c Multiplicación: a,b,c ∈ ℜ ⇒ a*(b*c) = (a*b)*c Distributiva Si a,b,c ∈ ℜ ⇒ a*(b+c) = a*b + a*c (izquierda) (b+c)*a = b*a + c*a (derecha) Elemento Neutro Suma: Existe 0 ∈ ℜ ⇒ a + 0 = 0 + a = a Multiplicación: Existe 1 ∈ ℜ ⇒ a * 1 = 1 * a = a Elemento Inverso Suma: Existe -a ⇒ a + (-a) = 0 Multiplicación: Si a ≠ 0 existe a 1 ⇒ a * a 1 = 1 Orden Aditiva o suma: Si a,b, c ∈ ℜ y a < b ⇒ a+c < b+c Multiplicación: Si a,b, c ∈ ℜ, c < 0 y a < b ⇒ a*c > b*c Densidad: Si a,b ∈ ℜ y a < b existe c ∈ ℜ tal que a < c < b Completez: A cada punto de la recta numérica le corresponde un número real y a cada número real un punto de la recta. Números Naturales N={1,2,3,4,5,...} Plenos: Ν ∪ {0}= N0={0,1,2,3,4,5,...} Enteros: E = E ∪ {0} ∪ E+ = {...,-3,-2,-1,0,1,2,3,...} E- ∪ {0} = no positivos E+ ∪ {0} = no negativos Racionales ϑ: los decimales infinitos periódicos o decimales finitos 8.4 5 24 = 142857.0 ...00000010 0000050 000040 00060 0020 030 103 Irracionales ϑ’: todos los que no son racionales, decimales infinitos no periódicos Números Reales Racionales Irracionales Enteros Positivos Negativos Cero Conjuntos de Números - Números Reales. CONJUNTOS DE NÚMEROS (NÚMEROS REALES). Origen de los números. - La notación numérica usada universalmente en la actualidad procede de sistemas de numeración hindúes ya existentes hacia el siglo VI d.C. Estos sistemas ofrecían respecto de los utilizados en Europa hasta entonces dos ventajas sustanciales: - El concepto del número 0, que, aunque probablemente fue importado de las culturas mesopotámicas, se integró por primera vez en un sistema decimal junto con las otras nueve cifras del sistema. (La noción de cero había sido también desarrollada en América por la cultura maya). - La asignación de un valor posicional a cada cifra, de manera que un mismo guarismo tenía un valor diferente según su posición global en la expresión de la cantidad numérica. - Este sistema fue adoptado por los árabes antes del siglo IX, y popularizado por los escritos de Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi (780 d.C. – 850 d.C.), autor del primer manual de aritmética inspirado en el sistema decimal posicional. Sistemas de numeración: - Un sistemade numeración puede definirse como un conjunto de signos, relaciones, convenios y normas destinados a expresar de modo gráfico y verbal el valor de los números y las cantidades numéricas. - Sistemas de carácter posicional. - En un sistema de numeración se contemplan varios elementos fundamentales: - La base del sistema, que se define como un convenio de agrupación de sus unidades. Por ejemplo, la base 10 o decimal agrupa diez unidades, mientras que la binaria únicamente agrupa dos. - Los numerales del sistema, o cifras elementales que se utilizan, según la base. En el sistema decimal, se usan los numerales 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9. En cambio, en el sistema binario tan sólo se emplean el 0 y el 1. - Las normas de combinación de los numerales para formar los números. Según ello, a cada cifra se le ascoian dos propiedades: su valor absoluto intrínseco y su valor posicional o relativo, que depende de la posición que ocupa en la cantidad numérica. Dado un número escrito como la sucesión de numerales en la base , puede descomponerse en forma polinómica del modo siguiente: n 0121 ,,,...., aaaaa nn − b nn n nnnb babababaaaaaaan ⋅+⋅++⋅+⋅+== − −− 1 1 2 2100121( ....,,,...., Pag. 1 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Cambios de base: Las equivalencias entre cantidades numéricas escritas en diferentes bases de numeración se obtienen habitualmente mediante una conversión intermeia a la base decinal. Así, por ejemplo, para escribir en base 4 se procedería del modo siguiente: 5(341 - Se convertiría a base 10. 5(341 - Se transformaría el resultado decimal obtenido a base 4. - Para pasar un número de una base cualquiera a la decimal, se recurre a la forma polinómica. Por ejemplo: 10( 2 5( 967520153541341 =++=⋅+⋅+= - Para transformar un número de base decimal a otra base, se divide por esta base tantas veces como sea necesario hasta obtener un resto menor que la base; después, se anotan como numerales el último cociente y, en orden inverso, los sucesivos restos obtenidos. 96 4 16 24 4 0 0 6 4 = = 2 1 = = Luego: 96341 = 4(10(5( 1200= Pag. 2 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Conjuntos de Números. N Los números naturales: N = {1,2,3,...} N* = {0,1,2,3,...}. Ver: "Axiomas construcción Números Naturales". Z Los números enteros: Z = {...,-3,-2,-1,0,1,2,3,...}. Nota: Un número n sólo será número primo, si tiene cuatro divisores ( )1,1,, −+−+ nn . El 0 y el 1 no son números primos, ya que tienen solamente dos divisores ( )1,1 −+ . { }.....,13,11,7,5,3,2positivos enteros primos Números = Q Los números racionales: Q = {x / x = a/b; donde Ζ∈ba, , b≠0} 1/3, 8/4, 5'6, -4'2333..,.. (Conjunto que engloba a los números enteros y a los fraccionarios positivos y negativos). - Los números que tienen un número finito de decimales ⇒ son racionales. - Los números que son periódicos ⇒ son racionales. Q' Los números irracionales: Q' = {x / x ≠ a/b; donde Ζ∈ba, , b≠0} 3 , π, 1'24587215963...,..... - Los números que tienen infinitos decimales y no son periódicos ⇒ son irracionales. - Los números irracionales se dividen, a su vez, en: - Algebraicos: aquellos que son solución de alguna ecuación algebraica - Trascendentes: aquellos que no son solución de ninguna ecuación algebraica • Como curiosidad, podemos decir que existen más números trascendentes que algebraicos. R Los números reales: R = {números decimales, incluso con infinitos decimales} = . 'QQ ∪ - Con los números reales llenamos la recta. C Los números complejos: C = {a+bi / a,b pertenecen a los reales , 1−=i } - Los números complejos se representan en el plano. - Con los números complejos toda ecuación tiene solución. Pag. 3 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Relaciones entre los conjuntos numéricos: Z Enteros. Q Racionales. R Reales. Enteros negativos. (1) Imaginarios. Irracionales. Fracciones. (2) C Complejos. N Naturales. (1) Se puede probar que no existe 0 : t.q. =+Ν∈ xnx Y para resolver esta ecuación en la igualdad se introduce el símbolo (-n) que llamaremos el negativo de n. Esto implica que el conjunto de los naturales ha sido extendido al conjunto de los enteros. (2) Se puede observar que para algunos naturales ba y no existe bax : t.q. =Ν∈x (ej.: 38 : t.q. existe no ∈Ν =xx ). Ahora extenderemos el conjunto de los números enteros al conjunto de los racionales. Pag. 4 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Axiomas construcción Números Naturales1. i) . Ν∈1 Indica que por lo menos N posee un elemento ( )∅≠N . ii) Si entonces, existe un número natural Ν∈n único llamado siguiente de n (sig(n)). Esto significa que N es un conjunto infinito, osea: { } { },....3,2,1)),....1((),1(,1 ==Ν sigsigsig El hecho de que sea único impide que un número tenga dos siguientes. iii) Sig(n) ≠1 para todo n que está en N. Este axioma indica que el 1 es el primer elemento del conjunto N, es decir, no existe ningún elemento antes del 1. iv) Si sig(n) = sig(m) entonces n = m. Osea, que no hay dos naturales diferentes que tengan el mismo siguiente. v) Si que tiene las siguientes propiedades: NK ⊂ i) K∈1 ii) Si KP ∈ , entonces KPsig ∈)( , entonces . NK = Principio de Inducción. Permite probar propiedades de los Números Naturales. Def.: A cada dos números naturales podemos asociarle un número natural por medio de una operación llamada suma en N. Esta suma tiene las siguientes propiedades: a) )(1 nsign =+ b) )()( mnsigmsign +=+ Def.: Dados dos números naturales podemos asociarle un número natural por medio de la operación llamada producto en N. Este producto tiene las siguientes propiedades: c) nn =×1 d) nnmmsign +=× )( (cuando está definida). nm Propiedades operaciones con Números Naturales. (1) OPERACIONES. Propiedades. Adición. Producto. Conmutativa. abbaba +=+Ν∈∀ ,, abbaba ⋅=⋅Ν∈∀ ,, Asociativa. ( ) ( )cbacbacba ++=++Ν∈∀ ,,, ( ) ( cbacbacba ⋅⋅=⋅ )⋅Ν∈∀ ,,, Elemento neutro. aaaqta =+=+Ν∈∃Ν∈∀ 00:..,0 , aaaqta =⋅=⋅Ν∈∃Ν∈∀ 11:..,1 , Distributiva. ( ) cabacbacba ⋅+⋅=+⋅Ν∈ ,,, ∀ (1) Ver "propiedad cerradura Operaciones binarias" N, Z (suma, multiplicación). 1 Mediante estos axiomas se define / construye el conjunto de los números naturales. Pag. 5 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Propiedades operaciones con Números Enteros. (1) OPERACIONES. Propiedades. Adición. Producto. Conmutativa. abbaba +=+Ζ∈∀ ,, abbaba ⋅=⋅Ζ∈∀ ,, Asociativa. ( ) ( )cbacbacba ++=++Ζ∈∀ ,,, ( ) ( cbacbacba ⋅⋅=⋅⋅ )Ζ∈∀ ,,, Elemento neutro. aaaqta =+=+Ζ∈∃Ζ∈∀ 00:..,0 , aaaqta =⋅=⋅Ζ∈∃Ζ∈∀ 11:..,1 , Elemento simétrico. 0)()(:..,a , =+−=−+Ζ∈−∃Ζ∈∀ aaaaqta NO se cumple. Distributiva. ( ) cabacbacba ⋅+⋅=+⋅Ζ∈ ,,, ∀ (1) Ver "propiedad cerradura Operaciones binarias" N, Z (suma, multiplicación). Propiedades operaciones con Números Reales. Cerradura. Rba ∈∀ , Rba ∈+ ; Rba ∈⋅ Conmutativa. Rba ∈∀ , abba +=+ ; abba ⋅=⋅ Asociativa. Rcba ∈∀ ,, ( ) ( )cbacba ++=++ ( ) ( cbacba ⋅⋅=⋅⋅ ) Distributiva. Rcba ∈∀ ,, ( ) cabacba ⋅±⋅=±⋅ Identidad. a) Para la suma: Cero es el elemento idéntico de la suma: , Ra ∈∀ aaa =+=+ 00 b) Para el producto: El uno es el elemento idéntico para el producto: , Ra ∈∀ aaa =⋅=⋅ 11 Inverso. a) Inverso aditivo: RaRa ∈−∈∀ , es el inverso aditivo de a, tal que: 0)( =−+ aa Observación: Si )( , babaRba − = + −∈ b) Inverso multiplicativo: R a aRa ∈≠∈∀ 1,0,es el inverso multiplicativo de a, tal que: 11 =⋅ a a Observación: ( )baRba 1ba , ⋅=∈Si Pag. 6 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Obtención fracción generatriz. Las fracciones nos dan números decimales exactos, periódicos puros (sin anteperiodo) o periódicos mixtos (con anteperiodo). 10/4=2.5 exacto 1/3= 0 3' ) periódico puro 743/90=8 25' ) periódico mixto A partir de una fracción obtenemos un número decimal, pero ¿A partir de un número decimal podemos obtener la fracción de donde proviene?. Puede ocurrir dos casos: a) Si el número es decimal exacto, se divide el número sin comas, entre un 1 seguido de tantos ceros como cifras tenga la parte decimal: 87 256 87256 1000 ' = b) Si el número es decimal periódico se pone el número entero sin decimales ni ''gorritos'', se le resta la parte no periódica y se divide por tantos nueves como cifras tenga el periodo y tantos ceros como cifras tenga el anteperiodo (si lo hay). 10 3 103 10 9 93 9 31 3 '$ = − = = 5 235 5235 523 900 4712 900 1178 225 ' $ = − = = Ordenación de los números. La ordenación de los números se hace en una recta que se llama recta real. | | | | | | | | | | | -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 Una vez situados los números, será más grande aquel que esté situado más a la derecha, así por ejemplo el -2 es mayor que el -5. Una forma de comparar dos números es utilizar los siguientes símbolos: > mayor que 6 > -4 < menor que -5 < -2 ≥ mayor o igual que 8 ≥ 8 ≤ menor o igual que -1 ≤ 6 Si lo que se está comparando son fracciones, entonces tenemos dos opciones, o realizamos la división y comparamos los números decimales, o a partir de fracciones equivalentes comparamos las fracciones. Por ejemplo: ¿Qué es mayor 8/5 o 11/6? 8/5 = 1'6 y 11/6 = 1'83, luego 8/5 < 11/6. La otra forma de hacerlo sería multiplicar el numerador y denominador de las dos fracciones por números de tal forma que el denominador sea el mismo: 8/5 = 48/30 y 11/6 = 55/30 luego es mayor 11/6 que 8/5 ya que 55 es más grande que 48. Pag. 7 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Intervalos sobre la recta real: Notación y características de los intervalos de la recta real. Nombre Símbolo Significado Intervalo abierto (n, m) o ]n, m[ { }mxnx <</ números comprendidos entre n y m. Intervalo cerrado [n, m] { }mxnx ≤≤/ números comprendidos entre n y m, con estos dos incluidos. ]n, m] { }mxnx ≤</ abierto por la izquierda y cerrado por la derecha. Intervalos semiabiertos ]n, m) { }mxnx <≤/ cerrado por la izquierda y abierto por la derecha. (-∞, m) { }mxx </ números menores que m. (-∞, m] { }mxx ≤/ números menores o iguales que m. (n, ∞) { }nxx >/ números mayores que n. Otros intervalos [n, ∞) { }nxx ≥/ números mayores o iguales que n. Representación gráfica de los intervalos sobre la recta real: 1) Intervalo abierto (n, m): n m 2) Intervalo cerrado [n, m]: n m 3) Intervalos semiabiertos: n (n, m] m n [n, m) m 4) Otros intervalos: (-∞, m) m (-∞, m] m n (n, ∞) n [n, ∞) Pag. 8 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. El valor absoluto a de un número real es: a ⎩ ⎨ ⎧ <− ≥ = 0si 0 si aa aa a Por definición, el valor absoluto de un número es siempre no negativo y verifica: i) R∈∀−= aaa . ii) R∈∀= babaab , . iii) 00 =⇔= aa . iv) baba +≤+ . (Desigualdad triangular). Pag. 9 / 10 Conjuntos de Números - Números Reales. Jaime Martínez Rubio. e-mail: jaimemtnezrubio@yahoo.com jaume.martinez@grupobbva.com 26 de diciembre de 2006 Pag. 10 / 10 Conjuntos Numericos.pdf CONCEPTOS Números Enteros Números Racionales Números Irracionales Números Reales conjuntos de numeros.pdf Conjunto de Números Métodos para definir un conjunto Conjuntos y Subconjuntos Subconjunto propio: a es un subconjunto propio de b si no tiene los mismos elementos c “TODO CONJUNTO ES UN SUBCONJUNTO DE SÍ MISMO” B es súper conjunto de A Numerable es infinito Leyes de Morgan Ejercicios Operaciones de Conjuntos conjunto de numeros 2.pdf Propiedades Suma: Si a ( ( y b ( ( ( a+b ( ( Multiplicación: Si a ( ( y b ( ( ( a*b ( ( Orden Conjuntos de Numeros - Numeros Reales.pdf
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