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23/3/2021 1 Análisis Matemático I Ing. Roberto Lamas Prof. Adjunto Análisis Matemático I Trabajo Practico N° 1 Definición: Se llama proposición a toda expresión de la cual tenga sentido afirmar que sea verdadera o falsa. Nociones de lógica- Lógica simbólica 23/3/2021 2 Ejemplos: 1.- Que día es hoy? 2.- Messi juega al fútbol y gano 6 Balones de oro. 3.- El 18 de agosto de 2017 fue viernes. 4.- Hagan silencio !!! 5.- x + 6 = 9 6.- Si apruebo los parciales entonces regularizaré Análisis. 7.- El número e es racional. 8.- Miguel Díaz estudia Química o Informática. Se denotan con letras minúsculas: p : Messi juega al fútbol y ganó 6 Balones de oro. q : El 18 de agosto de 2017 fue sábado. r : Si apruebo los parciales entonces regularizaré Análisis. s : El número e es racional. t : Miguel Díaz estudia Química o Informática. 23/3/2021 3 Valor de verdad: se llama así a la verdad o falsedad de la proposición. v(p) = V v(r)= V v(q) = F v(s)= F v(t)= V El valor de verdad debe ser único, no puede cambiar. Las proposiciones pueden ser simples o compuestas. Simples: q : El 18 de agosto de 2017 fue sábado. s : El número e es racional. Compuestas: p : Messi juega al fútbol y gano 6 Balones de oro. r : Si apruebo los parciales entonces regularizaré Análisis. t : Miguel Díaz estudia Química o Informática. A los símbolos , , , , se denominan conectores lógicos. 23/3/2021 4 Operaciones entre proposiciones. 1) Negación: La negación de la proposición “p” es la proposición que se obtiene anteponiendo a la proposición “p” la palabra “no” o el símbolo “ “. Definición: El valor de verdad de la negación es opuesto al valor de verdad de la proposición dada. Ejemplo: s : El número e es racional. s : El número e no es racional. Tabla de verdad: p p V F F V v(p) = V v( ) = F 23/3/2021 5 2) Disyunción o suma lógica: La disyunción de las proposiciones p y q es la proposición que se obtiene escribiendo una a continuación de la otra unidas por la letra “o “ o el símbolo “ “ p q t : Miguel estudia Química o Informática p: Miguel estudia Química q: Miguel estudia Informática t : p q Tabla de verdad: p q p q V V V V F V F V V F F F Definición: El valor de verdad de la disyunción es falsa únicamente cuando ambas proposiciones son falsas. La disyunción es conmutativa. 23/3/2021 6 3) Conjunción o producto lógico: La conjunción de las proposiciones p y q es la proposición que se obtiene escribiendo una a continuación de la otra unidas por la letra “y “ o el símbolo “ “ p q t : Messi juega al fútbol y ganó 6 Balones de oro. p: Messi juega al fútbol . q: Messi ganó 6 Balones de oro. t : p q Tabla de verdad: p q p q V V V V F F F V F F F F Definición: El valor de verdad de la conjunción es verdadera únicamente cuando ambas proposiciones son verdaderas. La conjunción es conmutativa. 23/3/2021 7 4) Implicación ( Condicional ) : La implicación de las proposiciones p y q es la proposición que se obtiene escribiendo una a continuación de la otra unidas por la palabra “implica“ o el símbolo “ “ p q t : Si apruebo los parciales entonces te presto mis apuntes. Si p entonces q p : antecedente q : Consecuente p : Hipótesis q : tesis. Tabla de verdad: p q p q V V V V F F F V V F F V Definición: Una implicación es falsa únicamente cuando el antecedente es verdadero y el consecuente falso. 23/3/2021 8 Condicional Se establece una relación entre antecedente y consecuente. p es condición suficiente para q ( basta que se cumpla p para que se cumpla q ) q es condición necesaria para p ( si o si debe cumplirse q para que se cumpla p ) Otras formas: Si p entonces q p es condición suficiente para q p solo si q De p se deduce q q es condición necesaria para p q se deduce de p 23/3/2021 9 Implicaciones asociadas Dada p q que llamamos directa , se pueden definir otras implicaciones asociadas. Contraria : p q Recíproca : q p Contra recíproca: q p Ejemplo: Si 5 N 5 R Directa Si 5 R 5 N Recíproca Si 5 N 5 R Contraria Si 5 R 5 N Contra recíproca La directa y la contra recíproca tienen el mismo valor de verdad. 23/3/2021 10 Equivalencia o doble implicación o bicondicional Equivalencia ( Bicondicional ) : La equivalencia de las proposiciones p y q es la proposición que se obtiene escribiendo una a continuación de la otra unidas por la palabra “ equivale“ o el símbolo “ “. Se denota p q Ejemplo : Si x = – 2 o x = 2 x2 – 4 = 0 Ejemplo: Si T es equilátero si y solo si T es equiángulo. Tabla de verdad: p q p q V V V V F F F V F F F V Una equivalencia es verdadera únicamente cuando ambas proposiciones tienen el mismo valor de verdad. 23/3/2021 11 Otras formas : p es condición necesaria y suficiente para q p si y solo si q. De p se deduce q y q se deduce de p Esquemas proposicionales En el caso x + 6 = 9 dijimos que no era proposición. Pero si reemplazamos x por un número se transforma en una proposición, que puede ser verdadera o falsa. 23/3/2021 12 Definición: Un esquema proposicional es una expresión que contiene una o más variables y que se puede transformar en una proposición cuando se reemplazan cada una de las variables por un elemento de su conjunto universal. Se denota por p(x) : x + 6 = 9 con U1 = R es un esquema proposicional m(x) : x + 2 =7 con U2 = { x / x es un color } no es esquema proposicional Cuantificadores Otra forma de convertir una expresión en una proposición es mediante los cuantificadores. 1) Universal: ( para todo ) Si a un esquema proposicional le anteponemos un cuantificador universal obtenemos otra proposición de la forma: 23/3/2021 13 x U : p(x) x , y , z U : q(x, y , z) x U1, y U2 , z U3 : p( x, y ,z ) Son proposiciones ? Si los son, porque dice que al reemplazar la o las variables por elementos del conjunto universal transforma el esquema en una proposición. En otras palabras, todo elemento del conjunto universal satisface el esquema. Ejemplo : x R : x es positivo Falsa x N : x es positivo Verdadera 23/3/2021 14 2) Existencial : ( Existe , hay algún ) Si le anteponemos este cuantificador la proposición toma la forma: x U / p(x) Significa que hay algún elemento del conjunto universal que verifica que al reemplazarlo, el esquema se transforma en una proposición. Ejemplo: x R / x es positivo Verdadera x A / x es positivo siendo A = { x / x R x < 0} Falsa 23/3/2021 15 Negación de las proposiciones cuantificadas. ( x U : p(x) ) x U / p(x) ( x U / p(x) ) x U : p(x) Ejemplo: x / x es impar. Existe x, tal que x es un número impar. Existen números impares. Hay números impares. Cuál sería la negación? 23/3/2021 16 Negación: x : x no es impar. No hay números impares. No existen números impares. Todos los números no son impares. Leyes de De Morgan 1) ( p q ) p q ( p q ) p q (p q ) p q 23/3/2021 17 Ejemplo: Todo el que la conoce, la admira. Puede enunciarse: Cualquiera sea la persona, si la conoce, entonces la admira. P(x) : x la conoce. Q(x) : x la admira. En símbolos: x : P(x) Q(x) La negación sería : x / P(x) Q(x) Lenguaje común : Hay personas que la conocen y no la admiran. Como se demuestra la veracidad o falsedad de una proposición cuantificada? Si la proposición es verdadera: x U : p(x) en forma genérica x U / p(x) Con un ejemplo 23/3/2021 18 Si la proposición es falsa: x U : p(x) estoy negando la misma ( x U : p(x) ) x U / p(x) Con un ejemplo ( contraejemplo) x U / p(x) estoy negando la misma ( x U / p(x) ) x U : p(x) En forma genérica Intervalos Un subconjunto de la recta real se llama intervalo si contiene al menos dos números y contiene todos los números reales que están entre dos cualesquiera de sus elementos. Por ejemplo: [ – 2 , 3 ] , [ 6 , 9 ) , ( 6 , ) 23/3/202119 Ejemplo: Cerrado : [ – 2 , 3 ] Semiabierto : [ – 2 , 3 ) Abierto: ( – 2 , 3 ) Infinito : [ a , ) , ( , b ] ( a , ) , ( , b ) ( , ) Valor absoluto El valor absoluto de un número x, denotado por | x | , se define como : | x | = 23/3/2021 20 Ejemplo: a) | 5 | = ?? b) | – 7 | = ?? Solución: a)| 5 | = ?? 5 > 0 , por lo tanto | 5 | = 5 b) | – 7 | = ?? – 7 < 0 entonces – ( – 7 ) = 7 Desigualdades con valor absoluto: La desigualdad | a | < D dice que la distancia de “a” a 0 es menor que D. Entonces “a” debe estar comprendida entre D y – D. Entonces: | a | D – D a D D | a | D a a – D 23/3/2021 21 Ejemplo: a) | x – 5 | < 9 Aplicamos –9 < x – 5 < 9 , por lo tanto – 9 + 5 < x < 9 + 5 entonces – 4 < x < 14 o x ( – 4, 14) b) | x + 3 | > 8 Aplicamos x+3 > 8 x+3 < – 8 , a continuación x > 5 x < – 11, solución x – – ) Cotas y extremos de un conjunto Sea A R Definición1: El número real c es cota superior de A cuando x A : c x Definición2: El número real d es cota inferior de A cuando x A : d x Definición3: El conjunto A esta acotado superiormente cuando posee cota superior. 23/3/2021 22 Definición4: El conjunto A esta acotado inferiormente cuando posee cota inferior. Definición5: El conjunto A esta acotado cuando está acotado superiormente e inferiormente. Ejemplo 1 : A = [ – 5 , 8 ) Cotas superiores: 9 ; 10 ; 10,1 ; 8 ( ? ) ; 100 ; 1000 ; …… Cotas inferiores : – 10 ; – 20; – 5,001; – 5 ( ? ); – 100; …… Cotas superiores: [ 8 , ) Cotas inferiores: ( – , – 5 ] Ejemplo2: B = [ 7 , ) Cotas superiores ; NO tiene Cotas inferiores: ( – , 7 ] 23/3/2021 23 Definición6: Se llama supremo del conjunto A a la menor de las cotas superiores. Definición7: Se llama ínfimo del conjunto A a la mayor de las cotas inferiores. Definición8: Cuando el supremo pertenece al conjunto, se lo llama máximo. Definición9: Cuando el ínfimo pertenece al conjunto, se lo llama mínimo. Para el ejemplo1: A = [ – 5 , 8 ) Cotas superiores: [ 8 , ) Cotas inferiores: ( – , – 5 ] Sup(A) = 8 Max(A) = No tiene Inf(A) = – 5 min(A) = – 5
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