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MATEMÁTICA Universidad Nacional de Córdoba Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales Departamento Ingreso CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS 2 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CÓRDOBA FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICAS Y NATURALES DEPARTAMENTO INGRESO CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS MATEMÁTICA Diseño y diagramación: Sebastián Prevotel / Lucía Navarro sebastianprevotel@gmail.com 3 Autoridades de la FCEFyN Decano Mg. Ing. Pablo Recabarren Vice-Decana Mg. Ing. Adriana Cerato Secretario General Ing. Daniel Lago Secretaría Académica (Área Ingeniería) Dra. Inga. Magalí Evelín Carro Pérez Secretaría Académica (Área Biología) Bióloga Analía González Secretaría Académica (Área Geología) Geólogo Raúl Paredes Secretaría Académica de Investigación y Post-Grado (Área Ingeniería) Dr. Ing. Federico Pinto Secretaría Académica de Investigación y Post-Grado (Área Ciencias Naturales) Dra. Marcela Cioccale Secretaría de Extensión Ing. Luis Antonio Bosch Secretaría Técnica Ing. Julio Alfredo Capdevila Aliaga Secretaría Administrativa Sr. Ángel H. Giménez Secretaría de Bienestar Estudiantil Ing. Oscar Alberto Cáceres Prosecretaría Académica Área Ingeniería Ing. Lisandro A. Capdevila Prosecretaría de Concursos Ing. Germán Naldini 4 TODA LA INFORMACIÓN DEL INGRESO LA PUEDE ENCONTRAR EN LA PÁGINA WEB DE LA FACULTAD http://www.portal.efn. uncor.edu/ en la sección INGRESANTES. Es IMPRESCINDIBLE que lea TODOS los archivos que figuran allí. Los exámenes de Matemática se rinden de manera pre- sencial, y deberá llevar documento oficial que acredite feha- cientemente su identidad, con foto, y los elementos necesarios para realizar la evaluación (lapicera azul o negra, hojas, NO está permitido el uso de calculadora). En una pizarra dispuesta a la entrada del edificio estará publicada el aula que le corres- ponde por carrera. Habrá personal para indicarle su ubicación. La duración del examen es de una hora y media y al finalizar se le informará cuándo estarán las calificaciones obtenidas en los avisadores de Ingreso y el día y hora en que usted podrá revisar su examen. Recuerde que para aprobar el examen final de Matemática del Ciclo de Nivelación es necesario alcanzar un 60% del puntaje total asignado a la evaluación. Las calificacio- nes posibles serán Aprobado o No aprobado. Si no aprobara el examen en diciembre, recuerde que deberá reinscribirse durante ese mismo mes (consultar las fechas en la página web de la facultad) para poder cursar Matemática en la modalidad presencial. Recuerde que para ingresar al Laboratorio de Educación Vir- tual (LEV), utilizara tanto para su usuario como su contraseña su DNI (en caso de error de contraseña recupere la misma). Recuerden que el e-mail que usted cargó en el sistema Guaraní cuando se inscribió, será a donde le lleguen las notas del CINEU y mensajes varios del LEV, por lo que debe de mante- nerlo actualizado. ¡Esperamos contarlo entre nuestros alumnos! INFORMACIÓN IMPRESCINDIBLE CINEU 5 PRÓLOGO ................................................................................................................. 8 PROGRAMA .............................................................................................................. 9 1. LÓGICA SIMBÓLICA. NÚMEROS REALES Y NÚMEROS COMPLEJOS ......... 12 1.1. Proposiciones. Conectivos lógicos y tablas de verdad. Implicaciones y equivalencias lógicas. Tautologías, contradicciones y contingencias. Argumentos y modos de demostración........................................................................................ 15 1.1.1 Proposiciones ......................................................................................... 15 1.1.2. Conectivos lógicos y tablas de verdad ..................................................... 16 1.1.3. Implicaciones y equivalencias lógicas ..................................................... 20 1.1.4. Tautologías, contradicciones y contingencias .......................................... 24 1.1.5 Argumentos y modos de demostración. ................................................... 26 1.1.6 Cuantificadores ........................................................................................ 28 1.2.1 Números reales. Operaciones y Propiedades .......................................... 37 1.2.2. Potencias y raíces de números reales ..................................................... 39 1.3. Números complejos ....................................................................................... 44 1.3.1. Representación gráfica de los números complejos.................................. 50 1.3.2. Clasificación de los números ................................................................... 50 1.4. Ejercitación de la Unidad ............................................................................... 51 2. POLINOMIOS ...................................................................................................... 46 2.1 Introducción .................................................................................................... 48 2.1.1 Definición de polinomio ............................................................................ 48 2.2 Operaciones con polinomios ........................................................................... 50 2.2.1 Adición: .................................................................................................... 50 2.2.2 Sustracción de polinomios ........................................................................ 51 2.2.3 Multiplicación de polinomios ..................................................................... 51 2.2.4 División de polinomios .............................................................................. 53 2.3 Divisibilidad y raíces ....................................................................................... 55 2.3.1 Especialización, valuación o valor numérico de un polinomio ................... 56 2.3.2 Teorema del resto .................................................................................... 57 2.4 Raíz de un polinomio ...................................................................................... 57 2.4.1 Corolario del teorema del resto ................................................................ 58 2.4.2 Orden de multiplicidad de una raíz ........................................................... 58 2.4.3 Observaciones: ........................................................................................ 58 2.5 Transformación de un polinomio en un producto ............................................ 60 2.6 Ejercitación de la unidad 2 .............................................................................. 62 6 3. FUNCIONES ........................................................................................................ 65 3.1. Funciones ...................................................................................................... 67 3.1.1. Conjuntos y subconjuntos ....................................................................... 67 3.1.2. Operaciones con conjuntos ..................................................................... 69 3.1.3. Par ordenado, producto cartesiano ......................................................... 71 3.1.4. Ejemplos de productos cartesianos ......................................................... 72 3.2. Correspondencia entre puntos de la recta y números reales ......................... 72 3.3. Pares ordenado de Números Reales ............................................................. 74 3.4. Conjunto de puntos: Intervalos ...................................................................... 75 3.5. Relación y sus Representaciones .................................................................. 76 3.6. Funciones ......................................................................................................79 3.6.1. Imagen de una función ............................................................................ 84 3.7. Funciones de primer grado y de segundo grado ............................................ 85 3.7.1. Funciones Constantes ............................................................................. 85 3.7.2. Funciones de primer grado ...................................................................... 85 3.7.3. Funciones de segundo grado .................................................................. 88 3.4. Ejercicios ....................................................................................................... 95 4. ECUACIONES ................................................................................................... 110 4.1. Ecuación de 1° grado con una incógnita. ..................................................... 113 4.2. Ecuación de 1° grado con dos incógnitas. ................................................... 115 4.3. Sistema de dos ecuaciones de 1° grado con dos incógnitas ........................ 116 4.4. Ecuación de 2° grado con una incógnita ...................................................... 121 4.5. Soluciones complejas de una ecuación de 2° grado .................................... 123 4.6. Reconstrucción de la ecuación de 2° grado conocidas sus raíces ............... 124 4.7. Sistemas mixtos. Métodos de sustitución ..................................................... 125 4.8. Ejercitación de la Unidad 4 .......................................................................... 127 4.9. Resolución de Problemas. Planteamiento de problemas ............................. 132 4.9.1. Introducción ........................................................................................... 132 4.9.2. Formulación de expresiones algebraicas .............................................. 132 4.9.3. Planteamiento de Problemas................................................................. 133 4.9.4. ¿Qué se necesita para resolver un problema? ...................................... 141 4.9.5. Respuestas ........................................................................................... 143 5. TRIGONOMETRÍA ............................................................................................. 145 5.1. Longitud de un arco de circunferencia ......................................................... 148 5.2. Ángulos y su Medición ................................................................................. 149 5.3. Funciones trigonométricas ........................................................................... 151 5.3.1. Funciones Seno y Coseno .................................................................... 151 7 5.3.2. La Función Tangente ............................................................................ 153 5.3.3. La Función Cotangente ......................................................................... 155 5.3.4. La Función Secante .............................................................................. 156 5.3.5. Función Cosecante ............................................................................... 156 5.4. Resolución de triángulos .............................................................................. 157 5.5. Fórmulas de adición..................................................................................... 160 5.6. Ejercitación de la Unidad 5 .......................................................................... 165 GUÍA DE EJERCITACIÓN COMPLEMENTARIA .................................................. 168 Unidad 1 ............................................................................................................. 169 Unidad 2 ............................................................................................................. 178 Unidad 3 ............................................................................................................. 185 Unidad 4 ............................................................................................................. 193 Unidad 5 ............................................................................................................. 200 Resultados.......................................................................................................... 211 Unidad 1.......................................................................................................... 211 Unidad 2.......................................................................................................... 211 Unidad 3.......................................................................................................... 212 Unidad 4.......................................................................................................... 213 Unidad 5.......................................................................................................... 213 8 Joven estudiante: ¡Bienvenido a la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales! Imaginamos tu sueño. Lo imaginamos como un sueño ya en marcha pero que recién comienza. Como un sueño que comenzó este año o tal vez hace ya algunos años. Lo imaginamos similar al de los varios miles de jóvenes que año tras año y para avanzar sobre distintos campos del conocimiento humano, inundan nuestra casa de estudios. Lo imaginamos como un intento de formarse para la vida. Lo imaginamos como un sueño repleto de dudas, con miedos, pero con la firme convicción de probar que con esfuerzo se puede alcanzar. Para acompañarte en esta importante etapa de tu formación, el grupo de docentes del ciclo de nivelación te brindaremos nuestro apoyo, que consistirá en orientar el carácter de los estudios que llevarás a cabo, a través de clases teórico- prácticas y clases de consulta que te prepararán para que puedas desarrollar todo tu potencial y afrontar con éxito los requerimientos de las diferentes asignaturas que estén involucradas en tu carrera. También recibirás como apoyo, este material escrito que creemos será una importante guía de estudio. En relación con la metodología de trabajo, es significativo destacar que si bien estaremos en contacto durante las clases y las aulas virtuales, la lectura que hagas por tu cuenta de este material de estudio que pone a tu disposición la Facultad, y el esfuerzo por resolver los problemas aquí planteados, serán de gran importancia a la hora de medir el grado de comprensión de las principales ideas involucradas en este curso de nivelación. Como importante, te adelantamos que a medida que avances en el desarrollo del curso, podrás autoevaluarte a través de instrumentos (pruebas espejo) que pondremos a tu disposición. Estas evaluaciones, también nos servirán a los docentes encargados del curso, para evaluar nuestro desempeño. Los contenidos que abordaremos, en su mayoría debieran resultarte conocidos. En tu paso por la Escuela Media, seguro que estuviste en contacto con ellos, y además seguro que el nivel de profundidad con el que serán abordados en este Ciclo de Nivelación, no será distinto al que emplearon tus profesores del nivel medio. Es nuestra intención, por un lado nivelar conocimientos y capacidades, y por otro, definir tendencias y vocaciones. Los problemas planteados, intentan acercarte la problemática de las distintas carreras de la Facultad, naturalmente desde la sencillez con la cual se puede plantear en un curso introductorio, con el propósito de que puedas, al menos, vislumbrar tu futuro profesional. Te deseamos suerte y que tus sueños comiencen a cumplirse. 9 Los matemáticos suelen decir que la esencia de las Matemáticas reside en la belleza de los números, figuras y relaciones, y hay una gran verdad en ello. Pero la fuerza motriz de la innovación matemática en los siglos pasados ha sido el deseo de entender cómo funciona la Naturaleza. Esteaspecto fundamental es pocas veces mencionado. La Matemática forma junto con el método experimental el esquema conceptual en que está basada la Ciencia moderna y en el que se apoya la Tecnología, existiendo estrechas interacciones entre ellas. Sobre estas bases nació la Sociedad Industrial hace varios siglos, y la nueva Sociedad de la Información se construye en el presente siguiendo las mismas pautas. Matemática del Ciclo de Introducción a los Estudios Universitarios es una actividad curricular que pertenece al ingreso de las carreras de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. A través del cursado de la asignatura el alumno desarrollará competencias tales como la de utilizar la lógica como fundamento para determinar si un argumento es válido, destreza operativa en temas básicos de Álgebra y Trigonometría como aplicación de conceptos teóricos, y resolución de problemas. En amplios términos la tarea de Matemática es la de utilizar la lógica simbólica para expresar los conceptos básicos del Álgebra y la Trigonometría que serán utilizados en materias de primer año de cada carrera, llegando al nivel de aplicación de los mismos a través de la resolución de problemas. El enfoque del dictado se orienta a proveer al alumno de la capacidad de operar con números reales y complejos, polinomios, conjuntos, funciones, ecuaciones y trigonometría, y aplicarlos en la resolución de problemas. Como se trata de una materia de nivelación de contenidos de la Escuela Media, el alumno deberá leer previamente a la clase el tema en el material didáctico específico. En clase se realizará una síntesis conceptual mediante una exposición dialogada. A continuación se resolverán ejercicios y problemas. La aprobación se obtiene con el 60 % del puntaje asignado a los ítems de la evaluación. Las calificaciones posibles son Aprobado o No aprobado. 10 Unidad 1. Lógica simbólica. Proposiciones. Conectivos lógicos y tablas de verdad. Implicaciones y equivalencias lógicas. Tautologías, contradicciones y contingencias. Argumentos y modos de demostración. Cuantificadores. Unidad 2. Números reales y complejos. Los números reales, operaciones y propiedades. Potencias y raíces de números reales. Números complejos, operaciones en forma binómica. Representación trigonométrica de un número complejo. Producto y cociente de números complejos en forma trigonométrica. Unidad 3. Polinomios. Polinomios, grado. Operaciones con polinomios; divisibilidad; valuación. Teorema del resto. Raíz de un polinomio, orden de multiplicidad. Descomposición factorial de un polinomio. Factorización. Unidad 4. Relaciones y funciones. Conjuntos y subconjuntos. Operaciones. Par ordenado. Producto cartesiano. Correspondencia entre puntos de la recta y números reales. Relación y sus representaciones. Funciones, su representación gráfica. Funciones lineal y cuadrática. Unidad 5. Ecuaciones de primer y segundo grado. Ecuaciones de primer grado con una incógnita. Ecuación de segundo grado con una incógnita. Sistema de dos ecuaciones de primer grado con dos incógnitas. Unidad 6. Trigonometría. Longitud de un arco de circunferencia. Ángulos y su medición. Funciones trigonométricas. Relaciones fundamentales. Fórmulas de adición. Resolución de triángulos. Allendoerfer, Carl y Cletus Oakley. Fundamentos de Matemáticas Universitarias. Tercera edición. McGraw-Hill. México. 1973. Azpilicueta, J. Guía de Estudio de Matemática. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Universidad Nacional de Córdoba. Córdoba. 2013. Camuyrano, M. et al. Matemática I. Modelos matemáticos para interpretar la realidad. Ed. Estrada Polimodal. Buenos Aries. 2000. Millar, C. et al. Matemática: Razonamiento y Aplicaciones. Octava edición. Addison Wesley Longman. México. 1999. Rees, P. et al. Álgebra. Décima edición. McGraw-Hill. 1991. México. Stewart, J. et al. Introducción al Cálculo. Thomson International. 2007. Sobel, Max y Norbert Lerner. Precálculo. Quinta edición. Editorial Prentice Hall. 1998. Varsavsky, O. Álgebra para Escuelas Secundarias. EUDEBA 1973. Buenos Aires. Zill, D. et al. Precálculo. McGraw-Hill. Interamericana. 2008. México. Como bibliografía se aconseja utilizar los textos de estudio del secundario, sin destacar ninguno en particular. Esta guía de enseñanza presenta una introducción a la lógica matemática o simbólica, los conceptos básicos del número real y del número complejo, sus operaciones y propiedades básicas. Considera los polinomios como entes abstractos y estudia sus operaciones y propiedades. Previo a la definición de función se estudian los conjuntos y sus propiedades. Hace hincapié en las funciones polinómicas de primer y segundo grado y en las funciones exponencial y logarítmica. Plantea la resolución de ecuaciones de primer grado con dos incógnitas, y de segundo grado con una incógnita. Estudia, también, la resolución de sistemas de dos ecuaciones de primer grado con dos incógnitas y de sistemas mixtos. Desarrolla, en trigonometría, resolución de triángulos e identidades trigonométricas fundamentales. En cada caso se plantea una introducción teórica al tema, el desarrollo de ejemplos y la ejercitación correspondiente. El alumno deberá utilizar, además de esta guía, los textos específicos de Matemática que estudió en la escuela media, a fin de reforzar el aprendizaje. “... la ciencia matemática no es el fruto de la contemplación, no es descriptiva en ninguna de sus partes, es una actividad humana reducida a sus elementos intelectuales esenciales. Comprender un resultado matemático es saber utilizarlo. Conocer una teoría matemática es saber reconstruirla como si fuera su creador. Aprender una demostración de memoria sin comprenderla es una proeza que intentan algunos valientes ingenuos, pero es la que nunca he visto triunfar...” Matemática Moderna. Matemática Viva, de A. Revuz. Por ello es recomendable estudiar Matemática teniendo a mano abundante papel borrador y lápiz. En consecuencia: 1. Lea la introducción teórica tratando de comprenderla. 2. Aclare los conceptos desarrollando personalmente los ejemplos. 3. Realice la ejercitación correspondiente. Si tiene dificultades, repita los puntos 1 y 2. 4. Si no tiene éxito, no desespere, solicite ayuda al docente. 1 LÓGICA SIMBÓLICA Números reales y números complejos UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 13 OBJETIVOS Al finalizar esta unidad usted deberá ser capaz de: Operar con proposiciones simples para obtener proposiciones compuestas mediante operadores lógicos. Identificar tautologías, implicaciones lógicas y equivalencias lógicas. Comprender los argumentos y los modos de demostración. Operar con cuantificadores. Identificar números naturales, enteros, racionales, irracionales y complejos. Operar con números reales y complejos utilizando sus propiedades. CONTENIDOS 1.1 Proposiciones. Conectivos lógicos y tablas de verdad. Implicaciones y equivalencias lógicas. Tautologías, contradicciones y contingencias. Argumentos y modos de demostración. Cuantificadores. 1.2 Números reales. Operaciones y propiedades. Potencias y raíces de números reales. 1.3 Números complejos. Operaciones en forma binómica. ESQUEMA CONCEPTUAL LÓGICA SIMBÓLICA REALIDAD MENSURABLE SISTEMA NUMÉRICO NÚMEROS REALES NÚMEROS COMPLEJOS ÁLGEBRA CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 14 INTRODUCCIÓN En esta unidad se presenta una introducción a la lógica simbólica y se revisan los conceptos necesarios para trabajar las principales operaciones en el campo de los números reales y complejos, que ya se han visto en cursos de la escuela media. ORIENTACIÓN DEL APRENDIZAJE Lea la introducción teórica de cada tema y desarrolle personalmente los ejemplos que le siguen. Realice la ejercitación correspondiente. BIBLIOGRAFÍA DE LA UNIDAD Como bibliografía se aconseja utilizarlos textos de estudio del secundario, sin destacar ninguno en particular. Aprender a calcular con exactitud, operar símbolos con facilidad y aplicar con seguridad las propiedades de los números reales y complejos es un objetivo fundamental para el estudiante de Ciencias Naturales y de Ingeniería. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 15 CONTENIDOS 1.2. PROPOSICIONES. CONECTIVOS LÓGICOS Y TABLAS DE VERDAD. IMPLICACIONES Y EQUIVALENCIAS LÓGICAS. TAUTOLOGÍAS, CONTRADICCIONES Y CONTINGENCIAS. ARGUMENTOS Y MODOS DE DEMOSTRACIÓN 1.1.1 PROPOSICIONES Sin pretender dar una definición filosóficamente irreprochable, diremos que una proposición es toda sucesión de palabras de la cual tiene sentido afirmar que es verdadera o falsa. Así por ejemplo: El sol es verde. (1) Un cuadrado es un rombo y un rectángulo. (2) son proposiciones: (1) es falsa y (2) es verdadera. En cambio, ¡Venga! (3) ¿Qué hora es? (4) no son proposiciones, pues no tiene sentido decir que sean verdaderas o falsas. Se debe notar que cuando tiene sentido decir que una expresión es verdadera, también tiene sentido decir que es falsa, y viceversa. Por ejemplo, si alguien afirmara que (1) es verdadera, no diríamos que esta afirmación carece de sentido, sino simplemente, que no corresponde a la realidad. Dada una proposición, si es verdadera, diremos que su valor de verdad es V (inicial de “verdad”) y si es falsa diremos que su valor de verdad es F (inicial de “falsedad”). Por ejemplo, el valor de verdad de (1) es F y el de (2) es V. Así como en álgebra elemental se usan letras tales como x, y, z, etc. para representar números, también en lógica se usan letras tales como p, q, r, etc. para representar proposiciones. Por ejemplo en álgebra suele decirse: “Sea x un número cualquiera”. CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 16 En lógica por analogía, se usan expresiones tales como: “Sea p una proposición cualquiera”. Si x es una letra que se usa para reemplazar números, en álgebra tiene sentido escribir: x = 2 De igual manera, en lógica, si p es una letra que se usa para reemplazar proposiciones, tiene sentido escribir: p = El sol es verde. 1.1.2. CONECTIVOS LÓGICOS Y TABLAS DE VERDAD Con los conectivos gramaticales “y”, “o”, “no”, “si..., entonces..., ” se forman a partir de proposiciones dadas otras más complejas. Recíprocamente, estos conectivos nos permiten analizar ciertas proposiciones complejas expresándolas mediante otras más simples conectadas por ellos. Por ejemplo, la proposición Un cuadrado es un rombo y un rectángulo. Se puede escribir con las proposiciones p = Un cuadrado es un rombo, q = Un cuadrado es un rectángulo, en la forma: p y q. Una proposición de este tipo se llama conjunción. Además de conectar proposiciones, la palabra “y” tiene otros usos. Así la proposición “Jorge y Raúl son hermanos” indica una relación entre Jorge y Raúl que no es reducible a una conjunción. Esto muestra la necesidad de introducir un símbolo cuya única función sea la de conectar proposiciones. Adoptaremos, entonces, para la conjunción el símbolo . Con este símbolo (2) se escribe: p q. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 17 Teniendo en cuenta todo lo anterior damos la siguiente definición: Dadas dos proposiciones p, q, se llama conjunción o producto lógico de p y q, a la proposición que se obtiene enunciando q a continuación de p, unidas ambas por la palabra “y”. Se indica p q, y se lee p y q. Una conjunción es verdadera si ambas componentes son verdaderas, y falsa en caso contrario. Dadas dos proposiciones p, q, hay solamente cuatro conjuntos posibles de valores de verdad que se les pueden asignar. Estos cuatro casos posibles y el valor de verdad de la conjunción en cada uno de ellos se pueden expresar mediante una tabla llamada tabla de verdad de la conjunción: P q p q V V V V F F F V F F F F Se puede considerar que esta tabla define el símbolo , ya que explica cuáles son los valores de verdad que asume p q en todos los casos posibles. La disyunción de dos proposiciones se forma enunciando una proposición a continuación de la otra, unidas ambas por la letra “o”. El uso habitual de esta palabra es ambiguo, pues si, por ejemplo, decimos: Comenzaré a estudiar hoy o mañana es obvio que queda excluida la posibilidad que se den ambas alternativas. En cambio, si decimos: Fort es el propietario o el gerente no queda excluida la posibilidad de que se den ambas afirmaciones parciales, a saber: Fort es el propietario y Fort es el gerente O sea que el lenguaje habitual admite dos usos diferentes de la palabra “o” que llamaremos exclusivo e inclusivo, respectivamente. Nosotros utilizaremos el uso inclusivo de la misma, que formalizamos mediante la siguiente definición: Dadas dos proposiciones p, q, se llama disyunción o suma lógica de p y q, a la proposición que se obtiene enunciando q a continuación de p, unidas ambas por la palabra “o”, considerada en su uso inclusivo. Se indica p q, y se lee “p o q”. CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 18 De acuerdo con la definición anterior, una disyunción es falsa solamente si son falsas ambas componentes, y es verdadera en todos los demás casos. Esto se puede expresar mediante una tabla, llamada tabla de verdad de la disyunción: P q p q V V V V F V F V V F F F Al igual que para la conjunción, esta tabla se puede considerar como la definición del símbolo . Nos ocuparemos ahora de la negación de una proposición, considerando la siguiente definición: Dada una proposición p, se llama negación de p, a la proposición que se obtiene colocando la palabra “no” y enunciando a continuación la proposición p. Se indica p, y se lee no p. Por ejemplo, si consideramos la proposición (1) p = El sol es verde. su negación es p = No el sol es verde. Este enunciado resulta chocante, al menos en idioma castellano. Por ello adoptaremos la convención de aceptar como equivalentes enunciados tales como: “No el sol es verde”, “El sol no es verde” y “El sol es no verde”. Es decir, cuando una proposición se exprese mediante palabras, seguiremos los usos corrientes del idioma; pero cuando la proposición se de en forma simbólica, por ejemplo mediante la letra p, formaremos su negación anteponiendo el símbolo en estricto acuerdo con la definición dada. Se suele usar el símbolo ~ en vez de ¬ . La negación de una proposición verdadera es falsa, y la negación de una proposición falsa es verdadera. Esto se puede expresar mediante una tabla llamada tabla de verdad de la negación: p p V F F V la cual se puede considerar como la definición del símbolo . Conviene aclarar que es usual referirse a los símbolos , , introducidos para la conjunción, disyunción y negación, respectivamente, con el nombre de conectivos lógicos. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 19 En lógica, los paréntesis se usan con el mismo sentido que en aritmética y en álgebra, es decir, para indicar como deben agruparse los diferentes elementos de una fórmula. Por ejemplo, en la expresión “3.(4+5)”, lo que está dentro del paréntesis se debe agrupar y resolver antes de efectuar la operación de multiplicación indicada por el punto que se encuentra fuera del paréntesis. Teniendo en cuenta que el resultado de lo que está dentro del paréntesis es 9, la expresión dada también se puede escribir así: 3.9, lo cual da como resultado final 27. En cambio si colocamos los paréntesis de este modo “(3.4)+5”, hay que resolver lo que ahora se encuentra dentro del paréntesis, que es 3.4 = 12, y luego resolver la operación exterior al paréntesis, que en este caso es la suma: 12+5=17. En resumen, tenemos dos resultados diferentes, que dependen solamente del modo en que se han agrupado los elementos mediante el uso de paréntesis: 3.(4+5) = 27 (3.4)+5 = 17 En matemática, es habitual, en el segundo de los casos, no escribir los paréntesis, aunque se los sobreentiende;es decir, se suele escribir “3.4+5”en lugar de “(3.4)+5”. Esto no es ninguna cuestión conceptual profunda, se trata solamente de una convención destinada a simplificar la escritura. En lógica la situación es similar: la expresión p q r es ambigua, ya que puede significar la conjunción de p con la disyunción de q y r, o puede significar la disyunción cuya primera componente es la conjunción de p y q, y cuya segunda componente es r. Distinguimos los dos sentidos diferentes agrupando la expresión dada, ya sea así: p (q r), o así: (p q) r. En expresiones más complejas, además de los paréntesis se usan corchetes y llaves. Por ejemplo, si quisiéramos indicar la disyunción entre p r y la conjunción de p con (q) t, escribiríamos: [( ) ]p r p q t (1) Ahora bien, cuando se está habituado al uso de paréntesis, la distinción entre paréntesis, corchetes y llaves no es necesaria, y se usan solamente paréntesis. Así, la fórmula (1) se escribe: p r p q t (2) Con el fin de disminuir el número de paréntesis, convenimos en escribir q t en lugar de (q) t, entendiendo que el símbolo se aplica a q y no a la expresión completa q t. Con esta convención, (2) adopta la forma: p r p q t CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 20 1.1.3. IMPLICACIONES Y EQUIVALENCIAS LÓGICAS (Tema desarrollado por la Ing. Especialista Laura Vargas orientado a la materia Informática.) IMPLICACIÓN Un concepto fundamental de la lógica y de la matemática es el concepto de deducción o implicación. En ésta la conexión de dos proposiciones p y q es tal que “si se cumple p se cumple q”. Este tipo de implicación, que es la que estudiaremos, recibe el nombre de causal y se puede pensar como un “compromiso”. La relación “p implica a q”, o “q se deduce de p”, o “p sólo si q”, se anota p q . El conectivo lógico se denomina implicación o condicional, p antecedente y q consecuente de la implicación. Establecemos la siguiente definición: Dadas dos proposiciones p, q, se dice que p implica a q, o que q se deduce de p, si no se verifica que p sea verdadera y q falsa. Vemos que en la implicación si es verdadero el antecedente p y falso el consecuente q estamos ante el único caso de falsedad. Podemos pensar que no se cumpe el “compromiso”. Si es verdadero el consecuente q, en cambio, nada sabemos del antecedente p, puede o no ser verdadero, por lo que el valor es “verdadero”. Finalmente es verdadero el valor cuando tanto p como q son falsas. Ejemplo Si llueve, voy al cine. Donde p=llueve q=voy al cine Se verifica su falsedad sólo si es verdadero que llueve y falso que esté en el cine, puesto que afirmé que cuando llueve voy al cine. Se debe tener especial cuidado en evitar confusiones con el lenguaje natural, donde hay ambigüedad y la expresión del ejemplo se puede confundir con “sólo voy al cine cuando llueve”, en cuyo caso si estoy en el cine es verdadero que llueve y no puede ser de otra forma. En cambio en nuestro ejemplo puede ser que esté en el cine y haya sol, nada se afirma al respecto. También se observa que si no estoy en el cine, seguramente no llueve. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 21 La tabla de verdad de la implicación resulta entonces: P Q p q V V V V F F F V V F F V Otros ejemplos: Si cobro la herencia, pago la deuda. p=cobro la herencia q=pago la deuda Si llueve el baile se suspende. p= llueve q=el baile se suspende Si la oferta del producto sube, su precio baja. p=sube la oferta del producto q=baja el precio del producto También se puede expresar: Es suficiente que suba la oferta del producto para que su precio baja. O bien: El precio del producto baja si sube su oferta. Cuando se tiene p q , se dice también que p es condición suficiente para q, o bien que se cumple q si se cumple p (q si p). En la misma situación, es decir p q , se cumple p sólo si se cumple q (p sólo si q), se dice también que q es condición necesaria para p. IMPLICACIÓN DIRECTA, RECÍPROCA, CONTRARIA, CONTRARRECÍPROCA. A partir de la implicación vista, llamada directa, surgen otras, de la siguiente manera: Directa: pq Recíproca qp Contraria ¬ p¬ q Contrarrecíproca ¬ q¬ p En matemática corresponden a los teoremas directo, recíproco, contrario o inverso y contrarrecíproco respectivamente. CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 22 Se demuestra que cualquier implicación directa tiene la misma tabla de verdad que la contrarrecípoca, es decir que son equivalentes. Si se verifica la directa se verifica la contrarrecíproca, esto es: “si p entonces q” equivale a “si no es q entonces no es p”. Veamos la tabla de verdad: P Q pq ¬ q ¬ p ¬ q¬ p V V V F F V V F F V F F F V V F V V F V V F V V Ejemplo Directa: Si un número es racional, entonces es real (Verdadera). Recíproca Si un número es real entonces es racional. (Puede o no ser verdadera, depende del caso) Contraria: Si un número no es racional entonces no es real. (Puede o no ser verdadera, depende del caso) Contrarrecíproca Si un número no es real, entonces no es racional (Verdadera) OBSERVACIÓN Se debe observar que: I) Del hecho que p q sea verdadera no se deduce necesariamente que su recíproca o su contraria sean verdaderas. Pueden serlo o no, según el caso particular de que se trate. II) De la veracidad de p q se deduce necesariamente la veracidad de su contrarrecíproca. III) De la veracidad de pq se deduce necesariamente la veracidad de p q . UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 23 En los teoremas HT (directo) siempre se verifica que ¬ T¬ H. Cuando esto último es lo que se prueba se dice que se usó el método de demostración por el absurdo. EQUIVALENCIA (O DOBLE IMPLICACIÓN O BICONDICIONAL) Dadas dos proposiciones p, q, se dice que p es equivalente a q si se verifica p q y q p . Se anota p q . En tal caso, p es el primer miembro y q el segundo miembro de la equivalencia. Cuando se tiene p q se dice que p es condición suficiente para q (se cumple q si se cumple p) y que q es condición necesaria para p (p sólo si q) ahora para la equivalencia p q se tienen las siguientes expresiones sinónimas: I) p es condición necesaria y suficiente para q II) se cumple q si y sólo si se cumple p Dadas dos proposiciones p, q, la proposición p es equivalente a q, que se anota p q , es por definición la siguiente: ( p q ) ( q p ). La proposición bicondicional es verdadera si y sólo si ambas proposiciones p y q tienen el mismo valor de verdad (o ambas son simultáneamente verdaderas o simultáneamente falsas). A partir de las tablas de verdad de la implicación y de la conjunción resulta la tabla de verdad de la equivalencia: P q p q q p p q q p V V V V V V F F V F F V V F F F F V V V La tabla buscada es: p Q p q V V V V F F F V F F F V CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 24 Ejemplos de relación de equivalencia: Si r es una raíz del polinomio P(x) (o sea P(r) =0), entonces x-r es un factor de dicho polinomio. Si y sólo si llueve se suspende el baile. Si y sólo si la nota obtenida en el examen es mayor o igual a 4 se aprueba. REGLAS DE PRIORIDAD La conexión ¬ tiene siempre prioridad más alta. Por consiguiente p q debe ser comprendida como ( )p q , y no como ( )p q . En el caso de las conexiones binarias, la prioridad más alta se le da a , seguida por , y , en ese orden. En la expresión p q r , debe ser entendida como ( )p q r . Similarmente, p q r debe ser entendida como ( )p q r , porque toma prioridad sobre . La conexión recibe la prioridad más baja, lo que implica que p q r debe entenderse como ( )p q r . Las reglas que involucran prioridad son, por supuesto, conocidas por las expresiones aritméticas. Por ejemplo, en el lenguaje de programación C++, * tiene prioridad sobre +, lo que significa que a+b*c debe ser interpretado como a+(b*c) . En algunas expresiones, las reglas de prioridad no son suficientespara eliminar todas las ambigüedades. Por ejemplo, la expresión p q r podría ser comprendido como ( )p q r o como ( )p q r . La interpretación utilizada depende de la asociatividad de la conexión . Generalmente, es un operador, como lo son los operadores + y / en C++. Todas las conexiones lógicas binarias son asociativas por la izquierda. Por consiguiente, p q r debe ser comprendido como ( )p q r . Esto es consistente con lenguajes de programación tales como C++, donde a/b/c se interpreta como (a/b)/c en vez de a/(b/c). Por lo tanto, los operadores aritméticos binarios en C++ son también asociativos por la izquierda. 1.1.4. TAUTOLOGÍAS, CONTRADICCIONES Y CONTINGENCIAS Consideremos las siguientes proposiciones: Colón descubrió América. (1) Colón descubrió América o Colón no descubrió América. (2) Ambas son verdaderas. La verdad de (1) es un hecho empírico, que conocemos por la investigación histórica. Esta proposición podría ser falsa si los acontecimientos históricos hubieran sido diferentes. En cambio, (2) por su forma, es necesariamente verdadera; su verdad UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 25 es independiente de todo hecho empírico, y subsistiría cualquiera hubiera sido el curso de la historia. La proposición (2) resulta de reemplazar p por “Colón descubrió América” en la fórmula pp (3) Ahora bien, cualquier reemplazo en (3) da una proposición verdadera; por ejemplo, reemplazando p por “Soy el rey de Inglaterra”, se obtiene la proposición verdadera Soy el rey de Inglaterra o no soy el rey de Inglaterra. Una fórmula que sólo tiene ejemplos de sustitución verdaderos se llama tautología o verdad lógica. Para probar que (3) es una tautología construimos la siguiente tabla de verdad: P ¬ p pp V F V F V V La primera columna de esta tabla contiene los posibles valores de verdad de p, la segunda se forma a partir de la primera tabla de verdad de la negación, y la tercera a partir de las anteriores con la tabla de verdad de la disyunción. Como esta última columna contiene sólo valores V, se tiene que todos los ejemplos de sustitución de (3) son verdaderos, lo cual significa que (3) es una tautología. Las siguientes equivalencias: ))())(( )())(( qpqp qpqp llamadas leyes de De Morgan, también son tautologías. Las mismas formulan las relaciones entre la conjunción, la disyunción y la negación, motivo por el cual presentan especial interés. Otras tautologías de interés, son las siguientes leyes distributivas : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) p q p r p q r p q p r p q r Ejercicio: Demostrar, mediante tablas de verdad, que las fórmulas anteriores son verdades lógicas. Consideremos, ahora, las proposiciones: Hernández escribió el Quijote de la Mancha (4) CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 26 Hernández escribió el Quijote de la Mancha y Hernández no escribió el Quijote de la Mancha (5) Ambas son falsas. La falsedad de (4) es un hecho empírico o contingente, en tanto la falsedad de (5) es independiente de los hechos; es una falsedad necesaria, consecuencia de la forma de (5). Esta proposición resulta de reemplazar p por “Hernández escribió el Quijote de la Mancha” en la fórmula pp (6) Ahora bien, cualquier reemplazo en (6) da una proposición falsa. Una fórmula que sólo tiene ejemplos de sustitución falsos se llama contradicción o falsedad lógica. Para probar que (6) es una contradicción construimos la siguiente tabla de verdad: P p pp V F F F V F Como la última columna contiene sólo valores F, se tiene que todos los ejemplos de sustitución de (6) son falsos, lo cual significa que (6) es una contradicción. Las fórmulas que no son tautologías ni contradicciones se llaman contingencias. Una contingencia es, por consiguiente, una fórmula que tiene entre sus ejemplos de sustitución tanto proposiciones verdaderas como falsas. Así ,p q p q y p q son contingencias; lo cual se puede ver por medio de sus tablas de verdad. 1.1.5 ARGUMENTOS Y MODOS DE DEMOSTRACIÓN. ARGUMENTOS Un argumento es una relación entre un conjunto de proposiciones p1 , p2, …, pn llamadas premisas y otra proposición q llamada conclusión; denotamos un argumento por: p1 , p2, …, pn q ( se lee por lo tanto) Se dice que un argumento es válido si las premisas dan como consecuencia la conclusión; más formalmente: Un argumento p1 , p2, …, pn q es válido si q es verdadero cada vez que las premisas p1 , p2, …, pn sean verdaderas. Un argumento que no es válido se llama falacia. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 27 Ejemplo 1: El argumento p, p q q es válido. Este argumento se llama modus ponendo ponens, o más corto, modus ponens. La demostración de esta regla se obtiene directamente de la tabla: P q p q V V V V F F F V V F F V Observe que en la primera fila de la tabla q es verdadero cuando p y p q lo son; el argumento es válido. Es importante notar que prácticamente todos los teoremas matemáticos están compuestos de condicionales del tipo (p1 p2 … pn) q A los p1 p2… pn se les llama hipótesis y a q se le llama conclusión. Demostrar un teorema significa probar que el condicional es verdadero. Observe que no se pretende demostrar que q (la conclusión) es verdadero, sino que q será verdadero siempre que los p1 p2 … pn sean verdaderos. De aquí que las demostraciones matemáticas comienzan frecuentemente con el enunciado “suponga que p1 p2 … pn son verdaderos” y concluye con el enunciado “por lo tanto, q es verdadero”. Cuando un condicional (p1 p2… pn) q es una tautología, entonces es siempre verdadero, independientemente de los valores de verdad de los enunciados que componen los q o de los pi . En este caso el argumento p1 , p2, …, pn q p1 p2 . . . Pn ___________ q es universalmente válido, sin importar qué enunciados reales se sustituyan por las variables en q y en los pi. La validez depende de la forma de los enunciados y no de sus valores de verdad. Por ello estos argumentos universalmente válidos están representados por métodos generales de razonamiento correcto, llamados reglas de inferencia. Los pasos de la demostración matemática de un problema deberán seguirse de la aplicación de reglas de inferencia y una demostración matemática debe iniciarse con la hipótesis, seguir a través de varios pasos, cada CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 28 uno justificado por alguna regla de inferencia, y llegar a la conclusión. El argumento p q, q r p r es universalmente válido y por lo tanto es una regla de inferencia. Damos a continuación algunas reglas de inferencia de gran utilidad: 1. p pq adición 2. p q p simplificación 3. p p q q modus ponens 4. p q ¬ q ______ ¬ p modus tollens 5. p q ¬ p q silogismo disyuntivo 6. p q q r p r silogismo hipotético 7. p q _____ pq conjunción 1.1.6 CUANTIFICADORES El objeto fundamental de la lógica no es tanto el estudio de la verdad o falsedad de las proposiciones compuestas, como el de la validez o invalidez de los razonamientos deductivos. La validez de cierto tipo de razonamientos no se puede estudiar considerando las proposiciones que los integran como todos indivisibles, pues la misma depende de la estructura lógica interna de las proposiciones no compuestas que dichos razonamientos contienen. Es por ello que se crean técnicas para describir y simbolizar las proposiciones no compuestas de manera que quede manifiesta su estructura lógica interna. Entonces conviene que en las proposiciones separaremos los objetos o individuos de los predicados o propiedades a ellos atribuidos, y que procuremos explicitar ambos con un simbolismo adecuado. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 29 Un predicado como es azul (1) atribuido a objetos como el sol, la luna, el hambre (2) da en algunos casos proposiciones el cielo es azul, la luna es azul, (3) y en otros casos, expresiones que no son proposiciones: el hambrees azul (4) Para describir en general situaciones como ésta, recurrimos a los métodos del álgebra. Una expresión como x + 4 = 7 (5) se llama ecuación, y no es una proposición, pues no tiene sentido afirmar que sea verdadera o falsa, ya que “x” no tiene en ella un valor determinado. La expresión (5) es un molde o esquema donde al reemplazar “x” por nombres de cosas, y si las cosas son números se obtienen proposiciones. Por ejemplo, al reemplazar “x” por 4 y por 3 se obtienen las proposiciones 4 + 4 = 7 3 + 4 = 7, (6) de las cuales la primera es falsa y la segunda verdadera. Pero no se obtienen proposiciones al reemplazar “x” por cosas distintas de números, por ejemplo “la luna”, en cuyo caso se obtiene la expresión la luna + 4 = 7 (7) que no es una proposición. CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 30 De manera semejante, las proposiciones (3) y la expresión (4) se obtienen del esquema x es azul (8) reemplazando x por los nombres de objetos (2). Al igual que (5), (8) no es una proposición pues no puede decirse que sea ni verdadera ni falsa, ya que x no designa ningún objeto, sino que es una simple señal puesta para marcar un lugar. Pero cuando se reemplaza x por el nombre de un individuo o cosa de cierta clase o conjunto, (8) se transforma en una proposición verdadera o falsa. Todo esto nos lleva a la siguiente definición: Se llama esquema proposicional en la indeterminada x, a toda expresión que contiene a “x” y que posee la siguiente propiedad: existe por lo menos un nombre tal que la expresión obtenida sustituyendo la indeterminada por dicho nombre, es una proposición. Cuando no haya lugar a confusión, diremos simplemente “esquema” en lugar de “esquema proposicional”. A las indeterminadas las llamaremos también variables o incógnitas, y a los nombres de objetos particulares, constantes. Así, el “cielo”, “la luna”, “3”, son ejemplos de constantes. Es usual referirse a los esquemas proposicionales con el nombre de “funciones proposicionales”. Ejemplos a) x es interesante es esquema, pues existe una constante, por ejemplo, “Este libro”, que colocada en lugar de la variable produce la siguiente proposición: Este libro es interesante Que esta proposición sea verdadera o falsa dependerá de cuál sea el libro particular que se esté señalando. b) ¿Qué x es? UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 31 No es esquema, pues no hay ninguna constante que colocada en lugar de la variable produzca una proposición. En efecto, en algunos casos se obtienen expresiones carentes por completo de sentido, como ¿Qué 3 es? y cuando se obtienen expresiones con sentido, tales expresiones son preguntas, como ¿Qué hora es? ¿Qué día es? Las cuales no son proposiciones. c) es esquema, pues cualquiera sea la constante que se coloque en lugar de la variable se obtiene una proposición, siempre falsa. d) x es un número impar Es esquema. Por analogía con lo que se hace en álgebra, utilizaremos símbolos como F(x), G(x), E(x), P(x), etc. para designar esquemas proposicionales de incógnita x, también llamados esquemas proposicionales en x; F(y), G(y), etc. para esquemas proposicionales de incógnita y, también llamados esquemas proposicionales en y; etc.. Se lee: “F de x”, “G de x”, “F de y”, “G de y”, etc. Sea F(x) un esquema en “x “ y a una constante. Se dice que “a” satisface a F(x) si al reemplazar la variable “x” por “a” se obtiene una proposición verdadera. Ejemplo Sea el esquema en x F(x) = x es azul La constante “el cielo” satisface a F(x) pues la proposición x x CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 32 F(el cielo) = el cielo es azul es verdadera. En cambio, la constante “la luna” no lo satisface, pues la proposición F(la luna) = la luna es azul es falsa. Teniendo en cuenta lo dicho para esquemas proposicionales con una sola indeterminada, estamos en condiciones de definir qué se entiende por esquema proposicional con varias indeterminadas. Se llama esquema proposicional en las indeterminadas (o variables) a toda expresión que contiene dichas indeterminadas y que posee la siguiente propiedad: existen por lo menos n constantes tales que la expresión obtenida sustituyendo las indeterminadas respectivamente por es una proposición. Utilizaremos símbolos como F( ), G( ), etc. para designar esquemas proposicionales en las indeterminadas . Ejemplo: F(x, y) = x es divisor de y es un esquema o función proposicional con dos indeterminadas, el cual, para x = 2, y = 6, produce la proposición F(2,6) = 2 es divisor de 6. (V), en cambio, para x = 12, y = 6, produce la proposición: F(12,6) = 12 es divisor de 6. (F) 1........., ,nx x 1........., ,na a 1........., ,nx x 1........., ,na a 1........., nx x 1........., nx x 1........., nx x UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 33 A partir de esquemas proposicionales es posible obtener proposiciones generales mediante un proceso llamado cuantificación. Asociados a la indeterminada x, introducimos los símbolos x y x, llamados cuantificadores universal y existencial en x, respectivamente. Las expresiones Para todo x, se verifica P(x). Existe x, tal que se verifica P(x). se denotan mediante: y corresponden a una función proposicional P(x) cuantificada universalmente en el primer caso, y existencialmente en el segundo. Una función proposicional cuantificada adquiere el carácter de proposición. En efecto, considerando el siguiente ejemplo: Todos los números enteros son pares. es claro que hemos enunciado una proposición general y relativa a todos lo números enteros, cuyo valor de verdad es F. Una traducción más detallada de esta proposición consiste en decir: Cualquiera que sea x, x es par. Es decir, Si cuantificamos existencialmente la misma función proposicional, se tiene: x | x es par O sea, Existe x, tal que x es par. O bien, Existen enteros que son pares. O más brevemente, Hay enteros pares. : ( ) | ( ) x P x x P x : .x x es par CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 34 El valor de verdad es V, y en consecuencia se trata de una proposición. El cuantificador existencial se refiere a, por lo menos, un x. Es obvio que una función proposicional cuantificada universalmente es V si y sólo si son V todas las proposiciones particulares asociadas a aquélla. Para asegurar la verdad de una función proposicional, cuantificada existencialmente, es suficiente que sea verdadera alguna de las proposiciones asociadas a la función proposicional. Un problema de interés es la negación de funciones proposicionales cuantificadas. La negación de Todos los números enteros son pares. es No todos los enteros son pares. es decir Existen enteros que no son pares. y en símbolos Entonces, para negar una función proposicional cuantificada universalmente se cambia el cuantificador en existencial y se niega la función proposicional. La negación de Existen enteros que son pares. es No existen enteros pares. es decir Cualquiera que sea el entero, no es par. o lo que es lo mismo Todo entero es impar y en símbolos Entonces para negar una función proposicional cuantificada existencialmente se cambia el cuantificador en universal, y se niega la función proposicional. Se tienen las siguientes equivalencias: | ( )x P x : ( )x P x UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 35 Ejemplo 1. Sea la proposición: Todo el que la conoce, la admira. Nos interesa escribirla en lenguaje simbólico, negarla, y expresar la negación en lenguaje ordinario. La proposición dada puede enunciarse. Cualquiera que sea la persona, si la conoce, entonces la admira. Aparece clara la cuantificación de una implicación de las funciones proposicionales P(x) : x la conoce Q(x) : x la admira Se tiene x : P(x) Q(x) Teniendoen cuenta la forma de negar una función proposicional cuantificada universalmente y una implicación, resulta: x | P(x) ¬Q(x) Pasando al lenguaje ordinario: Hay personas que la conocen y no la admiran. Ejemplo 2. Consideremos la misma cuestión en el siguiente caso: Todo entero admite un inverso aditivo. Es decir Cualquiera que sea el entero, existe otro que sumado a él da cero. Intervienen dos variables y la función proposicional [ : ( )] | ( ) [ | ( )] : ( ) x P x x P x x P x x P x CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 36 P(x, y) : x + y = 0 La expresión simbólica es entonces x y | x + y = 0 Su negación es x | ¬[y | x + y = 0] Es decir, x | y : x + y 0 su traducción al lenguaje ordinario es Existe un entero cuya suma con cualquier otro, es distinta de cero. (F) Ejemplo 3. Sea la proposición Hay alumnos que estudian y trabajan. Su enunciado sugiere un cuantificador existencial y dos funciones proposicionales: P(x) : x estudia Q(x) : x trabaja En forma simbólica se tiene x | P(x) Q(x) Su negación es x : ¬[P(x) Q(x)] Considerando las leyes de Morgan x : ¬P(x) Q(x) UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 37 Que en lenguaje ordinario se puede expresar como Cualquiera que sea el alumno, no estudia o no trabaja. 1.2.1 NÚMEROS REALES. OPERACIONES Y PROPIEDADES Los procedimientos cuantitativos básicos de la ciencia comprenden las operaciones de contar y medir. Contar significa caracterizar una colección o conjunto de objetos mediante un número, en tanto que medir es asignar un número a alguna propiedad de un objeto. Las nociones de “contar” y “medir”, al igual que la de conjunto, distan de ser conceptos simples. Cada una de estas nociones ha sido objeto de muchos estudios en el campo de la metodología científica. Lo importante para nosotros en el presente estudio es el hecho de que tanto “contar” como “medir” conducen a números, y mediante el uso de números y conjuntos es posible lograr una buena compresión de los fenómenos de la naturaleza. Los niños aprenden primero a contar y se familiarizan con los números 1, 2, 3 ... (N). En los primeros estudios, el niño aprendió a sumar, restar, multiplicar y dividir dos números naturales. Aunque algunas divisiones, como 6:3 = 2 eran posibles, sin embargo fue necesario pasar a nuevos números para darle sentido a expresiones como 7:2 y 3:5. Para salvar estas situaciones, se introdujeron las fracciones y se desarrolló la aritmética de las fracciones. Más adelante el joven estudiante se familiarizó con el cero y con los números negativos tales como –7, -3, -5/3, etc., y aprendió a realizar operaciones con ellos. El conjunto constituido por los enteros positivos y negativos y las fracciones positivas y negativas recibe el nombre de conjunto de los números racionales (Q). La ventaja de utilizar este sistema en vez de usar únicamente los números positivos consiste en que podemos restar cualquier número racional de otro número racional. Si sólo dispusiéramos de los números positivos, entonces 3-5, por ejemplo, carecería de significado. Cuando se introducen los números irracionales tales como 2 y π se dice que estos números no se pueden representar como fracciones ordinarias, sino que se escriben como expresiones decimales infinitas, por ejemplo 1,4142... y 3,1415... Las expresiones decimales de los números racionales también son infinitas, por ejemplo, 1/4 = 0,25000... 1/3 = 0,33333... 2 = 2.00000... 1/7 = 0,142857142857... Estas últimas expresiones, sin embargo, se repiten periódicamente a partir de alguna cifra, mientras que las correspondientes a los números irracionales no tienen esta propiedad. El conjunto de todos estos números, los racionales y los irracionales, constituyen el conjunto de los números reales (R). Podemos decir entonces, que un número real es un número que se puede representar por una expresión decimal infinita. Si “a” y ”b” son dos números reales cualesquiera, se pueden establecer las siguientes operaciones en el conjunto de los números reales (R): CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 38 Adición : a b Multiplicación : a . b Sustracción : a b División : :a b , si 0b Dos símbolos, a y b , que representan números reales, son números iguales si y solamente si representan el mismo número real. Si a, b y c representan números reales y si a b , entonces a c b c a . c = b . c a c b c / /a c b c (supuesto 0c ) 1.2.1.1. PROPIEDADES OPERATIVAS DE LOS NÚMEROS REALES I. La adición y la multiplicación son operaciones conmutativas; esto es, si a y b son dos números reales cualesquiera: a b b a a . b = b . a II. La adición y la multiplicación son operaciones asociativas; esto es, si a ,b y c son números reales : (a + b) + c = a + (b + c) a . (b . c) = (a . b ) . c III. La multiplicación distribuye sobre la suma; esto es, si a , b y c son números reales: a . (b + c) = a . b + a . c IV. El número real “0” es el elemento neutro en la adición; es decir, si “ a ”es un número real cualquiera: 0a a El número real “1” es el elemento neutro en la multiplicación; es decir, si “ a ”es un número real cualquiera: a . 1 = a V. Dado un número real “ a ”; existe un número real que se denota con “- a ”, que se llama “opuesto de a ” y tal que: ( ) 0a a Dado un número real “ a ” diferente de cero, existe un número real que se denota “ 1a ” (o también 1/a) que se suele llamar “inverso de a “ y tal que: a . a-1 = 1 Además es una consecuencia de las propiedades anteriores el hecho de que cualquiera sea el número real “ a ”: a . 0 = 0 Si “ a ” y “b ” son números reales y a . b = 0 , entonces 0a o 0b . UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 39 El conjunto de números reales es un conjunto totalmente ordenado, esto es, dados dos números reales distintos se puede establecer cuál es el mayor. Utilizando el lenguaje de las desigualdades podemos expresar que para cada par de números reales a y b, es verdadera, una, y solamente una de las proposiciones a b a b a b Se puede establecer una correspondencia biunívoca entre números reales y puntos de una recta (la recta numérica), de modo que a cada número real le corresponde un punto de la recta, y a cada punto de la recta le corresponde un número real. 1.2.2. POTENCIAS Y RAÍCES DE NÚMEROS REALES 1.2.2.1. POTENCIAS DE NÚMEROS REALES Definimos las “potencias” de un número real “ a ” de la siguiente forma: 1a a ; 2 1a a a a a ; 3 2a a a a a a ; En general, si “n” es un número natural: ...na a a a a (n factores) es decir que el símbolo “ na ” (que se lee: potencia enésima de “ a ”) significa el producto de “n” factores iguales a “a”. El número “ a ” se llama “base” y el número “n”, “exponente” de la potencia. La potencia 2 de un número se llama su “cuadrado” y la potencia 3 su “cubo”. Para todo número real “ a ” distinto de cero el concepto de potencia se amplía con las definiciones siguientes: 0 11; a a a (P: número natural) No damos significado alguno al símbolo 00. Si la base “ a ” es un número real no nulo, la potenciación queda así definida para todo exponente entero. 1.2.2.2 PROPIEDADES DE LA POTENCIACIÓN Sean a , b ; números reales no nulos; m, n: números enteros, 1. Producto y cociente de potencias de igual base: n m n ma a a /n m n ma a a 2. Potencias de productos y cocientes: CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 40 ( )n n na b a b nnn baba // 3. Potencias de potencias: ( )n m n ma a Observación: La potenciación no es asociativa, es decir, en general ( )cba no es igual a ( )b ca Usamos el símbolo cba para indicar el número ( ). cba 1.2.2.3. RAÍCES DE NÚMEROS REALES Si “n” es un número natural y “b” un número real positivo, existe un único número real positivo “a” tal que: .na b El número “a” se llama la raíz enésima de “b” (o también la raíz enésima aritmética de “b”) y se denota con el símbolo n b . n b a es equivalente a na b El símbolo n sellama “radical”; el número “n” se llama “índice” y el número “b” “radicando”. Para n = 2, 3, 4, 5,... se dice que “a” es la raíz cuadrada, cúbica, cuarta, quinta, etc.; para n = 1 se tiene a = b; para n = 2 es costumbre suprimir el índice y escribir: b en vez de 2 b . 1.2.2.4. PROPIEDADES DE LAS RAÍCES ARITMÉTICAS 1. Producto y cociente de radicales del mismo índice n n na b a b / /n n na b a b En particular: m n mn a a 2. Radicales superpuestos: m nn m n ma a a 3. Se puede multiplicar por el mismo número natural el índice del radical y el exponente del radicando: n pn m m pa a Esta propiedad permite: a) simplificar un factor común al índice del radical y exponente del radicando; b) reducir varios radicales al mismo índice. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 41 CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 42 Ejemplo 1 6 34 2a a Ejemplo 2 Los radicales 3 6 15; ;a b c se expresan también, respectivamente, en la forma: 30 30 3010 5 2; ;a b c Observaciones 1) Si “n” es impar , la raíz aritmética na b es el único número real tal que na b . Si “n” es par, el número na b tiene la misma propiedad; se llama la raíz enésima negativa de “b”. 2) A menudo se usa el símbolo n afectando a un número negativo; por ejemplo: 3 8; 4 etc., en general: n b siendo b positivo. Si el índice “n” es impar existe un único número real cuya potencia enésima es igual a “- b”, es el número n bc Ejemplo 3 38 8 2 Si el índice “n” es par el radical no tiene sentido. Es importante destacar que para estas expresiones no son válidas, en general, las propiedades de los radicales aritméticos. Ejemplos 1) 3 8 no es igual a 26 8 3 38 8 2 UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 43 2 66 8 64 2 2) 24 1 no es igual a 1 24 41 1 1 1 no tiene sentido. 3) 2 2 4 2 2 2 no tiene sentido. 4) Si “m” y “n” son números naturales y “a” es un número real positivo, se definen las potencias de exponente p = m/n; -p = -m/n por medio de las fórmulas: / nm n ma a / / 1m n m na a es decir, que /m na es otra notación para la raíz enésima aritmética de “ ma ”. Es importante observar que /m na depende del número racional “ /p m n ” y no de la fracción que lo representa. Si se tiene: / /m n r s (ó, equivalentemente: m s n r ) resulta: / n n sm n m m sa a a / s n sr s r n ra a a Por la igualdad m s n r resulta: n s n sm s n ra a y por lo tanto / /m n r sa a Las propiedades de la potenciación que hemos enunciado para exponentes enteros resultan válidas para exponentes racionales cuando la base es un número real positivo. La notación /m na no se extiende al caso en que “a” es un número negativo puesto que, en este caso, puede tenerse / /m n r sa a , como vimos anteriormente, siendo / /m n r s . Por ejemplo: 1/3 2 / 68 8 CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 44 1.3. NÚMEROS COMPLEJOS Hay muchos problemas que no se pueden resolver en el conjunto de los números reales. Por ejemplo, con sólo los números reales no podemos resolver 2 1x Para buscar una solución a esta dificultad introducimos un nuevo símbolo, i , que por definición, es tal que 2 1i . Después, escribimos expresiones de la forma a + bi, donde a y b son números reales, y a estas expresiones las llamamos números complejos. El número a es la parte real de a + bi, y b es la parte imaginaria. Para poder manejar estas expresiones como números, debemos definir con ellas las operaciones aritméticas usuales. DEFINICIONES Las operaciones aritméticas en el conjunto de los números complejos se definen así: Igualdad: a bi c di si y solamente si a c y b d Adición: a bi c di a c b d i Multiplicación: a bi c di ac bd bc ad i Obsérvese que la definición de multiplicación es consistente con la propiedad asignada a i, a saber, 2 1i . En efecto, si multiplicamos a bi c di usando el álgebra ordinaria, obtenemos 2ac i bc ad i bd . Ahora, cuando sustituimos 2i por –1, llegamos a la fórmula de la definición. Ejemplo 1 a. 3 6 2 3 5 3i i i b. 7 5 1 2 6 3i i i c. 25 7 3 4 15 41 28 15 28 41 13 41i i i i i i d. 22 3 1 4 2 11 12 2 12 11 10 11i i i i i i UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 45 También debemos considerar la división. Queremos expresar 1/ a bi como un número complejo. El mejor modo de conseguirlo es utilizar el número complejo conjugado a bi . Definición de conjugado Los números complejos a bi y a bi se llaman conjugados. Ahora escribimos: 2 2 2 2 2 2 1 1 a bi a bi a bi a bi a bi a bi a b a b a b que es el número complejo igual a 1/ a bi . Extendiendo este método podemos calcular cualquier cociente de la forma general / :a bi c di 2 2 2 2 2 2 a bi c di ac bd bc ad i ac bd bc ad ia bi c di c di c di c d c d c d División: Para calcular el cociente /a bi c di , multiplicamos el numerador y el denominador por el número complejo conjugado c di y simplificamos el resultado. Ejemplo 2 4 2 34 4 2 3 5 14 5 14 2 3 2 3 2 3 2 3 2 3 13 13 13 i ii i i i i i i i i i g Por último, resolveremos algunas ecuaciones que contienen números complejos. El siguiente ejemplo sugiere el método general. Ejemplo 3 Resolver 2 3 4x yi i i . Podríamos resolver la ecuación escribiendo 4 / 2 3x yi i i y calculando a continuación el cociente indicado en el miembro de la derecha. Sin embargo, utilizaremos otro procedimiento. Si efectuamos la multiplicación en el miembro de la izquierda obtenemos 2 3 3 2 4x y x y i i CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 46 Según nuestra definición de igualdad de dos números complejos, las partes reales de ambos miembros han de ser iguales y, del mismo modo, las partes imaginarias también han de serlo. Por lo tanto, 2 3 4 3 2 1 x y x y Resolvemos estas ecuaciones simultáneas multiplicando por 3 la primera ecuación y por 2 la segunda y sumando las dos ecuaciones, 6 9 12 6 4 2 13 14 14 13 x y x y y y Multiplicamos por 2 la primera ecuación y por –3 la segunda ecuación y sumando las dos ecuaciones: 4 6 8 9 6 3 13 5 5 13 x y x y x x Este método, que consiste en igualar las partes reales e imaginarias, es de gran importancia en la aplicación de los números complejos a la ingeniería. OTRA INTRODUCCIÓN Nuestra definición de números complejos carece de recursos intuitivos. Dijimos que no existe ningún número real x tal que 2 1x , pero, sin embargo, introdujimos i dotado de esta propiedad. ¿Qué es, pues, i? Tanto inquietó esta pregunta a los matemáticos que al fin, dieron a i el nombre de número imaginario y a a bi el de número complejo, para indicar el contraste con los otros números de nuestro sistema, que son reales. Nuestro propósito actual es iniciar un nuevo desarrollo de los números complejos de una manera lógica y fuera de lo imaginario. DEFINICIONES Número complejo Un número complejo es un par ordenado de números reales (a, b) Parte real de un número complejo El número complejo (a, 0) se llama parte real del número complejo (a, b). Veremos que, de una manera natural, se pueden identificar los pares (a, 0) con los números reales a. UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 47 Número imaginario puro Un número complejo de la forma (0, b) se llama número imaginario puro. La aritmética de los números complejos viene dada por las siguientes definiciones básicas. DEFINICIONES Igualdad Dos números complejos (a, b) y (c, d) son iguales si y solamente si a c y b d . Adición ( , ) ( , ) ( , )a b c d a c b d Multiplicación( , ) ( , ) ( , )a b c d ac bd bc ad Es evidente que existe una correspondencia biunívoca entre, los números complejos (a, 0) y los números reales a, que está definida por ( ,0)a a . Esta correspondencia es particularmente útil porque en ella las sumas corresponden a las sumas y los productos corresponden a los productos. Esto es: ( , 0) ( , 0) ( , 0)a c a c a c a c b b b ( , 0) ( , 0) ( , 0)a c ac a c ac b b b Este tipo de correspondencia se llama isomorfismo y decimos que el conjunto de los números complejos (a, 0) es isomorfo al conjunto de los números reales a, con respecto a la adición y a la multiplicación. Se justifica así la identificación de los dos sistemas. En consecuencia, podemos decir que (a, 0) es un número real cuando no exista motivo de confusión. Adición : 0, 0, 0,b d b d Multiplicación : 0, 0, ,0b d bd CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 48 Es importante observar que el producto de dos números imaginarios puros es un número real. En particular, 0,1 0,1 1,0 Recordemos ahora que lo que motivó nuestra introducción de los números complejos fue, precisamente, la imposibilidad de resolver la ecuación 2 1x dentro del conjunto de los números reales. Veamos ahora como la introducción de los números complejos nos permite resolver esta ecuación. Conforme con el isomorfismo, la ecuación 2, , , 1,0x y x y x y Según hemos visto, , 0,1x y es una solución de esta ecuación, además se puede comprobar que , 0, 1x y es otra solución. Por consiguiente, nuestra introducción de los números complejos nos permite resolver ecuaciones de este tipo que no tienen solución en los números reales. Para completar nuestra discusión necesitamos mostrar la correspondencia entre nuestras dos definiciones de los números complejos. Antes de entrar en esa discusión, señalaremos las siguientes identidades: 0, ,0 0,1 , ,0 ,0 0,1 b b a b a b Como ejercicio verifique las identidades anteriores. Ahora estableceremos la siguiente relación entre las dos notaciones: Notación (a,b) Notación a + bi Números Reales (a,0) a Unidad Imaginaria (0,1) i Utilizando las identidades anteriores podemos, ahora, deducir las correspondencias: Notación (a,b) Notación a + bi Imaginarios Puros (0,b) bi Números Complejos (a,b) a + bi De estas correspondencias se deduce que las reglas que rigen la igualdad, la adición y la multiplicación de los números complejos en notación a bi , que fueron establecidas como definiciones anteriormente, concuerdan con las correspondientes definiciones en notación ,a b . UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 49 CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 50 1.3.1. REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE LOS NÚMEROS COMPLEJOS A diferencia de los números reales, los números complejos no se pueden representar, de una manera aceptable, como puntos de una recta. Por la misma razón no podemos definir la noción de desigualdad entre dos números complejos. Si queremos representar gráficamente los números complejos, el procedimiento más conveniente es asociarlos biunívocamente con los puntos del plano. Para ello, medimos la parte real ade a bi a lo largo del eje horizontal (o eje real) y la parte imaginaria b a lo largo del eje vertical (o eje imaginario). De esta manera establecemos una correspondencia biunívoca entre los números complejos y los puntos del plano. Ej ei ma gin ar io Eje real0 a + bia b 1.3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS NÚMEROS El siguiente esquema muestra las diferentes clases de números y las relaciones que existen entre ellas. Números complejos a + bi Números reales b = 0 Números imaginarios puros a = 0 b = 0 Números racionales Números irracionales Enteros Fracciones Números naturales Cero Enteros negativos UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 51 1.4. EJERCITACIÓN DE LA UNIDAD Ejercicio 1 ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son proposiciones? a) ¿Es esto verdadero? b) Ana es un nombre- c) 8 es primo. d) 8 no es primo. R: a) no es una proposición, pero b), c) y d), lo son. Ejercicio 2 Asigne las constantes lógicas V o F a las siguientes proposiciones- a) 7 es par. b) Carlos Paz es una ciudad. c) Argentina es una ciudad. R: a) F. b) V. c) F. Ejercicio 3 Identifique todas las proposiciones simples en las siguientes oraciones, y abrévielas con símbolos tales como p, q, r. Entonces convierta las oraciones al cálculo proposicional. a) Si Carlos está en la casa entonces Raúl debe de estar en la casa también. b) El auto que escapó era rojo o marrón. c) Las noticias no son buenas. d) Estarás a tiempo sólo si te apuras. e) Él vendrá si tiene tiempo. f) Si ella estaba allí, entonces debió haber oído. R: a) p: Carlos está en la casa. q: Raúl está en la casa. p q b) p: El auto que escapó era rojo. q: El auto que escapó era marrón. p q c) p: Las noticias son buenas. p d) p: Llegarás a tiempo. q: Te das prisa. p q CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 52 e) p: Vendrá. q: Tiene tiempo. p q f) p: Estaba allí. q: Lo oyó. p q Ejercicio 4 Inserte paréntesis dentro de las expresiones siguientes, de tal manera que se elimine la ambigüedad sin usar las reglas de prioridad. a) p q r p b) p r q r c) ( 1 2) 1p p q p d) p q q p R: a) (( ) )p q r p b) (( ) )p r q r c) ( ( 1 2)) (( ) 1)p p q p d) ( ) (( ) )p q q p Ejercicio 5 Construya las tablas de verdad para las siguientes expresiones: a) ( )p q b) ( )p q R: a) P q p q p q ( ) p q V V F F F V V F F V V F UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 53 F V V F V F F F V V V F b) P q p q p q ( ) p q V V F F F V V F F V F V F V V F F V F F V V V F Ejercicio 6 En los siguientes problemas muestre en cada caso si el argumento dado es válido: a) p q, q p b) p q, q p c) p q, r q p r d) Si 6 es par, entonces 2 no divide a 7. O 5 no es primo, o 2 divide a 7. Pero 5 es primo. Por lo tanto, 6 es impar. e) Si trabajo, no puedo estudiar. O trabajo, o paso apruebo Matemática. Aprobé Matemática. Por tanto, estudié. Respuestas: a) Si. b) No. c) No. d) Si. e) No. Ejercicio 7 En los siguientes problemas efectúe la demostración requerida: a) Demuestre que p q implica lógicamente a p q. b) Demuestre que p q implica lógicamente a p. Respuestas: a) p q p q p q (p q) (p q) V V V V V V F F F V CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 54 F V F V V F F V V V Tautología b) p q p q (p q) p V V V V V F F V F V F V F F F V Tautología Ejercicio 8 21 1 10: 2 5 3 10 3 R Ejercicio 9 3 1 1 3 5 25 5 5 1R Ejercicio 10 1 1 7: 2 5 40 2R Ejercicio 12 2 4 16 1 9 25 225 49 25 R Ejercicio 13 4 2 15 25 9 4R UNIDAD 1 / LÓGICA SIMBÓLICA 55 Ejercicio 14 2 21 11 2 3 2R Ejercicio 15 221 1 13 3 2 1: 3 2 6 5 5 4 5R Ejercicio 16 13 2 3: 1 2 7 17 1R Ejercicio 17 3 3 19 2 4 2 25 5 9 10 R Ejercicio 18 2 1 26 1 1 1 13 2 3 2 5 2 2 14R Ejercicio 19 43 5 1 1 916 3 27 32 3R Ejercicio 20 1 2 3 3 51 9 1 8 8 32 2 6 3 7 8 R CICLO DE INTRODUCCIÓN A LOS ESTUDIOS UNIVERSITARIOS / MATEMÁTICA 56 Ejercicio 21 13 3 2 1 1 1 1 3 3431 5 64 13 42 R Ejercicio 22 2 31 3 1 2 2 2 1 1 62 5 1 3 3 2 139 3 R Ejercicio 23 1 4 3 9 2 11 16 3 6 3 3
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