Teoria degli insiemi
Introduzione agli insiemi
Lettere maiuscole: insiemi
Lettere minuscole: elementi dell'insieme
x ∈ X
Elencazione e rappresentazione degli insiemi
Elencazione: X = {x1, x2, x3,...} = {x ∈ X / p(x)}
Retta: x1, x2, x3
Rappresentazione: X (insieme ambiente)
Diagramma di Venn
Insiemi numerici
- N = insieme dei no naturali (parte da zero)
- Z = relativi (0, ±1, ±2...)
- Q = razionali = {m/n / m ∈ Z, n ∈ N e n ≠ 0}
- R = reali
- C = complessi
- ∅ = insieme vuoto, ovvero non contiene elementi
Inclusione e insiemi delle parti
X ≠ ∅. A ⊆ X oppure A ⊂ X
A sottoinsieme di X
⊆ = incluso
⊂ = propriamente incluso
Esempio: N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R
∅ è sicuramente incluso in ogni insieme
Insieme delle parti di X = 𝛽(X) = l'insieme di tutti i sottoinsiemi di X
Esempio: X = {a, b, c} cardinalità = 3 elementi
𝛽(X) = {∅, {a}, {b}, {c}, {a, b}, {a, c}, {b, c}, X}
cardinalità 𝛽(X) = 2n elementi = 23 = 8 elementi
Operazioni sugli insiemi
X - A = complementare {x ∈ X / x ∉ A} = insieme degli elementi di X che non stanno in A
Proprietà degli insiemi
- ⊄ X = ∅
- ⊄ ∅ = X
- ⊄ (⊄ A) = A
Esempio: X = N
A = numeri pari: {2n/n ∈ N}
⊄ A = dispari: {2n+1/n ∈ N}
Unione e intersezione
Unione: A ∪ B con A, B ⊆ X
Indica l'insieme degli elementi di X che stanno in A oppure in B, oppure in entrambi.
A ∪ B = {x ∈ X / x ∈ A oppure x ∈ B}
Intersezione: A ∩ B con A, B ⊆ X
Indica l'insieme degli elementi di X che stanno in A e B.
A ∩ B = {x ∈ X / x ∈ A e x ∈ B}
Proprietà booleane
- A ∩ ⊄ A = ∅
- A ∪ ⊄ A = X
Proprietà commutativa e associativa
A ∩ B = B ∩ A ; A ∪ B = B ∪ A
(A∩B)∩C = A∩(B∩C)
(A∪B)∪C = A∪(B∪C)
Proprietà distributiva
(A∩B)∪C = (A∪C)∩(B∪C)
(A∪B)∩C = (A∩C)∪(B∩C)
Leggi di De Morgan
ᶜ(A∩B) = ᶜA ∪ ᶜB
ᶜ(A∪B) = ᶜA ∩ ᶜB
Verifica
1a legge di De Morgan: ᶜ(A∩B) ᶜB ᶜA ᶜA ∪ ᶜB
Nota: A ⊆ B ⇒ A∩B = A ∧ A∪B = B
Differenza e differenza simmetrica
Differenza (non simmetrica): A \ B
Indica l'insieme degli elementi di X che stanno in A, ma non in B.
A \ B = { x ∈ X / x ∈ A ∧ x ∉ B } = A ∩ B̅
Differenza (simmetrica): A Δ B
A Δ B = (A \ B) ∪ (B \ A) = (A ∪ B) \ (A ∩ B)
Esempio
X = IN
A = { 2n + 1 / n ∈ IN } = { 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, ... }
B = { n ∈ IN / 5 ≤ n ≤ 12 } = { 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 }
B \ A = { 6, 8, 10, 12 }
Esercizio
A ∩ B = {1,3,13...}
A △ B = {1,3,6,8,10,12,13}
Elementi di logica matematica
Proposizione logica
Valori di verità assegnabili (oggettivamente) (vero o falso)
Esempi
- p = "6 è un numero pari" V
- V* = "Torino è lontana da Roma"
- !z = "Milano è più lontana di Torino da Roma"
- Fs = "6 ≤ 7" V
Negazione logica
¬p = non p
¬p è vera se p è falsa
¬p è falsa se p è vera
P ¬P
V F
F V
Esempio
p = "π è un numero razionale" F
¬p "π non è un numero razionale" V
ℚ̅= ℝ \ ℚ
Congiunzione logica
p ∧ q (et)
p ∧ q è vera solo se p e q sono vere
p ∧ q è falsa in tutti gli altri casi
p q p ∧ q
V V V
V F F
F V F
F F F
Disgiunzione logica
p ∨ q (vel)
p ∨ q è falsa se p e q sono false
p ∨ q è vera in tutti gli altri casi
p q p ∨ q
V V V
V F V
F V V
F F F
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