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Subconjunto

Em matemática , um conjunto A é um subconjunto de um conjunto B se todos os elementos de A também forem elementos de B ; B é, em seguida, um super conjunto de Uma . É possível que A e B sejam iguais; se eles são desiguais, então A é um subconjunto próprio de B . O relacionamento de um conjunto sendo um subconjunto de outro é chamado de inclusão (ou às vezes contenção ). A é um subconjunto de Bpodem também ser expressos como B inclui (ou contém) um ou A está incluído (ou contido) em B .

Euler diagrama mostrando
um é um subconjunto apropriado de B ,   A ⊂ B , e inversamente B é um subconjunto apropriado de um .

A relação de subconjunto define uma ordem parcial nos conjuntos. Na verdade, os subconjuntos de um determinado conjunto formam uma álgebra booleana sob a relação de subconjunto, na qual a junção e o encontro são dados por interseção e união , e a própria relação de subconjunto é a relação de inclusão booleana .

Definições

Se A e B são conjuntos e cada elemento de A também é um elemento de B , então:

  • A é um subconjunto de B , denotado por UMA ⊆ B , {\ displaystyle A \ subseteq B,} {\displaystyle A\subseteq B,} ou equivalente
  • B é um superconjunto de A , denotado por B ⊇ UMA . {\ displaystyle B \ supseteq A.} B\supseteq A.[1]

Se A é um subconjunto de B , mas A não é igual a B (ou seja , existe pelo menos um elemento de B que não é um elemento de A ), então:

  • A é um subconjunto próprio (ou estrito ) de B , denotado por UMA ⊊ B {\ displaystyle A \ subsetneq B} A\subsetneq B (ou UMA ⊂ B {\ displaystyle A \ subconjunto B} A\subset B[1] [ relatório circular? ] [2] [ melhor fonte necessária ] ). Ou equivalente,
  • B é um superconjunto próprio (ou estrito ) de A , denotado por B ⊋ UMA {\ displaystyle B \ supsetneq A} {\displaystyle B\supsetneq A} (ou B ⊃ UMA {\ displaystyle B \ supset A} B \supset A[1] [ relatório circular? ] ).
  • O conjunto vazio , escrito {} ou ∅, é um subconjunto de qualquer conjunto X e um subconjunto apropriado de qualquer conjunto exceto ele mesmo.

Para qualquer conjunto S , a relação de inclusão ⊆ é uma ordem parcial no conjunto P ( S ) {\ displaystyle {\ mathcal {P}} (S)} {\mathcal {P}}(S)(o conjunto de potência de S - o conjunto de todos os subconjuntos de S [3] ) definido por UMA ≤ B ⟺ UMA ⊆ B {\ displaystyle A \ leq B \ iff A \ subseteq B} {\displaystyle A\leq B\iff A\subseteq B}. Também podemos pedir parcialmente P ( S ) {\ displaystyle {\ mathcal {P}} (S)} {\mathcal {P}}(S) por inclusão de conjunto reverso, definindo UMA ≤ B ⟺ B ⊆ UMA . {\ displaystyle A \ leq B \ iff B \ subseteq A.} {\displaystyle A\leq B\iff B\subseteq A.}

Quando quantificado, A ⊆ B é representado como ∀ x ( x ∈ A → x ∈ B ) . [4]

Podemos provar a afirmação A ⊆ B aplicando uma técnica de prova conhecida como o argumento do elemento [5] :

Deixe os conjuntos A e B serem dados. Para provar que A ⊆ B ,

  1. suponha que a seja um elemento particular, mas arbitrariamente escolhido de A,
  2. mostram que um é um elemento de B .

A validade desta técnica pode ser vista como uma consequência da generalização universal : a técnica mostra c ∈ A → c ∈ B para um elemento c escolhido arbitrariamente . A generalização universal então implica ∀ x ( x ∈ A → x ∈ B ) , que é equivalente a A ⊆ B , como afirmado acima.

Propriedades

  • Um conjunto A é um subconjunto de B se e somente se sua interseção for igual a A.
Formalmente:
UMA ⊆ B ⇔ UMA ∩ B = UMA . {\ displaystyle A \ subseteq B \ Leftrightarrow A \ cap B = A.} {\displaystyle A\subseteq B\Leftrightarrow A\cap B=A.}
  • Um conjunto A é um subconjunto de B se e somente se sua união for igual a B.
Formalmente:
UMA ⊆ B ⇔ UMA ∪ B = B . {\ displaystyle A \ subseteq B \ Leftrightarrow A \ cup B = B.} {\displaystyle A\subseteq B\Leftrightarrow A\cup B=B.}
  • Um conjunto finito A é um subconjunto de B , se e somente se a cardinalidade de sua interseção for igual à cardinalidade de A.
Formalmente:
UMA ⊆ B ⇔ | UMA ∩ B | = | UMA | . {\ displaystyle A \ subseteq B \ Leftrightarrow | A \ cap B | = | A |.} {\displaystyle A\subseteq B\Leftrightarrow |A\cap B|=|A|.}

Símbolos ⊂ e ⊃

Alguns autores usam os símbolos ⊂ e ⊃ para indicar subconjunto e superconjunto, respectivamente; ou seja, com o mesmo significado e em vez dos símbolos, ⊆ e ⊇. [6] Por exemplo, para esses autores, é verdade de cada conjunto A que A ⊂ A .

Outros autores preferem usar os símbolos ⊂ e ⊃ para indicar o subconjunto adequado (também chamado de estrito) e o superconjunto adequado, respectivamente; ou seja, com o mesmo significado e em vez dos símbolos, ⊊ e ⊋. [7] [1] Este uso torna ⊆ e ⊂ análogos aos símbolos de desigualdade ≤ e <. Por exemplo, se x ≤ y , então x pode ou não ser igual a y , mas se x < y , então x definitivamente não é igual a y e é menor que y . Da mesma forma, usando a convenção que ⊂ é subconjunto próprio, se A ⊆ B , então A pode ou pode não ser igual B , mas se A ⊂ B , então A definitivamente não é igual a B .

Exemplos de subconjuntos

Os polígonos regulares formam um subconjunto dos polígonos
  • O conjunto A = {1, 2} é um subconjunto próprio de B = {1, 2, 3}, portanto, ambas as expressões A ⊆ B e A ⊊ B são verdadeiras.
  • O conjunto D = {1, 2, 3} é um subconjunto (mas não um subconjunto próprio) de E = {1, 2, 3}, portanto, D ⊆ E é verdadeiro e D ⊊ E não é verdadeiro (falso).
  • Qualquer conjunto é um subconjunto de si mesmo, mas não um subconjunto adequado. (X ⊆ X é verdadeiro e X ⊊ X é falso para qualquer conjunto X.)
  • O conjunto { x : x é um número primo maior que 10} é um subconjunto apropriado de { x : x é um número ímpar maior que 10}
  • O conjunto de números naturais é um subconjunto próprio do conjunto de números racionais ; da mesma forma, o conjunto de pontos em um segmento de linha é um subconjunto apropriado do conjunto de pontos em uma linha . Esses são dois exemplos em que o subconjunto e o conjunto inteiro são infinitos, e o subconjunto tem a mesma cardinalidade (o conceito que corresponde ao tamanho, isto é, o número de elementos, de um conjunto finito) como o todo; tais casos podem ir contra a intuição inicial de alguém.
  • O conjunto de números racionais é um subconjunto adequado do conjunto de números reais . Neste exemplo, ambos os conjuntos são infinitos, mas o último conjunto tem uma cardinalidade (ou potência ) maior do que o primeiro.

Outro exemplo em um diagrama de Euler :

  • A é um subconjunto adequado de B

  • C é um subconjunto, mas não um subconjunto adequado de B

Outras propriedades de inclusão

A ⊆ B e B ⊆ C implicam A ⊆ C

Inclusão é a ordem parcial canônica , no sentido de que todo conjunto parcialmente ordenado ( X , ⪯ {\ displaystyle \ preceq} \preceq ) é isomórfico a alguma coleção de conjuntos ordenados por inclusão. Os números ordinais são um exemplo simples: se cada ordinal n é identificado com o conjunto [ n ] de todos os ordinais menores ou iguais a n , então a ≤ b se e somente se [ a ] ⊆ [ b ].

Para o conjunto de energia P ( S ) {\ displaystyle {\ mathcal {P}} (S)} {\mathcal {P}}(S)de um conjunto S , a ordem parcial de inclusão é - até um isomorfismo de ordem - o produto cartesiano de k = | S | (a cardinalidade de S ) cópias da ordem parcial em {0,1} para a qual 0 <1. Isso pode ser ilustrado pela enumeração de S = { s 1 , s 2 , ..., s k } e associação com cada subconjunto T ⊆ s (ou seja, cada elemento de 2 s ) a k -tuple de {0,1} K , dos quais o i th coordenada é uma se e somente se s i é um membro de T .

Veja também

  • Ordem de inclusão
  • Região
  • Problema de soma de subconjunto
  • Contenção subsumptive
  • Subconjunto total

Referências

  1. ^ a b c d "Lista abrangente de símbolos da teoria de conjuntos" . Math Vault . 2020-04-11 . Página visitada em 2020-08-23 .
  2. ^ "Introdução aos conjuntos" . www.mathsisfun.com . Página visitada em 2020-08-23 .
  3. ^ Weisstein, Eric W. "Subset" . mathworld.wolfram.com . Página visitada em 2020-08-23 .
  4. ^ Rosen, Kenneth H. (2012). Discrete Mathematics and Its Applications (7ª ed.). Nova York: McGraw-Hill. p. 119 . ISBN 978-0-07-338309-5.
  5. ^ Epp, Susanna S. (2011). Discrete Mathematics with Applications (Quarta ed.). p. 337. ISBN 978-0-495-39132-6.
  6. ^ Rudin, Walter (1987), Real and complex analysis (3rd ed.), New York: McGraw-Hill , p. 6, ISBN 978-0-07-054234-1, MR  0924157
  7. ^ Subconjuntos e subconjuntos próprios (PDF) , arquivados a partir do original (PDF) em 2013/01/23 , recuperado 2012/09/07

Bibliografia

  • Jech, Thomas (2002). Teoria dos conjuntos . Springer-Verlag. ISBN 3-540-44085-2.

links externos

  • Mídia relacionada a subconjuntos no Wikimedia Commons
  • Weisstein, Eric W. "Subset" . MathWorld .
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