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LÓGICA Y CONJUNTOS

Ejemplos de conjuntos

Un conjunto es una colección de elementos bien definidos: puedes decidir si un objeto pertenece a ella. Por ejemplo, {1, 2, 3} contiene esos tres números, sin importar su orden.

Practica con 25 ejemplos desarrollados y dos bloques de consulta: cómo escribir conjuntos, contar sus elementos, reconocer subconjuntos y realizar operaciones. Las tablas reúnen 31 casos para comparar propiedades y colecciones cotidianas.

Lee los símbolos: ∈ significa pertenece; ⊆, es subconjunto; ∩, intersección; ∪, unión; ∖, diferencia; ∅, conjunto vacío. |A| indica el número de elementos de A.

Definición, escritura y pertenencia

EJEMPLO 01

Definir qué pertenece al conjunto

En una caja hay un balón, un dado y una peonza. Se enumeran los tipos de juguete presentes.

J = {balón, dado, peonza}

dado ∈ J

libro ∉ J

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

∈ significa pertenece y ∉, no pertenece. La lista permite decidir cada caso; juguetes bonitos sería un criterio subjetivo si no se acuerda cómo evaluarlo.

EJEMPLO 02

Leer un conjunto de letras

El conjunto contiene las siete letras que aparecen en la figura.

L: siete elementos distintos.
ABCDEFG

L = {A, B, C, D, E, F, G}

|L| = 7

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Las barras de |L| indican su cardinalidad: cuántos elementos distintos tiene. La posición de cada letra en el dibujo no cambia el conjunto.

EJEMPLO 03

Escribir por extensión

Enumera los enteros del uno al cinco, ambos incluidos.

C = {1, 2, 3, 4, 5}

|C| = 5

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Escribir por extensión consiste en mostrar los elementos. Las llaves delimitan el conjunto; las comas separan sus miembros.

EJEMPLO 04

Escribir por comprensión

Trabaja con U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} y selecciona los pares.

P = {x ∈ U : x es par}

P = {2, 4, 6, 8, 10}

Condición: x es un entero del universo U.

Los dos puntos se leen tal que. La regla y la lista describen exactamente el mismo conjunto; el universo fija el rango.

EJEMPLO 05

Distinguir pertenece de está contenido

Sea A = {1, 2, 3}. Compara un número y un conjunto.

2 ∈ A

{2} ⊆ A

{2} ∉ A

Condición: Los elementos de A son los números 1, 2 y 3.

El número 2 es un elemento. El conjunto {2} es un subconjunto porque su único miembro está en A; no figura como elemento de A.

EJEMPLO 06

No contar repeticiones ni el orden

Escribe las letras distintas de la palabra banana.

B = {b, a, n}

{b, a, n, a, n, a} = {a, b, n}

|B| = 3

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Repetir una letra no añade otro elemento. Un conjunto tampoco conserva el orden de una palabra; banana y sus letras distintas son objetos diferentes.

Vacío, unitario, finito, infinito y universo

EJEMPLO 07

Representar el conjunto vacío

Busca los enteros mayores que tres y menores que cuatro.

E: ningún entero entre 3 y 4.
∅Sin elementos

E = ∅

E = { }

|E| = 0

Condición: Solo se admiten números enteros.

No hay ningún entero que cumpla las dos condiciones. ∅ y las llaves vacías representan el mismo conjunto.

EJEMPLO 08

Un conjunto unitario no es su elemento

La lista contiene únicamente el número catorce.

K = {14}

14 ∈ K

|K| = 1

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

K es el conjunto que contiene 14. No identifiques la colección con el número que está dentro de ella.

EJEMPLO 09

Distinguir vacío, cero y un conjunto dentro de otro

Compara estas tres colecciones.

|∅| = 0

|{0}| = 1

|{∅}| = 1

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

{0} contiene un número y {∅} contiene un conjunto, el vacío. Las dos últimas colecciones tienen un elemento, aunque ese elemento sea diferente.

EJEMPLO 10

Contar dos conjuntos finitos

Se dan C = {1, 2, 3, 4, 5} y D = {11, 12, 13, 14, 15}.

|C| = 5

|D| = 5

C ≠ D

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Ambos son finitos y tienen el mismo tamaño, pero no los mismos elementos. Finito incluye también el caso de cero elementos.

EJEMPLO 11

Reconocer los enteros como conjunto infinito

Observa la lista que continúa sin final en las dos direcciones.

Z = {…, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, …}

1/2 ∉ Z

Condición: Los puntos suspensivos siguen la regla de los enteros.

Esta lista representa los enteros, no todos los reales. Por grande que sea un entero n, n + 1 también es entero; no existe un último entero.

EJEMPLO 12

Distinguir un conjunto infinito de su escritura

Toma todos los enteros positivos.

S = {1, 2, 3, 4, 5, …}

Para cada n ∈ S, n + 1 ∈ S

Condición: S contiene todos los enteros positivos.

Ninguna lista finita agota S: a su mayor elemento se le puede sumar uno. Escribir los primeros como I, II, III no cambia cuáles son los números; las convenciones romanas no sustituyen la regla que define S.

EJEMPLO 13

Fijar un universo para el problema

Se estudian únicamente las fichas numeradas del uno al diez.

U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}

A = {2, 4, 6}

A ⊆ U

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

El universo es la colección de referencia de este ejercicio. No significa todos los elementos que existen en cualquier contexto.

Igualdad, cardinalidad y subconjuntos

EJEMPLO 14

Reconocer conjuntos iguales

Compara A = {10, 20, 30} con B = {30, 10, 20}.

A = B

|A| = |B| = 3

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Cambió la colocación de los números, pero cada elemento de A está en B y viceversa. Eso prueba la igualdad.

EJEMPLO 15

Comprobar que dos conjuntos son disjuntos

Se dan F = {5, 8, 11, 23, 51} y G = {1, 2, 3, 4, 6}.

F ∩ G = ∅

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

No comparten ningún elemento. El término habitual es disjuntos; que sus miembros sean números en ambos casos no crea una intersección.

EJEMPLO 16

Tener el mismo tamaño sin ser iguales

Compara H = {7, 8, 9} e I = {10, 11, 12}.

7 ↔ 10; 8 ↔ 11; 9 ↔ 12

|H| = |I| = 3

H ≠ I

Condición: Se compara cardinalidad, no igualdad de elementos.

Cada elemento se empareja con uno del otro conjunto sin repetir ni dejar ninguno. Se llaman equipotentes; algunos materiales escolares los llaman equivalentes.

EJEMPLO 17

Encontrar una intersección

M = {1, 2, 3, 4, 5} y N = {1, 3, 5, 7, 9}. Busca los elementos comunes.

M ∩ N = {1, 3, 5}

|M ∩ N| = 3

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Intersección significa pertenecer a ambos conjuntos. El símbolo ∩ evita confundir la operación con escribir MN.

EJEMPLO 18

Reconocer un subconjunto propio

Compara P = {1, 3, 5} con M = {1, 2, 3, 4, 5}.

P ⊆ M

P ≠ M

∅ ⊆ M

M ⊆ M

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

P está contenido en M y es distinto de M: es un subconjunto propio. ⊆ permite igualdad. El vacío es subconjunto porque no tiene un elemento que incumpla la condición.

EJEMPLO 19

Enumerar todos los subconjuntos

Sea T = {a, b}. Para cada letra puedes elegir incluirla o no.

Subconjuntos: ∅, {a}, {b}, {a, b}

Cantidad de subconjuntos: 4

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Las cuatro elecciones son distintas y agotan las posibilidades. Incluye tanto el vacío como T; no confundas los dos elementos de T con sus cuatro subconjuntos.

Unión, diferencia, complemento y recuentos

EJEMPLO 20

Formar la unión sin repetir

Usa M = {1, 2, 3, 4, 5} y N = {1, 3, 5, 7, 9}.

M ∪ N = {1, 2, 3, 4, 5, 7, 9}

|M ∪ N| = 5 + 5 − 3 = 7

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

La unión recoge elementos de M, de N o de ambos. Se restan los tres comunes porque al sumar los tamaños se habían contado dos veces.

EJEMPLO 21

Restar conjuntos en ambos sentidos

M = {1, 2, 3, 4, 5} y N = {1, 3, 5, 7, 9}.

M ∖ N = {2, 4}

N ∖ M = {7, 9}

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

En M ∖ N quedan los miembros de M que no están en N. Cambiar el orden puede cambiar el resultado; aquí los resultados son distintos.

EJEMPLO 22

Calcular un complemento con universo explícito

U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} y A = {2, 4, 6}.

Aᶜ = U ∖ A = {1, 3, 5, 7, 8, 9, 10}

Condición: Aᶜ se calcula respecto del universo indicado.

El complemento contiene lo que está en U y no en A. Si U fuera solo {1, 2, 3, 4, 5, 6}, el complemento sería {1, 3, 5}.

EJEMPLO 23

Leer una figura con elementos compartidos

A = {D, E, M, O, P, Z} y B = {A, D, E, L, R}. Las letras dentro de las llaves son elementos.

U = A ∪ B. Cada elemento aparece en una sola región.
Solo en A

M, O, P, Z

En A y en B

D, E

Solo en B

A, L, R

A ∩ B = {D, E}

A ∖ B = {M, O, P, Z}

B ∖ A = {A, L, R}

|A ∪ B| = 9

Condición: U es la unión de estos dos conjuntos.

D y E aparecen en la zona común una sola vez. El rótulo de conjunto A no es la letra A que aparece como elemento de B.

EJEMPLO 24

Contar personas sin duplicarlas

U = {Ana, Beto, Cora, Dani, Eva, Fede}. Lectura = {Ana, Beto, Cora}; Música = {Cora, Dani, Eva}.

Lectura ∩ Música = {Cora}

Lectura ∪ Música = {Ana, Beto, Cora, Dani, Eva}

Ninguna actividad: {Fede}

3 + 3 − 1 = 5

Condición: Cada nombre identifica a una persona distinta.

Cora participa en ambas actividades, pero es una sola persona. Cinco participan en al menos una y una en ninguna.

Categorías y colecciones cotidianas

EJEMPLO 25

Usar elementos de una o varias categorías

Compara dos colecciones definidas por enumeración.

Mascotas = {perro, gato, pez, tortuga, conejo}

V = {libro, avión, palma, 9, E}

|Mascotas| = 5; |V| = 5

Condición: E es la letra E y las palabras se usan como etiquetas.

En la primera se enumeran nombres de animales; en la segunda, palabras, un número y una letra. Homogéneo y heterogéneo son descripciones escolares, no requisitos para que exista un conjunto. Una lista explícita basta para fijar sus miembros.

CONSULTA

Más ejemplos según sus propiedades

Cada fila usa sus propios nombres de conjunto.

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Comprueba la propiedad que explica cada fila. Las categorías no son excluyentes: un conjunto vacío también es finito.

Conjuntos: variantes 1–3
CasoConjuntos y lectura
VacíoA = B = C = D = E = ∅ · Los cinco nombres designan el mismo conjunto sin elementos.
UnitarioF = {1}; G = {2}; H = {3}; I = {4}; J = {5} · Cada conjunto tiene un elemento; no es igual a ese elemento.
FinitoK = {1, 2, 3}; L = {4, 5, 6}; M = {7, 8, 9}; N = {10, 11, 12}; O = {13, 14, 15} · Cada conjunto tiene tres elementos.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.
Conjuntos: variantes 4–6
CasoConjuntos y lectura
InfinitoZ = {…, −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3, …}; S = {1, 2, 3, …} · Z contiene enteros; S, enteros positivos. Los romanos serían una forma de escribir elementos, no otro criterio de pertenencia.
UniversoU = {1, 2, 3, 4, 5, 6} · Se fija para este ejercicio; no significa todos los objetos que existen.
IgualesV = W = X = Y = Z = {1, 2, 3} · Contienen exactamente los mismos elementos. La letra Z aquí es un nombre local de esta fila.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.
Conjuntos: variantes 7–9
CasoConjuntos y lectura
DisjuntosA = {1, 2, 3}; B = {4, 5, 6}; C = {7, 8, 9}; D = {10, 11, 12}; E = {13, 14, 15} · Cualquier pareja distinta de esta fila tiene intersección vacía.
Misma cardinalidadA = {16, 17, 18}; B = {19, 20, 21}; C = {22, 23, 24}; D = {10, 11, 12}; E = {13, 14, 15} · Todos tienen tres elementos, aunque son conjuntos distintos.
SuperpuestosA = {1, 2, 3}; B = {2, 3, 4}; A ∩ B = {2, 3} · Comparten dos elementos.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.
Conjuntos: variantes 10–11
CasoConjuntos y lectura
Categoría comúnMateriales = {lápiz, borrador, libreta, bolígrafo, colores}; Animales marinos = {tiburón, delfín, estrella de mar, pulpo, medusa} · Se enumeran nombres de materiales y de animales. Colores nombra aquí el material escolar, no cada color por separado.
Elementos variados{historia, azul, 84, banco, Londres}; {A, restaurante, 92, madera, cinturón} · Cada lista tiene cinco elementos; las palabras son etiquetas y A es una letra, no otro conjunto.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.

CONSULTA

Colecciones cotidianas con miembros definidos

Los códigos identifican objetos distintos dentro de cada fila.

Condición: Los nombres se interpretan dentro de este ejemplo.

Para convertir una agrupación cotidiana en un conjunto matemático, indica qué objetos o tipos de objetos estás contando. El nombre de una tienda o una duración no reemplaza esa definición.

Colecciones cotidianas 1–5
ContextoColección y criterio
Músicos{Ana, Bruno, Carla} · Tres integrantes de una agrupación concreta; no todo grupo de músicos es una orquesta.
Libros{L1, L2, L3} · Tres libros identificados; se distingue la colección del lugar donde se guarda o vende.
Juguetes{J1, J2, J3} · Tres juguetes del inventario; juguetería nombra una tienda, no define sus miembros.
Árboles{T1, T2, T3} · Tres árboles identificados en una zona.
Aves{A1, A2, A3} · Tres aves identificadas en la observación.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.
Colecciones cotidianas 6–10
ContextoColección y criterio
Animales{N1, N2, N3} · Tres animales concretos; no cualquier conjunto de animales forma una manada.
Piedras{P1, P2, P3} · Tres piedras recogidas e identificadas.
Deportistas{D1, D2, D3} · Tres deportistas inscritos; el criterio es estar en la lista.
Apartamentos{101, 102, 103} · Identificadores de tres apartamentos de un mismo edificio.
Frutas{F1, F2, F3} · Tres piezas de fruta; frutería identifica un establecimiento.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.
Colecciones cotidianas 11–15
ContextoColección y criterio
Productos básicos{arroz, frijol, aceite} · Tres tipos de producto; no se está contando cada envase.
Flores{FL1, FL2, FL3} · Tres flores identificadas; un arreglo y una florería no nombran la misma clase de objeto.
Perros{PE1, PE2, PE3} · Tres perros identificados; el conjunto se define por esta lista.
Sillones{S1, S2, S3} · Tres muebles; sala puede nombrar un espacio, no una lista precisa de elementos.
Dientes{DI1, DI2, DI3} · Tres dientes identificados de una dentadura; el conjunto puede ser solo una parte de ella.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.
Colecciones cotidianas 16–20
ContextoColección y criterio
Teclas{A, B, C} · Tres teclas rotuladas; no el teclado completo.
Peces{PC1, PC2, PC3} · Tres peces observados; una lista matemática no exige que naden juntos.
Palabras{sol, luna, mar} · Tres palabras distintas; un texto además tiene orden y puede repetir palabras.
Cabellos{C1, C2, C3} · Tres cabellos identificados; no se confunde una muestra con toda la cabellera.
Minutos de una hora{1, 2, 3, …, 60} · Sesenta posiciones consecutivas de una hora; una colección arbitraria de minutos no define esa duración.
Cada fila es un ejemplo independiente. Las letras y códigos se interpretan según su propio contexto.

Comprueba elementos, no solo etiquetas

Referencias