Matemáticas · Glosario

¿Qué es Operaciones con conjuntos?

También llamado: conjunto · conjunto de las partes

Definición 1.16 Matemáticas universitarias — Grado 1 · Capítulo 1 — Lógica, conjuntos y aplicaciones

Tomamos como primitivas la noción de conjunto y la relación de pertenencia xEx \in E. Para conjuntos A,BA, B contenidos en un conjunto ambiente EE:

  • inclusión: ABA \subseteq B cuando x, xA    xB\forall x,\ x \in A \implies x \in B; igualdad A=BA = B cuando ABA \subseteq B y BAB \subseteq A;
  • unión ABA \cup B, intersección ABA \cap B, diferencia AB={xA:xB}A \setminus B = \{x \in A : x \notin B\}, complementario A=EA\overline{A} = E \setminus A;
  • el conjunto vacío \emptyset, contenido en todo conjunto;
  • el conjunto de las partes P(E)\mathcal{P}(E): el conjunto de todos los subconjuntos de EE;
  • el producto E×FE \times F: el conjunto de los pares ordenados (x,y)(x, y) con xEx \in E, yFy \in F.

Ejemplos

Ejemplo 1.17 (Familiarizarse con el conjunto de las partes)

Para E={a,b}E = \{a, b\}:

P(E)={, {a}, {b}, {a,b}},\mathcal P(E) = \bigl\{\, \emptyset,\ \{a\},\ \{b\},\ \{a, b\} \,\bigr\},

cuatro elementos — y obsérvese la disciplina de tipos: aEa \in E, pero {a}P(E)\{a\} \in \mathcal P(E); los enunciados aP(E)a \in \mathcal P(E) y {a}P(E)\{a\} \subseteq \mathcal P(E) son ambos falsos tal como están escritos (el segundo exigiría que aa fuese un subconjunto de EE). Iterando desde la nada: P()={}\mathcal P(\emptyset) = \{\emptyset\} tiene un elemento, P(P())={,{}}\mathcal P(\mathcal P(\emptyset)) = \{\emptyset, \{\emptyset\}\} tiene dos, el siguiente tiene cuatro — los conjuntos de conjuntos son conjuntos ordinarios, y el Capítulo 2 confirmará la duplicación: P(E)=2E\abs{\mathcal P(E)} = 2^{\abs E}. Mantener claros los niveles (xx, {x}\{x\}, {{x}}\{\{x\}\}) es la mitad del trabajo en ejercicios como los Ejercicios 1.11 y 1.12.

Ejemplo 1.27 (El punto (2) no se puede mejorar)

En la Proposición 1.26 (2) no se pueden reforzar las conclusiones: que gfg \circ f sea biyectiva no obliga a que ff sea sobreyectiva ni a que gg sea inyectiva. Tómese E=G={1}E = G = \{1\}, F={1,2}F = \{1, 2\}, con f(1)=1f(1) = 1 y g(1)=g(2)=1g(1) = g(2) = 1: entonces gf=idEg \circ f = \mathrm{id}_E es biyectiva, pero ff no alcanza el elemento 22 y gg colapsa los dos elementos. La moraleja es una regla de contabilidad precisa: la información sobre la composición pasa a la aplicación interior para la inyectividad y a la exterior para la sobreyectividad, nunca al revés. (El Ejercicio 1.9 construye el mismo fenómeno con conjuntos infinitos, donde es el motor de las inversas laterales.)

Ejemplo 1.32

En Z\Z, la congruencia módulo nn (xy(modn)x \equiv y \pmod n cuando nn divide a xyx - y) es una relación de equivalencia; sus clases son los nn conjuntos de enteros con un resto dado en la división por nn. Este ejemplo se convierte en el anillo Z/nZ\Z/n\Z en el Capítulo 7.

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