Em matemática, um conjunto é uma coleção de elementos. Não interessa a ordem e quantas vezes os elementos estão listados na coleção. Em contraste, uma coleção de elementos na qual a multiplicidade, mas não a ordem, é relevante, é chamada multiconjunto.
Introdução
Conjuntos são um dos conceitos básicos da matemática.
Um conjunto é apenas uma coleção de entidades, chamadas de elementos. A notação padrão lista os elementos separados por vírgulas entre colchetes como os seguintes exemplos:
- {1, 2, 3}
- {1, 2, 2, 1, 3, 2}
- {x : x é um número inteiro tal que 0
Os três exemplos acima são maneiras diferentes de representar o mesmo conjunto.
É possível descrever o mesmo conjunto de diferentes maneiras: listando os seus elementos (ideal para conjuntos pequenos e finitos) ou definindo uma propriedade de seus elementos. Dizemos que dois conjuntos são iguais se e somente se cada elemento de um é também elemento do outro, não importando a quantidade e nem a ordem das ocorrências dos elementos.
Terminologia
Pertence ou não pertence
Se
é um elemento de
, nós podemos dizer que o elemento
pertence ao conjunto
e podemos escrever
. Se
não é um elemento de
, nós podemos dizer que o elemento
não pertence ao conjunto
e podemos escrever
.
Subconjuntos próprios e impróprios
Se
e
são conjuntos e todo o elemento
pertencente a
também pertence a
, então o conjunto
é dito um
subconjunto do conjunto
, denotado por
. Note que esta definição inclui o caso em que
e
possuem os mesmos elementos, isto é, são o mesmo conjunto (
). Se
e ao menos um elemento pertencente a
não pertence a
, então
é chamado de
subconjunto próprio de
, denotado por
. Todo conjunto é subconjunto dele próprio, chamado de
subconjunto impróprio.
Conjunto vazio
Todo conjunto também possui como subconjunto o conjunto vazio representado por {} ou
. Podemos mostrar isto supondo que se o conjunto vazio não pertence ao conjunto em questão, então o conjunto vazio deve possuir um elemento ao menos que não pertença a este conjunto. Como o conjunto vazio não possui elementos, isto não é possível. Como todos os conjuntos vazios são iguais uns aos outros, é permissível falar de um único conjunto sem elementos.
União e Interseção
A
união (ou reunião) de dois conjuntos
e
é o conjunto
composto dos elementos que pertencem ao menos a um dos conjuntos
e
.
A união de N conjuntos é o conjunto formado pelos os elementos que pertencem ao menos a um dos conjuntos .
A interseção de dois conjuntos e é o conjunto composto dos elementos que pertencem simultaneamente aos dois conjuntos e .
Cardinalidade
Se um conjunto tem
n elementos, onde
n é um
número natural (possivelmente 0), então diz-se que o conjunto é um
conjunto finito com uma
cardinalidade de n ou número
cardinal n.
Mesmo se o conjunto não possui um número finito de elementos, pode-se definir a cardinalidade, graças ao trabalho desenvolvido pelo matemático Georg Cantor. Neste caso, a cardinalidade poderá ser (aleph zero), .
Nos dois casos a cardinalidade de um conjunto é denotada por . Se para dois conjuntos A e B é possível fazer uma relação um-a-um entre seus elementos, então .
Conjunto potência ou de partes
O conjunto de todos os subconjuntos de um conjunto dado
é chamado de
conjunto potência (ou
conjunto de partes) de
, denotado por
ou
. O conjunto potência é uma
álgebra booleana sobre as operações de união e interseção.
O Teorema de Cantor estabelece que .
Produto cartesiano
O
produto cartesiano de dois conjuntos
A e
B é o conjunto de
pares ordenados:
-
A soma ou união disjunta de dois conjuntos A e B é o conjunto
- .
Exemplos de conjuntos compostos por números
Nota: Nesta seção, a, b e c são números naturais, enquanto r e s são números reais.
- Números naturais são usados para contar. O símbolo usualmente representa este conjunto.
- Números inteiros aparecem como soluções de equações como x + a = b. O símbolo usualmente representa este conjunto (do termo alemão Zahlen que significa números).
- Números racionais aparecem como soluções de equações como a + bx = c. O símbolo usualmente representa este conjunto (da palavra quociente).
- Números algébricos aparecem como soluções de equações polinomiais (com coeficientes inteiros) e envolvem raízes e alguns outros números irracionais. O símbolo ou usualmente representa este conjunto.
- Números reais incluem os números algébricos e os números transcendentais. O símbolo usualmente representa este conjunto.
- Números imaginários aparecem como soluções de equações como x 2 + r = 0 onde r > 0. O símbolo usualmente representa este conjunto.
- Números complexos é a soma dos números reais e dos imaginários: . Aqui tanto r quanto s podem ser iguais a zero; então os conjuntos dos números reais e o dos imaginários são subconjuntos do conjunto dos números complexos. O símbolo usualmente representa este conjunto.
Conceitos relacionados
Teoria de conjuntos
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