Lista 6. Bases Matemáticas. Funções I. 1 Dados A e B conjuntos, defina rigorosamente o conceito de função de A em B.

Documentos relacionados
Lista 6 - Bases Matemáticas

Conjuntos Numéricos Aula 6. Conjuntos Numéricos. Armando Caputi

Aula 9 Aula 10. Ana Carolina Boero. Página:

Bases Matemáticas. Juliana Pimentel. 15 de junho de 2016

Pré-Cálculo. Humberto José Bortolossi. Aula de maio de Departamento de Matemática Aplicada Universidade Federal Fluminense

FUNÇÕES. Prof.ª Adriana Massucci

Teoria dos Conjuntos. (Aula 6) Ruy de Queiroz. O Teorema da. (Aula 6) Ruy J. G. B. de Queiroz. Centro de Informática, UFPE

APLICAÇÕES IMAGEM DIRETA - IMAGEM INVERSA. Professora: Elisandra Bär de Figueiredo

Indução Matemática. George Darmiton da Cunha Cavalcanti CIn - UFPE

1 Conjuntos, Números e Demonstrações

LFA. Provas formais; Indução; Sintaxe e Semântica Teoria dos Conjuntos

ALGEBRA I Maria L ucia Torres Villela Instituto de Matem atica Universidade Federal Fluminense Junho de 2007 Revis ao em Fevereiro de 2008

Notas de Aula Álgebra Linear II IFA Prof. Paulo Goldfeld Versão

Análise I Solução da 1ª Lista de Exercícios

s Gabarito da 1. a Prova de PMA Fundamentos de Cálculo Prof. Wagner - 3 de maio de a PARTE

Introdução às Funções

Matemática Discreta Bacharelado em Sistemas de Informação Resolução - 4ª Lista de Exercícios. Indução e Recursão

Capítulo 2. Conjuntos Infinitos. 2.1 Existem diferentes tipos de infinito

Introdução à Teoria dos Números - Notas 1 Os Princípios da Boa Ordem e de Indução Finita

Contando o Infinito: os Números Cardinais

Matemática Complementos de Funções. Professor Marcelo Gonsalez Badin

CÁLCULO I. Aula n o 02: Funções. Determinar o domínio, imagem e o gráco de uma função; Reconhecer funções pares, ímpares, crescentes e decrescentes;

Lista Função - Ita Carlos Peixoto

CÁLCULO I Aula 01: Funções.

Funções potência da forma f (x) =x n, com n N

Matemática Básica EXERCÍCIOS OBRIGATÓRIOS. Dê um contraexemplo para cada sentença falsa.

Matemática I Capítulo 06 Propriedades das Funções

GABARITO. Prova 1.2 (points: 72/100; bonus: 16 ; time: 100 ) FMC2, (Turma N12 do Thanos) Regras: Lembre-se: Boas provas! Gabarito 08/05/2017

Funções monótonas. Pré-Cálculo. Atividade. Funções crescentes. Parte 3. Definição

MÓDULO 41. Funções II. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias MATEMÁTICA

INE Fundamentos de Matemática Discreta para a Computação

1 FUNÇÃO - DEFINIÇÃO. Chama-se função do 1. grau toda função definida de por f(x) = ax + b com a, b e a 0.

3 O Teorema de Ramsey

Funções. Matemática Básica. O que é uma função? O que é uma função? Folha 1. Humberto José Bortolossi. Parte 07. Definição

Gramáticas e Linguagens Independentes de Contexto

INSTITUTO DE MATEMÁTICA E ESTATÍSTICA UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

UFPR - Universidade Federal do Paraná Setor de Ciências Exatas Departamento de Matemática MA12 - Matemática Discreta - PROFMAT Prof.

Capítulo 2. Conjuntos Infinitos. 2.1 Existem diferentes tipos de infinito

Universidade Federal do ABC Centro de Matemática, Computação e Cognição Análise na Reta (2017) Curso de Verão

Axiomas de corpo ordenado

REVISÃO - DESIGUALDADE, MÓDULO E FUNÇÕES

CÁLCULO I. 1 Funções. Objetivos da Aula. Aula n o 01: Funções. Denir função e conhecer os seus elementos; Reconhecer o gráco de uma função;

MATEMÁTICA 3. Professor Renato Madeira. MÓDULO 4 Função injetora, sobrejetora, bijetora, par, ímpar, crescente, decrescente, limitada e periódica

Funções, Seqüências, Cardinalidade

Notas sobre conjuntos, funções e cardinalidade (semana 1 do curso)

Pré-Cálculo. Humberto José Bortolossi. Aula 8 26 de abril de Departamento de Matemática Aplicada Universidade Federal Fluminense

UFJF ICE Departamento de Matemática Cálculo I Primeira Avaliação Primeiro Semestre Letivo de /04/2014 FILA A Aluno (a): Matrícula: Turma:

Exercícios de revisão para a primeira avaliação Gabaritos selecionados

Seminário Semanal de Álgebra. Técnicas de Demonstração

Elementos de Matemática

TEORIA DOS CONJUNTOS. Turma: A - Licenciatura em Matemática 1 Semestre de Prof. Dr. Agnaldo José Ferrari OS NÚMEROS NATURAIS

CÁLCULO I. Efetuar transformações no gráco de uma função. Aplicando esse teste às seguintes funções, notamos que

Curso: Ciência da Computação Turma: 6ª Série. Teoria da Computação. Aula 2. Conceitos Básicos da Teoria da Computação

Capítulo 0: Conjuntos, funções, relações

Gênesis S. Araújo Pré-Cálculo

Universidade Federal de Goiás Campus Catalão Departamento de Matemática Disciplina: Fundamentos de Análise

INE5403 FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA DISCRETA

Alexandre Nolasco de Carvalho Universidade de São Paulo São Carlos SP, Brazil. 11 de Março de 2014

Função. Definição formal: Considere dois conjuntos: o conjunto X com elementos x e o conjunto Y com elementos y. Isto é:

Capítulo 2. Conjuntos Infinitos

Notas de aulas. álgebra abstrata

Faculdade de Computação

XXVI Olimpíada Brasileira de Matemática GABARITO Segunda Fase

Funções. Pré-Cálculo. O que é uma função? O que é uma função? Humberto José Bortolossi. Parte 2. Definição

Notas de Aula de Fundamentos de Matemática

Matemática para Ciência de Computadores

Capítulo 1. Conjuntos, Relações, Funções

INE5403 FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA DISCRETA

INE5403 FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA DISCRETA

Universidade Federal de Santa Maria Departamento de Matemática Curso de Verão Lista 1. Números Naturais

19 AULA. Princípio da Boa Ordem LIVRO. META Introduzir o princípio da boa ordem nos números naturais e algumas de suas conseqüências.

Escalas em Gráficos. Pré-Cálculo. Cuidado! Cuidado! Humberto José Bortolossi. Parte 4. Um círculo é desenhado como uma elipse.

Matemática Discreta Parte 11

Os números inteiros. Álgebra (Curso de CC) Ano lectivo 2005/ / 51

Universidade Federal de Santa Catarina Centro de Ciências Físicas e Matemáticas Departamento de Matemática. MTM Pré-cálculo

Bases Matemáticas. Relembrando: representação geométrica para os reais 2. Aula 8 Números Reais: módulo ou valor absoluto, raízes, intervalos

Análise I. Notas de Aula 1. Alex Farah Pereira de Agosto de 2017

INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA ÁLGEBRA LINERAR Luiz Francisco da Cruz Departamento de Matemática Unesp/Bauru CAPÍTULO 7 ISOMORFISMO

Capítulo 1. Funções e grácos

Interbits SuperPro Web

Teste de Matemática 2017/I

3 Sistema de Steiner e Código de Golay

Aula 2 Função_Uma Ideia Fundamental

Unidade 1 - Elementos de Lógica e Linguagem Matemáticas. Exemplo. O significado das palavras. Matemática Básica linguagem do cotidiano

MÓDULO 33. Funções I. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias MATEMÁTICA

4 Princípios de Indução Finita e demonstrações por indução

UFSC. Matemática (Amarela) Resposta: = , se x < fx ( ) 2x 3, se 7 x < 8. x + 16x 51, se x. 01. Correta.

Tópicos de Matemática. Teoria elementar de conjuntos

Polos Olímpicos de Treinamento. Aula 7. Curso de Teoria dos Números - Nível 2. Aula de Revisão e Aprofundamento. Prof.

Leandro F. Aurichi de novembro de Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação - Universidade de São Paulo, São Carlos, SP

Cálculo Diferencial e Integral 1

Matemática A Semi-Extensivo V. 3

Análise Real. IF Sudeste de Minas Gerais. Primeiro semestre de Prof: Marcos Pavani de Carvalho. Marcos Pavani de Carvalho

MATEMÁTICA. Função Composta e Função Inversa. Professor : Dêner Rocha. Monster Concursos 1

É um sistema formado por dois eixos, x e y, perpendiculares entre si. Origem. Continua

GABARITO. Prova 1.2 (points: 72/100; bonus: 16 ; time: 100 ) FMC2, (Turma T56 do Thanos) Regras: Lembre-se: Boas provas! Gabarito 08/05/2017

Conjuntos Enumeráveis e Não-Enumeráveis

Um Estudo Sobre a Enuberabilidade do Conjunto Q dos Números Racionais

Transcrição:

Lista 6 Bases Matemáticas Funções I Dados A e B conjuntos, defina rigorosamente o conceito de função de A em B. Dados os conjuntos A = {a, e, i, o, u} e B = {,, 3, 4, 5}, diga qual das relações abaixo definem uma função f : A B. a) R = {(e, ), (o, )} b) R = {(a, ), (e, ), (i, ), (o, ), (u, )} c) R = {(a, ), (e, ), (i, 3), (o, 4), (u, 5)} d) R = {(a, ), (e, ), (e, ), (i, ), (u, ), (u, 5)} e) R = {(a, 3), (e, 3), (i, 3), (o, 3), (u, 3)} f) R = {(a, ), (e, 3), (i, 3), (o, ), (u, )} g) R = {(a, ), (e, ), (i, 4), (o, 5), (u, 3)} 3 Para cada função que aparece no exercício acima, diga se é injetora, sobrejetora e/ou bijetora. 4 Determine o domínio máximo D das seguintes funções (observação: a notação f : D X Y indica uma função f : D Y, onde D X): a) f : D N R, f (n) = n(n+4)(3n+) b) f : D R R, f (x) = x(x+4)(3x+) c) f : D R R, f (x) = x d) f : D R R, f (x) = x(x 4) e) f : D R R, f (x) = + x x f) f : D R R, f (x) = + x x g) f : D N R, f (n) = + n n h) f : D R R, f (x) = 3 + x 3

5 Defina função injetora, sobrejetora e bijetora e a partir dessa definição, para cada uma das seguintes funções, prove ou dê contra-exemplos que elas são injetoras, sobrejetoras ou bijetoras. a) Se A = {,, 3, 4, 5, 6, 7} e f : A A dada por: { x, se x é ímpar f (x) = x, se x é par b) Se A = {,, 3, 4, 5, 6, 7} e g : A A dada por: c) f : N N, f (n) = 3n +. d) f : Z Z, f (n) = n n. f (x) = e) f : R R, f (x) = ax + b com a 0. f) f : R R, f (x) = x. g) f : (0, ) R, f (x) = x. h) f : R R, f (x) = x. i) f : [0, ) R, f (x) = x. j) f : R R R, f (x) = (x, x). k) f : R R R, f (x) = (x, x ). l) f : R R R, f (x, y) = x y. m) f : R R R R, f (x, y) = (x, y 3 ). { x +, se x 7 f (7) = se x = 7. 6 Determine o conjunto imagem da função f : N Z dada por f (n) = ( ) n n. 7 Considerando a função f do exercício anterior, determine o conjunto imagem da função g : N Z dada por g(n) = f (n) + f (n + ). 8 Para cada uma das seguintes funções, calcule f ({0}), f ({}), f ({}) a) f : N N, f (n) = 3n +. b) f : R R, f (x) = x (x + ). c) f : [0, ) R, f (x) = x + x. d) f : R R R, f (x, y) = x y. Exercícios Complementares

9 Seja dada uma função f : A B. Se X e Y são subconjuntos do domínio A e se V e W são subconjuntos do contradomínio B, mostre que: a) f (X Y ) = f (X) f (Y ). b) f (X Y ) f (X) f (Y ). c) f (V W ) = f (V ) f (W ). d) f (V W ) = f (V ) f (W ). e) Se X Y então f (X) f (Y ). f) Se f é injetora então f (X Y ) = f (X) f (Y ). g) Se V W então f (V ) f (W ). h) X f ( f (X)). i) Se f é injetora então X = f ( f (X)). * 0 Seja A um conjunto (não vazio) com n elementos e seja B um conjunto qualquer. Mostre cada uma das seguintes afirmações: a) Se existe uma função injetora f : A B, então B possui pelo menos n elementos. b) Se existe uma função sobrejetora f : A B, então B possui no máximo n elementos. Conclua, das afirmações acima, a seguinte propriedade: dois conjuntos finitos possuem o mesmo número de elementos se, e somente se, existe uma função bijetora entre tais conjuntos. Soluções da Lista 6. Ver Notas de Aula. (a) não;(b) sim;(c) sim;(d) não;(e) sim;(f) sim;(g) sim 3. (b) nada;(c) bijetora;(e) nada;(f) nada;(g) bijetora 4. (a) D = N ; (b) D = R\{ 4, /3, 0}; (c) D = (, ) (, + ); (d) (, 0) (, + ); [ (e) D = (f) D = ], + 5 ; [ 5, + 5 ] ; (g) D = {0, }; (h) D = (, 3] [3, + ) 5. (Para as definições, ver Notas de Aula) (a) nada; (b) bijetora; (c) injetora; (d) nada; (e) bijetora; (f) nada; (g) injetora; (h) nada; (i) injetora; (j) injetora; (k) injetora; (l) sobrejetora; (m) bijetora 3

Resolução de alguns itens do exercício 5: c.) A função f : N N, f (n) = 3n + é injetora pois se f (n ) = f (n) 3n + = 3n + n = n A função f : N N, f (n) = 3n + não é sobrejetora pois 5 pertence ao contradomínio, mas não existe n N tal que f (n) = 5 pois isso implicaria que 3n + = 5 3n = 4 e claramente não existe nenhum natural com essa propriedade. e.) A função f : R R, f (x) = ax + b com a 0 é injetora pois; f (x ) = f (x) ax + b = ax + b ax = ax e como a 0 temos que x = x e logo a função é injetora. A função f : R R, f (x) = ax + b com a 0 é sobrejetora pois dado y R então f (x) = y ax + b = y x = y b a e f ( y b a ) = y logo é sobrejetora. j.) A função f : R R R, f (x) = (x, x) não é sobrejetora, pois (,0) pertence ao contradomínio mas não existe x R tal que: pois se isso ocorresse teríamos: e logo x = e x = 0, o que é um absurdo. f (x) = (, 0) (x, x) = (, 0) l.) A função f : R R R, f (x, y) = x y não é injetora pois: 6. Im f = {n n N} { (n + ) n N} 7. Im f = {, } f ((0, )) = = f ((0, )) 8. (a) f ({0}) = ; f ({}) = {0}; f ({}) = ; (b) f ({0}) = ; f ({}) = ; f ({}) = ; (c) f ({0}) = ; f ({}) = {0}; f ({}) = ; (d) f ({0}) = {(x, y) R x 0 e y = ±x}; f ({}) = {(x, y) R x e y = ±(x )}; f ({}) = {(x, y) R x e y = ±(x )} 9. Demonstração de alguns itens: 4

(a) Se X Y =, a afirmação é trivial. Caso contrário, seja a f (X Y ). Então existe b X Y tal que f (b) = a. Como b X ou b Y, então a f (X) ou a f (Y ). Assim f (X Y ) f (X) f (Y ). Por outro lado, se a f (X) f (Y ), então existe b X ou b Y tal que f (b) = a. Em qualquer um dos casos, existe b X Y tal que f (b) = a. Logo, f (X Y ) = f (X) f (Y ). (d) Se V W =, então a inclusão f (V W ) f (V ) f (W ) é trivial. Senão, seja x f (V W ). Como f (x) V W, então f (x) V e f (x) W, e assim resulta x f (V ) f (W ). Logo, vale f (V W ) f (V ) f (W ). Vice-versa, se f (V ) f (W ) =, a inclusão f (V ) f (W ) f (V W ) é trivial. Senão, seja x f (V ) f (W ). Então f (x) V e f (x) W, ou seja, f (x) V W. Logo, x f (V W ), o que prova a inclusão f (V ) f (W ) f (V W ). (f) A inclusão f (X Y ) f (X) f (Y ) é objeto do item (b). Mostremos somente a inclusão f (X) f (Y ) f (X Y ). Se f (X) f (Y ) =, a inclusão é trivial. Senão, seja dado a f (X) f (Y ). Então existem b X e c Y tais que f (b) = a e f (c) = a. Como a função f é injetora (hipótese do exercício), deve resultar b = c. Assim, b X Y e portanto a f (X Y ). 0. Vamos provar as afirmações por indução sobre o número n de elementos do conjunto A. Denotaremos o número de elementos de um conjunto X por X. (a) P(n) : se um conjunto A tem n elementos e se existe uma função injetora f : A B, então o conjunto B possui ao menos n elementos. Usaremos a primeira versão do PIF. Se n =, então o conjunto B deve possuir ao menos a imagem de tal elemento. Logo B e P() é verdadeira. Agora, assumamos que, para um certo natural k, vale a propriedade P(k), isto é: se A = k e se existe uma função injetora f : A B, então B k. Provemos que vale P(k + ). Para isso, seja dado um conjunto de k + elementos A = {a, a,..., a k+ } e seja f : A B uma função injetora. Considere os conjuntos A = A\{a k+ } e B = B\{ f (a k+ )} e tome a função g : A B dada por g(x) = f (x). Note que a função g está bem definida e ainda é injetora, pois f é injetora, e note que o conjunto A tem k elementos. Pela hipótese indutiva, B possui ao menos k elementos. Por como foi construído B, concluímos que B possui ao menos k + elementos, provando P(k + ). Pelo PIF, P(n) vale para todo n. (b) P(n) : se um conjunto A tem n elementos e se existe uma função sobrejetora f : A B, então o conjunto B possui no máximo n elementos. Usaremos a segunda versão do PIF. Se n =, então Im f só pode conter um elemento. Como Im f = B, resulta B =, logo P() é verdadeira. Agora, assumamos que, fixado n N, vale a propriedade P(k) para todo k < n, isto é: se A = k < n (note que A pois A ) e se existe uma função sobrejetora f : A B, então B k. Provemos que vale P(n). Para isso, seja A um conjunto de n elementos e seja f : A B uma função sobrejetora. Escolha b Im f e considere os conjuntos A = A\ f ({b}) e B = B\{b}. Tome a função g : A B dada por g(x) = f (x). Note que a função g está bem definida e ainda é sobrejetora. Note, por fim, que o conjunto A tem um número k < n de elementos. Pela hipótese indutiva, B k. Como B = B + e k < n, então B n, o que prova P(n). Pelo PIF (segunda versão), a propriedade P(n) vale para todo n. 5