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CAP´
   ITULO 2
NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS
          ´             IA




2.1.   NOCIONES PRIMITIVAS

Consideraremos tres nociones primitivas: Conjunto, Elemento y Pertenencia.

Conjunto
    Podemos entender al conjunto como, colecci´n, grupo de objetos o cosas. Por ejemplo,
                                               o
el conjunto formado por los “objetos” 1, a, casa.
    Denotaremos a los conjuntos con letras may´sculas A, B, etc., as´ A es el conjunto
                                                 u                   ı,
formado por los elementos: 1, a, casa.

Elemento
   Un elemento es cualquier objeto o cosa en el conjunto. Los denotamos con letras
min´sculas y al elemento gen´rico lo denotamos x.
   u                        e

Pertenencia
   Denotado por el s´ ımbolo ∈, relaciona las dos nociones primitivas anteriores. Si el ele-
mento 1 est´ en el conjunto, anotamos: 1 ∈ A y se lee: “el elemento 1 pertenece al conjunto
            a
A” o simplemente “1 est´ en A”.
                         a
   Si el elemento x no pertenece al conjunto A, escribimos: x ∈ A.
                                                                /

Conjuntos por extensi´n y por comprensi´n
                     o                 o
    Un conjunto est´ descrito por extensi´n cuando exhibimos a todos sus elementos en-
                    a                     o
cerrados en un par´ntesis de llave, as´ por ejemplo, A = {2, 3, 4}.
                   e                  ı
    Un conjunto est´ descrito por comprensi´n cuando declaramos una propiedad que la
                    a                         o
cumplen s´lo y s´lo los elementos del conjunto, por ejemplo, el conjunto A = {2, 3, 4}
           o     o
escrito por comprensi´n es: A = {x / x ∈ N/1 < x < 5}.
                      o

                                            13
14                             UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA


   Naturalmente que tambi´n podemos anotarlo: A = {x / x ∈ N / 2 ≤ x ≤ 4},
                             e
A = {x / x ∈ N / 1 < x ≤ 4}, ´ A = {x / x ∈ N / 2 ≤ x < 5}.
                             o


2.2.    IGUALDAD DE CONJUNTOS

Definici´n 2.2.1. Sean A y B conjuntos, decimos que A es subconjunto de B, lo que
       o
denotamos A ⊆ B si y s´lo si “todos los elementos de A son tambi´n elementos de B”, es
                      o                                         e
decir,
                           A ⊆ B ⇔ [∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B].


Ejemplo 2.2.1. Demuestre que A ⊆ A ∀ A (propiedad refleja).

Soluci´n. Como ∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ A, concluimos que A ⊆ A.
      o

Ejemplo 2.2.2. Demuestre que [A ⊆ B ∧ B ⊆ C] ⇒ A ⊆ C ∀ A, B, C (transitividad).

Soluci´n.
      o

         [A ⊆ B ∧ B ⊆ C] ⇒ [∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B] ∧ [∀ x : x ∈ B ⇒ x ∈ C]
                            ⇒ ∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B ⇒ x ∈ C,

de donde A ⊆ C.

Observaci´n 2.2.1. A no es subconjunto de B, lo que denotamos A ⊂ B si y s´lo si “existe
         o                                                                o
alg´n elemento en A que no est´ en B” es decir
   u                           a

                            A ⊂ B ⇔ ∃ x : x ∈ A ∧ x ∈ B.
                                                    /


Definici´n 2.2.2. Decimos que los conjuntos A y B son iguales, lo que denotamos A = B
          o
si y s´lo si “todos los elementos de A son elementos de B y todos los elementos de B son
      o
elementos de A”, es decir

       A = B ⇔ [∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B] ∧ [∀ x : x ∈ B ⇒ x ∈ A] ⇔ A ⊆ B ∧ B ⊆ A.



2.3.    ALGUNOS CONJUNTOS IMPORTANTES

Conjunto Vac´
            ıo
    Sea A un conjunto, entonces {x / x ∈ A∧x ∈ A} es un conjunto que no tiene elementos,
                                             /
lo denotamos ∅A y es el conjunto “vac´ de A”.
                                       ıo

Proposici´n 2.3.1. ∅A ⊆ A , ∀ A.
         o
CAP´
   ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS
                     ´             IA                                                      15


Demostraci´n. La realizaremos por reducci´n al absurdo. Supongamos que ∅A no es sub-
           o                               o
conjunto de A, entonces ∃ x : x ∈ ∅A ∧ x ∈ A, esto constituye una contradicci´n ya que el
                                         /                                   o
conjunto ∅A no tiene elementos, entonces debe ocurrir que ∅A ⊆ A.


Observaci´n 2.3.1. Note el uso de [p ⇒ (q ∧ (∼ q))] ⇒∼ p donde p : ∅A ⊂ A.
         o


Proposici´n 2.3.2. ∅A = ∅B , ∀ A, B.
         o


Demostraci´n. Se debe demostrar que 1) ∅A ⊆ ∅B y 2) ∅B ⊆ ∅A .
          o

  1) As´ es, ya que si no es cierto, es decir, si ∅A no es subconjunto de ∅B , debe exis-
        ı
     tir al menos un elemento que pertenezca a ∅A y que no est´ en ∅B ; esto es una
                                                                   a
     contradicci´n, por lo que ∅A ⊆ ∅B .
                o

  2) De manera an´loga, ∅B ⊆ ∅A .
                 a

Por 1) y 2) concluimos que ∅A = ∅B .


Observaci´n 2.3.2. Como todos los “vac´
         o                            ıos” son iguales, denotamos simplemente ∅.

Conjunto Unitario
   Es aquel conjunto que tiene un unico elemento. Se lee como, el unitario del elemento.
                                  ´

Ejemplo 2.3.1. A = {x / x ∈ N , 3 < x < 5} = {4} se lee “el unitario del 4”.

Conjunto Universal U
   Se puede demostrar que no existe un conjunto universo que contenga a todos los
conjuntos (Paradoja de Russel), en cambio existe un conjunto universo de referencia,
denotado U . As´ por ejemplo, para los conjuntos A = {2, 3, 4}, B = {2, 4, 6, 9}, el conjunto
               ı
universal podr´ ser U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.
              ıa


2.4.     OPERACIONES CON CONJUNTOS

2.4.1.   Uni´n de Conjuntos
            o
    Sean A y B conjuntos en U , definimos la uni´n de A con B, denotada A ∪ B que se
                                               o
lee “A uni´n B” como el conjunto tal que
          o

                               A ∪ B = {x / x ∈ A ∨ x ∈ B}.
16                              UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA


Observaci´n 2.4.1.
         o

     1. En un diagrama de Venn-Euler tenemos

                                                        U




                                      A                 B




                                             A∪B


     2. x ∈ P ∪ Q ⇒ x ∈ P ∨ x ∈ Q.
        x ∈ M ∨ x ∈ N ⇒ x ∈ M ∪ N.

Propiedades
     1) A ∪ A = A, ∀ A ∈ U (Idempotencia).

     2) A ∪ B = B ∪ A, ∀ A, B ∈ U (Conmutatividad).

     3) (A ∪ B) ∪ C = A ∪ (B ∪ C), ∀ A, B, C ∈ U (Asociatividad).

     4) A ∪ ∅ = A, A ∪ U = U, ∀ A ∈ U .

     5) A ⊆ B ⇒ A ∪ B = B.


Demostraci´n.
          o

     2) Se debe demostrar que: a) A ∪ B ⊆ B ∪ A y b) B ∪ A ⊆ A ∪ B.

         a) Sea x ∈ A ∪ B, debemos demostrar que x ∈ B ∪ A

                       x∈A∪B ⇒x∈A∨x∈B ⇒x∈B∨x∈A⇒x∈B∪A

            de donde
                                          A ∪ B ⊆ B ∪ A.
         b) Sea x ∈ B ∪ A, debemos demostrar que x ∈ A ∪ B

                       x∈B∪A⇒x∈B∨x∈A⇒x∈A∨x∈B ⇒x∈A∪B

            de donde
                                          B ∪ A ⊆ A ∪ B.

        Por a) y b) concluimos que A ∪ B = B ∪ A.
        Notemos el uso de la tautolog´ p ⇔ q ∨ p.
                                     ıa
CAP´
   ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS
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  5) Se debe demostrar que a) A ∪ B ⊆ B y que b) B ⊆ A ∪ B.

         a) Sea x ∈ A ∪ B, debemos demostrar que x ∈ B,

                                   x ∈ A ∪ B ⇒ x ∈ A ∨ x ∈ B.

            Si x ∈ A ⇒ x ∈ B (por hip´tesis A ⊆ B).
                                      o
            Si x ∈ B ⇒ x ∈ B; esto indica que en todo caso x ∈ B, de donde

                                           A ∪ B ⊆ B.

         b) Sea x ∈ B ⇒ x ∈ A ∨ x ∈ B ⇒ x ∈ A ∪ B, as´ B ⊆ A ∪ B.
                                                     ı

     Por a) y b) A ⊆ B ⇒ A ∪ B = B.
     En la parte b) de la demostraci´n usamos la tautolog´ p ⇒ q ∨ p.
                                    o                    ıa




2.4.2.    Intersecci´n de Conjuntos
                    o
   Sean A y B conjuntos en U , definimos la intersecci´n de A con B, denotada A ∩ B,
                                                       o
que se lee “A intersecci´n B” como el conjunto tal que A ∩ B = {x / x ∈ A ∧ x ∈ B}.
                        o

Observaci´n 2.4.2.
         o

  1. En un diagrama de Venn-Euler tenemos

                                                        U




                                     A                  B




                                            A∩B

  2. x ∈ P ∩ Q ⇒ x ∈ P ∧ x ∈ Q.
     x ∈ M ∧ x ∈ N ⇒ x ∈ M ∩ N.

Propiedades
  1) A ∩ A = A, ∀ A ∈ U (Idempotencia).

  2) A ∩ B = B ∩ A, ∀ A, B ∈ U (Conmutatividad).

  3) (A ∩ B) ∩ C = A ∩ (B ∩ C), ∀ A, B, C ∈ U (Asociatividad).

  4) A ∩ ∅ = ∅, A ∩ U = A, ∀ A ∈ U .
18                              UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA


     5) A ⊆ B ⇒ A ∩ B = A.


Demostraci´n.
          o

     3) Por demostrar que a) (A ∩ B) ∩ C ⊆ A ∩ (B ∩ C) y b) A ∩ (B ∩ C) ⊆ (A ∩ B) ∩ C.

         a) Sea x ∈ (A ∩ B) ∩ C, debemos demostrar que x ∈ A ∩ (B ∩ C),

                           x ∈ (A ∩ B) ∩ C ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∧ x ∈ C
                                             ⇒ (x ∈ A ∧ x ∈ B) ∧ x ∈ C
                                             ⇒ x ∈ A ∧ (x ∈ B ∧ x ∈ C)
                                             ⇒ (x ∈ A ∧ x ∈ B) ∧ x ∈ C
                                             ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∧ x ∈ C
                                             ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∩ C.

            Concluimos que (A ∩ B) ∩ C ⊆ A ∩ (B ∩ C).
         b) Sea x ∈ A ∩ (B ∩ C), se debe demostrar que x ∈ (A ∩ B) ∩ C,

                           x ∈ A ∩ (B ∩ C) ⇒ x ∈ A ∧ x ∈ (B ∩ C)
                                             ⇒ x ∈ A ∧ (x ∈ B ∧ x ∈ C)
                                             ⇒ (x ∈ A ∧ x ∈ B) ∧ x ∈ C
                                             ⇒ x∈A∩B∧x∈C
                                             ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∩ C.

            Concluimos que A ∩ (B ∩ C) ⊆ (A ∩ B) ∩ C.

        Por a) y b) se deduce que A ∩ (B ∩ C) = (A ∩ B) ∩ C.

     4) Debe cumplirse que A ∩ ∅ = ∅ ya que si no es as´ es decir, si A ∩ ∅ = ∅ entonces
                                                        ı,
        existe al menos un elemento en A ∩ ∅. Esto constituye una contradicci´n dado que
                                                                             o
        el conjunto vac´ no tiene elementos.
                       ıo



2.4.3.    Diferencia de Conjuntos
    Sean A y B conjuntos en U , definimos la diferencia de A con B, denotada A − B, que
se lee “A menos B” como el conjunto tal que

                              A − B = {x / x ∈ A ∧ x ∈ B}.
                                                     /
CAP´
   ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS
                     ´             IA                                           19


Observaci´n 2.4.3.
         o

  1. En un diagrama de Venn-Euler tenemos

                                                        U




                                    A                   B




                                           A−B

  2. x ∈ P − Q ⇒ x ∈ P ∧ x ∈ Q.
                           /
     x∈M ∧x∈N ⇒x∈M −N
           /

  3. En general, la diferencia no es idempotente, es decir, A − A = A.
     En general, la diferencia no es conmutativa, es decir, A − B = B − A.

2.4.4.   Complemento de un Conjunto
   Sea A un conjunto en U , definimos el complemento de A, denotado Ac , que se lee
“complemento de A”, como el conjunto tal que

                              Ac = {x / x ∈ A ∧ x ∈ U }.
                                          /


Observaci´n 2.4.4. En un diagrama de Venn-Euler tenemos
         o

                                                    U




                                          A




                                          Ac


Propiedades
  1) (Ac )c = A, ∀ A ∈ U .

  2) U c = ∅.

  3) ∅c = U .

  4) A ⊆ B ⇒ B c ⊆ Ac .
20                                   UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA


Demostraci´n.
          o

     1) Debemos demostrar, a) (Ac )c ⊆ A, b) A ⊆ (Ac )c ,

           a) Sea x ∈ (Ac )c , por demostrar que x ∈ A,

                                            x ∈ (Ac )c ⇒ x ∈ Ac
                                                           /
                                                      ⇒ x ∈ A,

               asi, (Ac )c ⊆ A.
           b) Sea x ∈ A, por demostrar que x ∈ (Ac )c ,

                                            x ∈ A ⇒ x ∈ Ac
                                                      /
                                                   ⇒ x ∈ (Ac )c ,

               asi, A ⊆ (Ac )c .

          Por a) y b) concluimos que (Ac )c = A.

          2) y 3) son inmediatas.

     4) Sea x ∈ B c , debemos demostrar que x ∈ Ac si A ⊆ B. x ∈ B c ⇒ x ∈ B, como
                                                                         /
        A ⊆ B entonces x ∈ A de donde x ∈ A
                          /                 c.




2.4.5.       Propiedades Combinadas
     1.

                                           A − B = A ∩ Bc
                                           A ∩ Ac = ∅
                                           A ∪ Ac = U

     2. Distributividades

                                    A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C)
                                    A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C)

     3. Leyes de De Morgan

                                         (A ∪ B)c = Ac ∩ B c
                                         (A ∩ B)c = Ac ∪ B c



Ejemplo 2.4.1. Ejemplo Usando propiedades de las operaciones de conjuntos demuestre
[(A ∩ B c )c − (A ∪ B)c ] ∪ (A ∩ B) = B.
CAP´
   ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS
                     ´             IA                                                   21


Soluci´n.
      o

         [(A ∩ B c )c − (A ∪ B)c ] ∪ (A ∩ B) = [(A ∩ B c )c ∩ (A ∪ B)] ∪ (A ∩ B)
                                            = [(Ac ∪ B) ∩ (A ∪ B)] ∪ (A ∩ B)
                                            = [(Ac ∩ A) ∪ B] ∪ (A ∩ B)
                                            = (∅ ∪ B) ∪ (A ∩ B)
                                            = B ∪ (A ∩ B) = B,

ya que A ∩ B ⊆ B.

2.4.6.   Cardinalidad
    La Teor´ de Conjuntos es la base te´rica para explicar algunos fen´menos, en parti-
            ıa                             o                              o
cular los aleatorios y all´ nos interesa contar la cantidad de elementos en un subconjunto
                          ı
determinado.
    Aceptaremos la siguiente afirmaci´n, “si A y B son conjuntos disjuntos entonces la
                                         o
cantidad de elementos que tiene la uni´n de tales conjuntos es igual a la suma de la
                                           o
cantidad de elementos de los conjuntos”.
    Simb´licamente, si denotamos por n(M ) la cantidad de elementos del conjunto M
         o
entonces A ∩ B = ∅ entonces,

                                n(A ∪ B) = n(A) + n(B).


Observaci´n 2.4.5. Se puede demostrar (lo que queda propuesto) que: ∀ A, B ∈ U ,
         o

  a) n(A ∪ B) = n(A) + n(B) − n(A ∩ B),

  b) n(A ∩ B C ) = n(A) − n(A ∩ B).


Ejemplo 2.4.2. En una escuela, 150 alumnos han rendido 3 ex´menes. De ellos, 60
                                                                    a
aprobaron el primero, 70 el segundo y 50 alumnos el tercer examen; 30 aprobaron los
dos primeros,25 el primero y el tercero, 15 el segundo y el tercero, adem´s, 10 alumnos
                                                                         a
aprobaron los 3 ex´menes. ¿Cu´ntos alumnos
                  a           a

  a) aprobaron ning´n examen?,
                   u

  b) aprobaron s´lo el primer examen?,
                o

  c) aprobaron s´lo dos ex´menes?,
                o         a

  d) aprobaron s´lo un examen?.
                o

Soluci´n. Consideremos los siguientes conjuntos,
      o

                  A = {alumnos que aprueban el primer examen},
                  B = {alumnos que aprueban el segundo examen},
                  C = {alumnos que aprueban el tercer examen},
22                                    UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA


entonces los datos se pueden expresar como sigue:
         n(A) = 60 ,    n(B) = 70 ,      n(C) = 50 ,   n(A ∩ B) = 30 ,      n(A ∩ C) = 25 ,
                              n(B ∩ C) = 15 ,     n(A ∩ B ∩ C) = 10 ,
adem´s, n(U ) = 150, con U = {alumnos que rindieron examen}.
    a
     a) Se pide n Ac ∩ B C ∩ C c . Como
                              n (Ac ∩ B c ∩ C c ) = n [(A ∪ B ∪ C)c ]
                                                  = n(U ) − n(A ∪ B ∪ C)
        y adem´s
              a
                   n(A ∪ B ∪ C) = n(A) + n(B) + n(C) − n(A ∩ B) − n(A ∩ C)
                                         −n(B ∩ C) + n(A ∩ B ∩ C)
                                      = 60 + 70 + 50 − 30 − 25 − 15 + 10
                                      = 120,
        entonces
                                  n (Ac ∩ B c ∩ C c ) = 150 − 120 = 30.

     b) Se pide n (A ∩ B c ∩ C c ),
                n (A ∩ B c ∩ C c ) = n [A ∩ (B ∪ C)c ]
                                      = n(A) − n [A ∩ (B ∪ C)]
                                      = n(A) − n [(A ∩ B) ∪ (A ∩ C)]
                                      = n(A) − [n(A ∩ B) + n(A ∩ C) − n(A ∩ B ∩ C)]
                                      = 60 − (30 + 25 − 10)
                                      = 15.

     c) Se pide n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )],
        n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )]
                         = n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )]
                         = n (A ∩ B ∩ C c ) + n (A ∩ C ∩ B c ) + n (B ∩ C ∩ Ac )
                             −n(∅) − n(∅) − n(∅) + n(∅).
        Como
                            n (A ∩ B ∩ C c ) = n(A ∩ B) − n(A ∩ B ∩ C)
                                                = 30 − 10 = 20,
        an´logamente obtenemos n (A ∩ C ∩ B c ) = 15, n (B ∩ C ∩ Ac ) = 5, de donde
          a
                 n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )] = 20 + 15 + 5 = 40.

     d) Se pide n(A ∪ B ∪ C).
     e) Se pide n [(A ∩ B c ∩ C c ) ∪ (B ∩ Ac ∩ C c ) ∪ (C ∩ Ac ∩ B c )],
CAP´
   ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS
                     ´             IA                                                              23


       n [(A ∩ B c ∩ C c ) ∪ (B ∩ Ac ∩ C c ) ∪ (C ∩ Ac ∩ B c )]
                         = n (A ∩ B c ∩ C c ) + n (B ∩ Ac ∩ C c ) + n (C ∩ Ac ∩ B c )
                             −n(∅) − n(∅) − n(∅) + n(∅).

       Como n (A ∩ B c ∩ C c ) = 15, (problema b)) y procediendo an´logamente obtenemos
                                                                   a
       n (B ∩ Ac ∩ C c ) = 35, n (C ∩ Ac ∩ B c ) = 20, de donde

                n [(A ∩ B c ∩ C c ) ∪ (B ∩ Ac ∩ C c ) ∪ (C ∩ Ac ∩ B c )] = 15 + 35 + 20
                                                                               = 70.


Observaci´n 2.4.6. Usando un diagrama de Venn-Euler podemos solucionar el problema
          o
planteado
                                                      U
                               A                 B
                                                     20
                                           15                  35
                                                     10
                                                15         5


                                                     20
                                                           C            30

   El diagrama se construy´, iniciando el “llenado” desde el centro, es decir, desde
                           o
n(A ∩ B ∩ C). Notemos que se puede leer inmediatamente que n (B ∩ Ac ∩ B c ) = 35.


2.5.    EJERCICIOS PROPUESTOS

Ejercicio 2.1. Sean U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, a, b, c, d, e, f, g, h},

           A = {3, 5, 7, c, d}     ,   B = {2, 3, 4, 5, b, c, e}    ,   C = {2, 6, 7, a, b, g} .

Determine

  a) (A ∪ B c ) ∩ (C − A)c .

  b) (A ∩ C) ∪ (B − Ac )c .

   c) Las operaciones para obtener

         i) {6, 2, b},
        ii) {7},
        iii) {3, 4, 5, c, d, e}.
24                                  UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA


Ejercicio 2.2. Demuestre

     a) A − B = A ∩ B c .

     b) A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C).

     c) (A ∩ B)c = Ac ∪ B c .


Ejercicio 2.3. Usando Algebra de Conjuntos, verifique si

     a) (A − B) ∪ (A − B c ) = A.

     b) B ∩ [(B c ∪ Ac ) ∪ (A ∪ B)c ] = B − A.

     c) [(A ∩ B) ∪ (Ac ∩ B) ∪ (Ac ∩ B c )] = Ac ∪ B.

     d) A − {A − [(A − B) ∪ A]} = A.

     e) [A − (A ∩ B)] ∩ [B − (A ∩ B)] = ∅.


Ejercicio 2.4. En un universo de 30 elementos se consideran dos conjuntos, A y B tales
que
                   n(A ∩ B) = 10 , n(B) = 18 , n (B c ∩ A) = 5.
Determine

     a) n(B − A).

     b) n(A).

     c) n(AC ∩ B C ).

Resp. a) 8, b) 15, c) 7.

Ejercicio 2.5. Demuestre que

     a) n(A∆B) = n(A) + n(B) − 2n(A ∩ B).

     b) n((A∆B)∪C) = n(A)+n(B)+n(C)−n(A∩C)−n(B∩C)−2n(A∩B)+2n(A∩B∩C).


Ejercicio 2.6. En un universo U se consideran tres conjuntos A, B, C tales que

                  A∩C =∅,       n(A ∩ B) = 5 ,    n (Ac ) = 25 ,   n(C) = 13 ,

                    n(B − A) = 15 ,    n(B ∩ C) = 9 ,   n(A ∪ B ∪ C) = 27
Determine

     a) n(B).

     b) n(A).
CAP´
   ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS
                     ´             IA                                                   25


  c) n(U ).

Resp. a) 20, b) 8, c) 33.

Ejercicio 2.7. En un universo de 45 elementos se consideran tres conjuntos A, B, C tales
que
             A ∩ C = ∅ , B ∩ C = ∅ , n(A ∩ B) = 4 , n(C − B) = 10
                        n [(A ∪ B ∪ C)c ] = 16 ,   n(B − C) = 12.
Calcule

  a) n(A).

  b) n(B).

  c) n(B − A).

  d) n [(B − A) − C].

Resp. a) 11, b) 12, c) 8, d) 8.

Ejercicio 2.8. Una encuesta acerca de las preferencias de 180 personas sobre tres marcas
A, B, C arroj´ los siguientes resultados
             o

n[(B ∩ C) − A] = 25 ,    n(A ∩ B) = 15 ,    n [((A ∩ B) − C)c ] = 175 ,   n(A − B) = 50 ,

          n[C − (A ∪ B)] = 35 ,   n[(A ∩ C) − B] = 20 ,   n [(A ∪ B ∪ C)c ] = 40.
Determine el n´mero de personas que
              u

  a) compran s´lo B. Resp. 15.
              o

  b) compran s´lo dos marcas. Resp. 50.
              o

  c) no compran de las marcas consultadas. Resp. 40.


Ejercicio 2.9. Se encuest´ a 100 personas sobre sus preferencias televisivas en relaci´n a
                           o                                                          o
los canales A y B. Los resultados fueron: 65 no ven el canal A, 45 no ven el canal B y 50
de ellos ven el canal A o B pero no ambos. Determine la cantidad de encuestados que ven
ambos canales.

Resp. 20.

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  • 1. CAP´ ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS ´ IA 2.1. NOCIONES PRIMITIVAS Consideraremos tres nociones primitivas: Conjunto, Elemento y Pertenencia. Conjunto Podemos entender al conjunto como, colecci´n, grupo de objetos o cosas. Por ejemplo, o el conjunto formado por los “objetos” 1, a, casa. Denotaremos a los conjuntos con letras may´sculas A, B, etc., as´ A es el conjunto u ı, formado por los elementos: 1, a, casa. Elemento Un elemento es cualquier objeto o cosa en el conjunto. Los denotamos con letras min´sculas y al elemento gen´rico lo denotamos x. u e Pertenencia Denotado por el s´ ımbolo ∈, relaciona las dos nociones primitivas anteriores. Si el ele- mento 1 est´ en el conjunto, anotamos: 1 ∈ A y se lee: “el elemento 1 pertenece al conjunto a A” o simplemente “1 est´ en A”. a Si el elemento x no pertenece al conjunto A, escribimos: x ∈ A. / Conjuntos por extensi´n y por comprensi´n o o Un conjunto est´ descrito por extensi´n cuando exhibimos a todos sus elementos en- a o cerrados en un par´ntesis de llave, as´ por ejemplo, A = {2, 3, 4}. e ı Un conjunto est´ descrito por comprensi´n cuando declaramos una propiedad que la a o cumplen s´lo y s´lo los elementos del conjunto, por ejemplo, el conjunto A = {2, 3, 4} o o escrito por comprensi´n es: A = {x / x ∈ N/1 < x < 5}. o 13
  • 2. 14 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA Naturalmente que tambi´n podemos anotarlo: A = {x / x ∈ N / 2 ≤ x ≤ 4}, e A = {x / x ∈ N / 1 < x ≤ 4}, ´ A = {x / x ∈ N / 2 ≤ x < 5}. o 2.2. IGUALDAD DE CONJUNTOS Definici´n 2.2.1. Sean A y B conjuntos, decimos que A es subconjunto de B, lo que o denotamos A ⊆ B si y s´lo si “todos los elementos de A son tambi´n elementos de B”, es o e decir, A ⊆ B ⇔ [∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B]. Ejemplo 2.2.1. Demuestre que A ⊆ A ∀ A (propiedad refleja). Soluci´n. Como ∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ A, concluimos que A ⊆ A. o Ejemplo 2.2.2. Demuestre que [A ⊆ B ∧ B ⊆ C] ⇒ A ⊆ C ∀ A, B, C (transitividad). Soluci´n. o [A ⊆ B ∧ B ⊆ C] ⇒ [∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B] ∧ [∀ x : x ∈ B ⇒ x ∈ C] ⇒ ∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B ⇒ x ∈ C, de donde A ⊆ C. Observaci´n 2.2.1. A no es subconjunto de B, lo que denotamos A ⊂ B si y s´lo si “existe o o alg´n elemento en A que no est´ en B” es decir u a A ⊂ B ⇔ ∃ x : x ∈ A ∧ x ∈ B. / Definici´n 2.2.2. Decimos que los conjuntos A y B son iguales, lo que denotamos A = B o si y s´lo si “todos los elementos de A son elementos de B y todos los elementos de B son o elementos de A”, es decir A = B ⇔ [∀ x : x ∈ A ⇒ x ∈ B] ∧ [∀ x : x ∈ B ⇒ x ∈ A] ⇔ A ⊆ B ∧ B ⊆ A. 2.3. ALGUNOS CONJUNTOS IMPORTANTES Conjunto Vac´ ıo Sea A un conjunto, entonces {x / x ∈ A∧x ∈ A} es un conjunto que no tiene elementos, / lo denotamos ∅A y es el conjunto “vac´ de A”. ıo Proposici´n 2.3.1. ∅A ⊆ A , ∀ A. o
  • 3. CAP´ ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS ´ IA 15 Demostraci´n. La realizaremos por reducci´n al absurdo. Supongamos que ∅A no es sub- o o conjunto de A, entonces ∃ x : x ∈ ∅A ∧ x ∈ A, esto constituye una contradicci´n ya que el / o conjunto ∅A no tiene elementos, entonces debe ocurrir que ∅A ⊆ A. Observaci´n 2.3.1. Note el uso de [p ⇒ (q ∧ (∼ q))] ⇒∼ p donde p : ∅A ⊂ A. o Proposici´n 2.3.2. ∅A = ∅B , ∀ A, B. o Demostraci´n. Se debe demostrar que 1) ∅A ⊆ ∅B y 2) ∅B ⊆ ∅A . o 1) As´ es, ya que si no es cierto, es decir, si ∅A no es subconjunto de ∅B , debe exis- ı tir al menos un elemento que pertenezca a ∅A y que no est´ en ∅B ; esto es una a contradicci´n, por lo que ∅A ⊆ ∅B . o 2) De manera an´loga, ∅B ⊆ ∅A . a Por 1) y 2) concluimos que ∅A = ∅B . Observaci´n 2.3.2. Como todos los “vac´ o ıos” son iguales, denotamos simplemente ∅. Conjunto Unitario Es aquel conjunto que tiene un unico elemento. Se lee como, el unitario del elemento. ´ Ejemplo 2.3.1. A = {x / x ∈ N , 3 < x < 5} = {4} se lee “el unitario del 4”. Conjunto Universal U Se puede demostrar que no existe un conjunto universo que contenga a todos los conjuntos (Paradoja de Russel), en cambio existe un conjunto universo de referencia, denotado U . As´ por ejemplo, para los conjuntos A = {2, 3, 4}, B = {2, 4, 6, 9}, el conjunto ı universal podr´ ser U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}. ıa 2.4. OPERACIONES CON CONJUNTOS 2.4.1. Uni´n de Conjuntos o Sean A y B conjuntos en U , definimos la uni´n de A con B, denotada A ∪ B que se o lee “A uni´n B” como el conjunto tal que o A ∪ B = {x / x ∈ A ∨ x ∈ B}.
  • 4. 16 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA Observaci´n 2.4.1. o 1. En un diagrama de Venn-Euler tenemos U A B A∪B 2. x ∈ P ∪ Q ⇒ x ∈ P ∨ x ∈ Q. x ∈ M ∨ x ∈ N ⇒ x ∈ M ∪ N. Propiedades 1) A ∪ A = A, ∀ A ∈ U (Idempotencia). 2) A ∪ B = B ∪ A, ∀ A, B ∈ U (Conmutatividad). 3) (A ∪ B) ∪ C = A ∪ (B ∪ C), ∀ A, B, C ∈ U (Asociatividad). 4) A ∪ ∅ = A, A ∪ U = U, ∀ A ∈ U . 5) A ⊆ B ⇒ A ∪ B = B. Demostraci´n. o 2) Se debe demostrar que: a) A ∪ B ⊆ B ∪ A y b) B ∪ A ⊆ A ∪ B. a) Sea x ∈ A ∪ B, debemos demostrar que x ∈ B ∪ A x∈A∪B ⇒x∈A∨x∈B ⇒x∈B∨x∈A⇒x∈B∪A de donde A ∪ B ⊆ B ∪ A. b) Sea x ∈ B ∪ A, debemos demostrar que x ∈ A ∪ B x∈B∪A⇒x∈B∨x∈A⇒x∈A∨x∈B ⇒x∈A∪B de donde B ∪ A ⊆ A ∪ B. Por a) y b) concluimos que A ∪ B = B ∪ A. Notemos el uso de la tautolog´ p ⇔ q ∨ p. ıa
  • 5. CAP´ ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS ´ IA 17 5) Se debe demostrar que a) A ∪ B ⊆ B y que b) B ⊆ A ∪ B. a) Sea x ∈ A ∪ B, debemos demostrar que x ∈ B, x ∈ A ∪ B ⇒ x ∈ A ∨ x ∈ B. Si x ∈ A ⇒ x ∈ B (por hip´tesis A ⊆ B). o Si x ∈ B ⇒ x ∈ B; esto indica que en todo caso x ∈ B, de donde A ∪ B ⊆ B. b) Sea x ∈ B ⇒ x ∈ A ∨ x ∈ B ⇒ x ∈ A ∪ B, as´ B ⊆ A ∪ B. ı Por a) y b) A ⊆ B ⇒ A ∪ B = B. En la parte b) de la demostraci´n usamos la tautolog´ p ⇒ q ∨ p. o ıa 2.4.2. Intersecci´n de Conjuntos o Sean A y B conjuntos en U , definimos la intersecci´n de A con B, denotada A ∩ B, o que se lee “A intersecci´n B” como el conjunto tal que A ∩ B = {x / x ∈ A ∧ x ∈ B}. o Observaci´n 2.4.2. o 1. En un diagrama de Venn-Euler tenemos U A B A∩B 2. x ∈ P ∩ Q ⇒ x ∈ P ∧ x ∈ Q. x ∈ M ∧ x ∈ N ⇒ x ∈ M ∩ N. Propiedades 1) A ∩ A = A, ∀ A ∈ U (Idempotencia). 2) A ∩ B = B ∩ A, ∀ A, B ∈ U (Conmutatividad). 3) (A ∩ B) ∩ C = A ∩ (B ∩ C), ∀ A, B, C ∈ U (Asociatividad). 4) A ∩ ∅ = ∅, A ∩ U = A, ∀ A ∈ U .
  • 6. 18 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA 5) A ⊆ B ⇒ A ∩ B = A. Demostraci´n. o 3) Por demostrar que a) (A ∩ B) ∩ C ⊆ A ∩ (B ∩ C) y b) A ∩ (B ∩ C) ⊆ (A ∩ B) ∩ C. a) Sea x ∈ (A ∩ B) ∩ C, debemos demostrar que x ∈ A ∩ (B ∩ C), x ∈ (A ∩ B) ∩ C ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∧ x ∈ C ⇒ (x ∈ A ∧ x ∈ B) ∧ x ∈ C ⇒ x ∈ A ∧ (x ∈ B ∧ x ∈ C) ⇒ (x ∈ A ∧ x ∈ B) ∧ x ∈ C ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∧ x ∈ C ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∩ C. Concluimos que (A ∩ B) ∩ C ⊆ A ∩ (B ∩ C). b) Sea x ∈ A ∩ (B ∩ C), se debe demostrar que x ∈ (A ∩ B) ∩ C, x ∈ A ∩ (B ∩ C) ⇒ x ∈ A ∧ x ∈ (B ∩ C) ⇒ x ∈ A ∧ (x ∈ B ∧ x ∈ C) ⇒ (x ∈ A ∧ x ∈ B) ∧ x ∈ C ⇒ x∈A∩B∧x∈C ⇒ x ∈ (A ∩ B) ∩ C. Concluimos que A ∩ (B ∩ C) ⊆ (A ∩ B) ∩ C. Por a) y b) se deduce que A ∩ (B ∩ C) = (A ∩ B) ∩ C. 4) Debe cumplirse que A ∩ ∅ = ∅ ya que si no es as´ es decir, si A ∩ ∅ = ∅ entonces ı, existe al menos un elemento en A ∩ ∅. Esto constituye una contradicci´n dado que o el conjunto vac´ no tiene elementos. ıo 2.4.3. Diferencia de Conjuntos Sean A y B conjuntos en U , definimos la diferencia de A con B, denotada A − B, que se lee “A menos B” como el conjunto tal que A − B = {x / x ∈ A ∧ x ∈ B}. /
  • 7. CAP´ ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS ´ IA 19 Observaci´n 2.4.3. o 1. En un diagrama de Venn-Euler tenemos U A B A−B 2. x ∈ P − Q ⇒ x ∈ P ∧ x ∈ Q. / x∈M ∧x∈N ⇒x∈M −N / 3. En general, la diferencia no es idempotente, es decir, A − A = A. En general, la diferencia no es conmutativa, es decir, A − B = B − A. 2.4.4. Complemento de un Conjunto Sea A un conjunto en U , definimos el complemento de A, denotado Ac , que se lee “complemento de A”, como el conjunto tal que Ac = {x / x ∈ A ∧ x ∈ U }. / Observaci´n 2.4.4. En un diagrama de Venn-Euler tenemos o U A Ac Propiedades 1) (Ac )c = A, ∀ A ∈ U . 2) U c = ∅. 3) ∅c = U . 4) A ⊆ B ⇒ B c ⊆ Ac .
  • 8. 20 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA Demostraci´n. o 1) Debemos demostrar, a) (Ac )c ⊆ A, b) A ⊆ (Ac )c , a) Sea x ∈ (Ac )c , por demostrar que x ∈ A, x ∈ (Ac )c ⇒ x ∈ Ac / ⇒ x ∈ A, asi, (Ac )c ⊆ A. b) Sea x ∈ A, por demostrar que x ∈ (Ac )c , x ∈ A ⇒ x ∈ Ac / ⇒ x ∈ (Ac )c , asi, A ⊆ (Ac )c . Por a) y b) concluimos que (Ac )c = A. 2) y 3) son inmediatas. 4) Sea x ∈ B c , debemos demostrar que x ∈ Ac si A ⊆ B. x ∈ B c ⇒ x ∈ B, como / A ⊆ B entonces x ∈ A de donde x ∈ A / c. 2.4.5. Propiedades Combinadas 1. A − B = A ∩ Bc A ∩ Ac = ∅ A ∪ Ac = U 2. Distributividades A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C) A ∪ (B ∩ C) = (A ∪ B) ∩ (A ∪ C) 3. Leyes de De Morgan (A ∪ B)c = Ac ∩ B c (A ∩ B)c = Ac ∪ B c Ejemplo 2.4.1. Ejemplo Usando propiedades de las operaciones de conjuntos demuestre [(A ∩ B c )c − (A ∪ B)c ] ∪ (A ∩ B) = B.
  • 9. CAP´ ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS ´ IA 21 Soluci´n. o [(A ∩ B c )c − (A ∪ B)c ] ∪ (A ∩ B) = [(A ∩ B c )c ∩ (A ∪ B)] ∪ (A ∩ B) = [(Ac ∪ B) ∩ (A ∪ B)] ∪ (A ∩ B) = [(Ac ∩ A) ∪ B] ∪ (A ∩ B) = (∅ ∪ B) ∪ (A ∩ B) = B ∪ (A ∩ B) = B, ya que A ∩ B ⊆ B. 2.4.6. Cardinalidad La Teor´ de Conjuntos es la base te´rica para explicar algunos fen´menos, en parti- ıa o o cular los aleatorios y all´ nos interesa contar la cantidad de elementos en un subconjunto ı determinado. Aceptaremos la siguiente afirmaci´n, “si A y B son conjuntos disjuntos entonces la o cantidad de elementos que tiene la uni´n de tales conjuntos es igual a la suma de la o cantidad de elementos de los conjuntos”. Simb´licamente, si denotamos por n(M ) la cantidad de elementos del conjunto M o entonces A ∩ B = ∅ entonces, n(A ∪ B) = n(A) + n(B). Observaci´n 2.4.5. Se puede demostrar (lo que queda propuesto) que: ∀ A, B ∈ U , o a) n(A ∪ B) = n(A) + n(B) − n(A ∩ B), b) n(A ∩ B C ) = n(A) − n(A ∩ B). Ejemplo 2.4.2. En una escuela, 150 alumnos han rendido 3 ex´menes. De ellos, 60 a aprobaron el primero, 70 el segundo y 50 alumnos el tercer examen; 30 aprobaron los dos primeros,25 el primero y el tercero, 15 el segundo y el tercero, adem´s, 10 alumnos a aprobaron los 3 ex´menes. ¿Cu´ntos alumnos a a a) aprobaron ning´n examen?, u b) aprobaron s´lo el primer examen?, o c) aprobaron s´lo dos ex´menes?, o a d) aprobaron s´lo un examen?. o Soluci´n. Consideremos los siguientes conjuntos, o A = {alumnos que aprueban el primer examen}, B = {alumnos que aprueban el segundo examen}, C = {alumnos que aprueban el tercer examen},
  • 10. 22 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA entonces los datos se pueden expresar como sigue: n(A) = 60 , n(B) = 70 , n(C) = 50 , n(A ∩ B) = 30 , n(A ∩ C) = 25 , n(B ∩ C) = 15 , n(A ∩ B ∩ C) = 10 , adem´s, n(U ) = 150, con U = {alumnos que rindieron examen}. a a) Se pide n Ac ∩ B C ∩ C c . Como n (Ac ∩ B c ∩ C c ) = n [(A ∪ B ∪ C)c ] = n(U ) − n(A ∪ B ∪ C) y adem´s a n(A ∪ B ∪ C) = n(A) + n(B) + n(C) − n(A ∩ B) − n(A ∩ C) −n(B ∩ C) + n(A ∩ B ∩ C) = 60 + 70 + 50 − 30 − 25 − 15 + 10 = 120, entonces n (Ac ∩ B c ∩ C c ) = 150 − 120 = 30. b) Se pide n (A ∩ B c ∩ C c ), n (A ∩ B c ∩ C c ) = n [A ∩ (B ∪ C)c ] = n(A) − n [A ∩ (B ∪ C)] = n(A) − n [(A ∩ B) ∪ (A ∩ C)] = n(A) − [n(A ∩ B) + n(A ∩ C) − n(A ∩ B ∩ C)] = 60 − (30 + 25 − 10) = 15. c) Se pide n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )], n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )] = n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )] = n (A ∩ B ∩ C c ) + n (A ∩ C ∩ B c ) + n (B ∩ C ∩ Ac ) −n(∅) − n(∅) − n(∅) + n(∅). Como n (A ∩ B ∩ C c ) = n(A ∩ B) − n(A ∩ B ∩ C) = 30 − 10 = 20, an´logamente obtenemos n (A ∩ C ∩ B c ) = 15, n (B ∩ C ∩ Ac ) = 5, de donde a n [(A ∩ B ∩ C c ) ∪ (A ∩ C ∩ B c ) ∪ (B ∩ C ∩ Ac )] = 20 + 15 + 5 = 40. d) Se pide n(A ∪ B ∪ C). e) Se pide n [(A ∩ B c ∩ C c ) ∪ (B ∩ Ac ∩ C c ) ∪ (C ∩ Ac ∩ B c )],
  • 11. CAP´ ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS ´ IA 23 n [(A ∩ B c ∩ C c ) ∪ (B ∩ Ac ∩ C c ) ∪ (C ∩ Ac ∩ B c )] = n (A ∩ B c ∩ C c ) + n (B ∩ Ac ∩ C c ) + n (C ∩ Ac ∩ B c ) −n(∅) − n(∅) − n(∅) + n(∅). Como n (A ∩ B c ∩ C c ) = 15, (problema b)) y procediendo an´logamente obtenemos a n (B ∩ Ac ∩ C c ) = 35, n (C ∩ Ac ∩ B c ) = 20, de donde n [(A ∩ B c ∩ C c ) ∪ (B ∩ Ac ∩ C c ) ∪ (C ∩ Ac ∩ B c )] = 15 + 35 + 20 = 70. Observaci´n 2.4.6. Usando un diagrama de Venn-Euler podemos solucionar el problema o planteado U A B 20 15 35 10 15 5 20 C 30 El diagrama se construy´, iniciando el “llenado” desde el centro, es decir, desde o n(A ∩ B ∩ C). Notemos que se puede leer inmediatamente que n (B ∩ Ac ∩ B c ) = 35. 2.5. EJERCICIOS PROPUESTOS Ejercicio 2.1. Sean U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, a, b, c, d, e, f, g, h}, A = {3, 5, 7, c, d} , B = {2, 3, 4, 5, b, c, e} , C = {2, 6, 7, a, b, g} . Determine a) (A ∪ B c ) ∩ (C − A)c . b) (A ∩ C) ∪ (B − Ac )c . c) Las operaciones para obtener i) {6, 2, b}, ii) {7}, iii) {3, 4, 5, c, d, e}.
  • 12. 24 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE, FACULTAD DE CIENCIA Ejercicio 2.2. Demuestre a) A − B = A ∩ B c . b) A ∩ (B ∪ C) = (A ∩ B) ∪ (A ∩ C). c) (A ∩ B)c = Ac ∪ B c . Ejercicio 2.3. Usando Algebra de Conjuntos, verifique si a) (A − B) ∪ (A − B c ) = A. b) B ∩ [(B c ∪ Ac ) ∪ (A ∪ B)c ] = B − A. c) [(A ∩ B) ∪ (Ac ∩ B) ∪ (Ac ∩ B c )] = Ac ∪ B. d) A − {A − [(A − B) ∪ A]} = A. e) [A − (A ∩ B)] ∩ [B − (A ∩ B)] = ∅. Ejercicio 2.4. En un universo de 30 elementos se consideran dos conjuntos, A y B tales que n(A ∩ B) = 10 , n(B) = 18 , n (B c ∩ A) = 5. Determine a) n(B − A). b) n(A). c) n(AC ∩ B C ). Resp. a) 8, b) 15, c) 7. Ejercicio 2.5. Demuestre que a) n(A∆B) = n(A) + n(B) − 2n(A ∩ B). b) n((A∆B)∪C) = n(A)+n(B)+n(C)−n(A∩C)−n(B∩C)−2n(A∩B)+2n(A∩B∩C). Ejercicio 2.6. En un universo U se consideran tres conjuntos A, B, C tales que A∩C =∅, n(A ∩ B) = 5 , n (Ac ) = 25 , n(C) = 13 , n(B − A) = 15 , n(B ∩ C) = 9 , n(A ∪ B ∪ C) = 27 Determine a) n(B). b) n(A).
  • 13. CAP´ ITULO 2 NOCIONES BASICAS DE TEOR´ DE CONJUNTOS ´ IA 25 c) n(U ). Resp. a) 20, b) 8, c) 33. Ejercicio 2.7. En un universo de 45 elementos se consideran tres conjuntos A, B, C tales que A ∩ C = ∅ , B ∩ C = ∅ , n(A ∩ B) = 4 , n(C − B) = 10 n [(A ∪ B ∪ C)c ] = 16 , n(B − C) = 12. Calcule a) n(A). b) n(B). c) n(B − A). d) n [(B − A) − C]. Resp. a) 11, b) 12, c) 8, d) 8. Ejercicio 2.8. Una encuesta acerca de las preferencias de 180 personas sobre tres marcas A, B, C arroj´ los siguientes resultados o n[(B ∩ C) − A] = 25 , n(A ∩ B) = 15 , n [((A ∩ B) − C)c ] = 175 , n(A − B) = 50 , n[C − (A ∪ B)] = 35 , n[(A ∩ C) − B] = 20 , n [(A ∪ B ∪ C)c ] = 40. Determine el n´mero de personas que u a) compran s´lo B. Resp. 15. o b) compran s´lo dos marcas. Resp. 50. o c) no compran de las marcas consultadas. Resp. 40. Ejercicio 2.9. Se encuest´ a 100 personas sobre sus preferencias televisivas en relaci´n a o o los canales A y B. Los resultados fueron: 65 no ven el canal A, 45 no ven el canal B y 50 de ellos ven el canal A o B pero no ambos. Determine la cantidad de encuestados que ven ambos canales. Resp. 20.