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LÓGICA Y CONJUNTOS

Ejemplos de elementos de un conjunto

Un elemento es cada objeto que pertenece a un conjunto. Puede ser un número, una palabra o incluso otro conjunto. En A = {2, 4, 6}, el 4 es un elemento y se escribe 4 ∈ A.

Estos 24 ejemplos resueltos y ocho afirmaciones para practicar te ayudan a leer las llaves, contar miembros y distinguir pertenencia de inclusión. Al final encontrarás otros sentidos cotidianos de la palabra.

Guía de símbolos: ∈ pertenece; ∉ no pertenece; ⊆ es subconjunto de; ⊈ no es subconjunto de; ∅ conjunto vacío. |A| es la cantidad de elementos distintos de A.

Reconocer los elementos

EJEMPLO 01

Pertenecer o no pertenecer

A contiene exactamente los números 2, 4 y 6. Comprueba si están 4 y 5.

A = {2, 4, 6}

4 ∈ A; 5 ∉ A

|A| = 3

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

∈ se lee pertenece a; ∉, no pertenece a. Las barras cuentan elementos distintos. No hace falta que un elemento sea indivisible para pertenecer a un conjunto.

EJEMPLO 02

Un motor puede ser un elemento

Enumeramos tres tipos de componentes de un automóvil: motor, volante y rueda. Cada palabra es una etiqueta de tipo, no una pieza individual.

C = {motor, volante, rueda}

motor ∈ C; florero ∉ C

|C| = 3

Condición: Se enumeran tipos de componentes, no cantidades de piezas.

Aunque un motor tenga piezas internas, aquí se cuenta como un elemento. No estamos contando las cuatro ruedas ni todas las piezas del automóvil.

EJEMPLO 03

Comprobar un criterio de pertenencia

En U = {1, 2, 3, 4, 5, 6}, toma los divisores de 6: números que lo dividen sin resto.

D = {1, 2, 3, 6}

3 ∈ D porque 6 = 3 × 2

4 ∉ D porque 6 = 4 × 1 + 2

Condición: Solo se consideran los enteros positivos de U.

La regla decide la pertenencia. No basta decir números parecidos o importantes; hay que precisar qué se exige.

EJEMPLO 04

El uno es un número natural

Llamamos N al conjunto {0, 1, 2, 3, …}. Comprueba la pertenencia de 1 y de −1.

1 ∈ N

−1 ∉ N

Condición: N = {0, 1, 2, 3, …}.

El ejemplo del uno sigue siendo correcto si un libro define los naturales desde 1. Aquí declaramos la convención que incluye el cero.

EJEMPLO 05

Una fracción también es un elemento

Q es el conjunto de los cocientes de enteros a/b con b distinto de cero.

1/2 ∈ Q

−3 ∈ Q porque −3 = −3/1

Condición: El denominador de a/b no puede ser cero.

El elemento es el número 1/2 completo, no el 1 y el 2 por separado. En 1/0 no hay un número que clasificar: la división entre cero no está definida.

EJEMPLO 06

Una palabra no es cada una de sus letras

P es el conjunto de palabras {sol, luna}. L es el conjunto de letras distintas de sol.

sol ∈ P; s ∉ P

L = {s, o, l}; s ∈ L

|P| = 2; |L| = 3

Condición: Palabras y letras se tratan como etiquetas de texto.

Primero decide qué se enumera: palabras enteras o letras. Que s forme parte de la palabra sol no la convierte en un elemento de P.

EJEMPLO 07

Las repeticiones no añaden elementos

Lista las letras distintas de la palabra coco, sin distinguir sus posiciones.

L = {c, o, c, o} = {c, o}

|L| = 2

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

La palabra tiene cuatro posiciones, pero solo dos letras diferentes. Un conjunto no registra cuántas veces aparece cada una.

EJEMPLO 08

Distintas escrituras del mismo número

Formamos R con los valores numéricos 1/2, 2/4, 0,5 y 1. La coma es decimal.

1/2 = 2/4 = 0,5

R = {1/2; 2/4; 0,5; 1} = {1/2; 1}

|R| = 2

Condición: Los elementos son números, no cadenas de caracteres.

Se usa punto y coma para separar miembros y evitar confundirlo con la coma decimal. Las tres primeras escrituras representan un solo valor.

Un elemento, cero elementos y el vacío

EJEMPLO 09

Un elemento no es su conjunto unitario

K = {7} contiene un solo número. Compara 7 y {7}.

7 ∈ K; |K| = 1

K = {7}; K ≠ 7

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Las llaves construyen un conjunto. El número 7 es el miembro; {7} es el conjunto que lo contiene.

EJEMPLO 10

El vacío no tiene miembros

E contiene los enteros que cumplen 2 < x < 3. No hay ninguno.

Tres conjuntos distintos
∅0 miembros
{∅}1 miembro: ∅
{0}1 miembro: 0

E = ∅; |E| = 0

0 ∉ E; ∅ ∉ E

Condición: x debe ser entero.

El símbolo ∅ nombra un conjunto sin elementos. No representa un elemento invisible ni el número cero.

EJEMPLO 11

El vacío puede ser un elemento

Ahora ponemos el conjunto vacío dentro de otro conjunto: F = {∅}.

∅ ∈ F; |F| = 1

0 ∉ F; F ≠ ∅

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

F tiene un miembro: el conjunto vacío. Las llaves exteriores importan; no se eliminan porque su contenido sea ∅.

EJEMPLO 12

Un cero sí cuenta como elemento

G = {0} contiene el número cero; F = {∅} contiene un conjunto.

0 ∈ G; ∅ ∉ G; |G| = 1

G ≠ F aunque |G| = |F| = 1

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Tener la misma cantidad de elementos no implica tener los mismos elementos. También G es distinto del vacío.

Pertenecer o estar incluido

EJEMPLO 13

Pertenencia frente a inclusión

A = {2, 4, 6}. Pregunta primero por 2 y después por {2}.

2 ∈ A

{2} ⊆ A

{2} ∉ A

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

⊆ compara conjuntos: cada elemento de {2} está en A. ∈ pregunta si {2} es uno de los miembros enumerados en A; aquí solo hay números.

EJEMPLO 14

Un contraejemplo impide la inclusión

A = {2, 4, 6} y B = {2, 5}. ¿Todos los miembros de B están en A?

2 ∈ A, pero 5 ∉ A

B ⊈ A

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

El número 5 basta para refutar B ⊆ A. Que haya un miembro común no prueba que todo B esté incluido.

EJEMPLO 15

Ser subconjunto de sí mismo

A = {2, 4, 6}. Examina la inclusión y después la pertenencia del propio A.

A ⊆ A

A ∉ A

∅ ⊆ A, pero ∅ ∉ A

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Todos los elementos de A están en A, por eso hay inclusión. Entre 2, 4 y 6 no aparece ni el conjunto A ni ∅. El vacío es subconjunto porque no tiene ningún miembro que incumpla la condición.

Cuando los elementos son conjuntos

EJEMPLO 16

Un conjunto dentro de otro

B = {1, {2, 3}} tiene dos miembros en el nivel exterior.

B = {1, {2, 3}}: dos miembros directos.
Miembro 11
Miembro 2{2, 3}

El segundo recuadro representa un conjunto completo; sus dos números no son miembros directos de B.

1 ∈ B; {2, 3} ∈ B

2 ∉ B; 3 ∉ B

|B| = 2

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

El segundo miembro es todo el conjunto {2, 3}. No se abren sus llaves para sumarlo al recuento exterior.

EJEMPLO 17

La pertenencia no se encadena

Sea C = {2, 3} y B = {1, C}.

2 ∈ C; C ∈ B

2 ∉ B

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Este contraejemplo muestra que x ∈ C y C ∈ B no garantizan x ∈ B. Es distinto de encadenar inclusiones entre conjuntos.

EJEMPLO 18

Ser elemento y subconjunto a la vez

H = {1, {1}} contiene el número 1 y el conjunto {1}.

{1} ∈ H

{1} ⊆ H porque 1 ∈ H

|H| = 2

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Las dos relaciones pueden ser verdaderas. Se comprueban por separado: {1} está en la lista y su único miembro, 1, también.

EJEMPLO 19

Una pareja de números o un solo conjunto

Compara S = {1, 2} con T = {{1, 2}}.

|S| = 2; |T| = 1

S ∈ T; 1 ∉ T

S ⊈ T

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

T contiene S como una unidad. S no está incluido en T porque ni 1 ni 2 son miembros directos de T.

EJEMPLO 20

Repetir conjuntos iguales no duplica

M = {{a, b}, {b, a}, {a}}. Las letras a y b son etiquetas distintas.

{a, b} = {b, a}

M = {{a, b}, {a}}

|M| = 2

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

El orden no cambia el conjunto interior; los dos primeros miembros escritos son el mismo conjunto y se cuentan una vez.

EJEMPLO 21

Dos niveles alrededor del vacío

V = {∅, {∅}}. Identifica sus miembros directos.

∅ ∈ V; {∅} ∈ V

|V| = 2

{∅} ⊆ V

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

∅ y {∅} son distintos: uno no tiene miembros y el otro tiene uno. La inclusión de {∅} en V se cumple porque su único miembro, ∅, está en V.

EJEMPLO 22

El universo delimita la selección

U = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; A contiene los números pares de U.

A = {2, 4, 6}

4 ∈ A; 5 ∉ A; −2 ∉ A

Condición: A = {x ∈ U : x es par}.

−2 es par, pero no está en U. La regla completa exige tanto pertenecer a U como ser par.

EJEMPLO 23

Los miembros se fijan por una lista

Una asociación registra exactamente a Pedro, Ana y Luis para una actividad. Usamos esos nombres como identificadores únicos.

P = {Pedro, Ana, Luis}

Pedro ∈ P; Andrés ∉ P

|P| = 3

Condición: La lista de inscripción está fijada para esta actividad.

La pertenencia se decide por la inscripción, no por si alguien nos parece valioso o buen elemento. Aquí no se afirma nada sobre sus méritos.

EJEMPLO 24

Los subconjuntos son elementos del conjunto potencia

Sea A = {a, b}, con a y b como etiquetas distintas. P(A) es el conjunto formado por todos los subconjuntos de A.

P(A) = {∅, {a}, {b}, {a, b}}

{a} ∈ P(A) porque {a} ⊆ A

a ∉ P(A); |P(A)| = 4

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Cada elemento de P(A) es un conjunto. La etiqueta a no es el conjunto {a}. Este ejemplo conecta la pertenencia con la inclusión sin confundirlas.

Practica y distingue los usos cotidianos

CONSULTA

Practica con llaves y vacío

B = {1, {2, 3}, ∅}. Decide si cada afirmación es verdadera antes de consultar su explicación.

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Cuenta únicamente los miembros del nivel exterior. Para ⊆, comprueba cada miembro del conjunto de la izquierda.

Comprueba B = {1, {2, 3}, ∅} · 1–4
AfirmaciónLectura
1 ∈ BVerdadero: 1 es miembro directo.
2 ∈ BFalso: 2 está dentro del miembro {2, 3}.
{2, 3} ∈ BVerdadero: es un miembro completo.
{2, 3} ⊆ BFalso: ni 2 ni 3 son miembros directos.
B contiene exactamente 1, {2, 3} y ∅.
Comprueba B = {1, {2, 3}, ∅} · 5–8
AfirmaciónLectura
∅ ∈ BVerdadero: ∅ aparece en la lista.
{∅} ∈ BFalso: no se enumera el conjunto {∅}.
{∅} ⊆ BVerdadero: su único miembro es ∅ y pertenece a B.
|B| = 3Verdadero: 1, {2, 3} y ∅ son los tres miembros.
B contiene exactamente 1, {2, 3} y ∅.

CONSULTA

Otros usos de la palabra elemento

Fuera de las matemáticas, elemento tiene varios sentidos. Estas expresiones no deben confundirse con la relación ∈.

Condición: Los símbolos se interpretan dentro de este ejemplo.

Para convertir una escena cotidiana en un ejercicio de conjuntos, define primero qué colección se considera y qué objetos son sus miembros.

Otros sentidos de elemento · 1–4
ExpresiónLectura
Motor del automóvilComponente de un objeto; puede tener piezas.
Florero de la mesaObjeto decorativo; no un miembro de un conjunto ya definido.
El agua como elemento de los pecesMedio de vida, en el sentido de la expresión.
Fuego y furia de los elementosFuego: uno de los cuatro elementos clásicos; la segunda expresión alude a fuerzas naturales.
Estos usos cotidianos no definen por sí solos pertenencia matemática.
Otros sentidos de elemento · 5–8
ExpresiónLectura
Estar en mi elemento en la canchaSentirse en un entorno favorable.
Elementos de físicaNociones básicas; por ejemplo, temas de mecánica o magnetismo.
Pedro, un elemento valiosoValoración de un miembro de un grupo.
Andrés, un mal elementoValoración negativa, no un criterio matemático de pertenencia.
Estos usos cotidianos no definen por sí solos pertenencia matemática.

Una comprobación para cada símbolo

Referencias