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Matemática => Lógica, Conjuntos, Lenguajes Formales => Mensaje iniciado por: sekiro en 11 Enero, 2022, 04:20 pm

Título: Una partición del plano
Publicado por: sekiro en 11 Enero, 2022, 04:20 pm
Hola buenas a todos.

Tengo problemas al encontrar una partición de \( R^2 \) que esté formada por al menos cinco elementos y que contenga a los siguientes subconjuntos:

\( A= (0,1) \times (0,1) \)
\( B= (0,1) \times (2,3) \)
\( C= [2,3] \times R \)
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: manooooh en 11 Enero, 2022, 08:46 pm
Hola deyour, bienvenido al foro!!

Recuerda leer y seguir las reglas (https://rinconmatematico.com/foros/index.php?topic=678.0) del mismo así como el tutorial del \( \mathrm\LaTeX \) (https://rinconmatematico.com/instructivolatex/formulas.htm) para escribir las fórmulas matemáticas correctamente.

Por otro lado, ¿qué intentaste? Es importante que nos digas qué hiciste y qué dudas concretas tienes así podemos ayudarte mejor.



Tengo problemas al encontrar una partición de \( R^2 \) que esté formada por al menos cinco elementos y que contenga a los siguientes subconjuntos:

\( A= (0,1) \times (0,1) \)
\( B= (0,1) \times (2,3) \)
\( C= [2,3] \times R \)

Considera \( P=\{A_1,A_2,A_3,A_4,A_5\} \) (he elegido el mínimo para hacerlo más rápido). Como \( [2,3] \times\Bbb{R}\subseteq P \) luego la única segunda componente de los \( A_i \) debe ser \( \Bbb{R} \) (puesto que no hay ningún conjunto "mayor"). Así \( A_i=\boxed{\color{white}a}\times\Bbb{R} \).

Para la primera componente yo haría que todos los intervalos "quepan" en uno solo (o sea hacer la unión), y luego trabajamos con intervalos no vacíos y disjuntos para completar todo \( \Bbb{R} \):

- \( A_1=(0,3]\times\Bbb{R} \) <- Este es la unión de los primeros intervalos
- \( A_2=(-1,0]\times\Bbb{R} \) <- Aquí empezamos a rellenar con cualquier intervalo
- \( A_3=(-2,-1]\times\Bbb{R} \)
- \( A_4=(-\infty,-2]\times\Bbb{R} \)
- \( A_5=(3,\infty)\times\Bbb{R} \)

Efectivamente se comprueban las condiciones:

- \( |P|\geq5 \)
- \( A_i\neq\emptyset \)
- \( A_i\cap A_j=\emptyset \)
- \( \bigcup A_i=\Bbb R^2 \)


Saludos

AGREGADO: Está MAL. Ver mensaje siguiente.
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: Luis Fuentes en 11 Enero, 2022, 09:04 pm
Hola

Para la primera componente yo haría que todos los intervalos "quepan" en uno solo (o sea hacer la unión), y luego trabajamos con intervalos no vacíos y disjuntos para completar todo \( \Bbb{R} \):

- \( A_1=(0,3]\times\Bbb{R} \) <- Este es la unión de los primeros intervalos
- \( A_2=(-1,0]\times\Bbb{R} \) <- Aquí empezamos a rellenar con cualquier intervalo
- \( A_3=(-2,-1]\times\Bbb{R} \)
- \( A_4=(-\infty,-2]\times\Bbb{R} \)
- \( A_5=(3,\infty)\times\Bbb{R} \)

 Pero esa partición no contiene a los tres subconjuntos que decía el enunciado.

 No obstante sería bueno que indicase el contexto del ejercicio. Sin más restricciones sobre el tipo de partición. Dados:

\( A= (0,1) \times (0,1) \)
\( B= (0,1) \times (2,3) \)
\( C= [2,3] \times R \)

 Para completarlos a una partición del plano basta tomar \( D \) cualquier conjunto disjunto de los tres anteriores (por ejemplo un punto) y como quinto conjunto \( E=\Bbb R^2\setminus (A\cup B\cup C\cup D) \)

Saludos.
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: manooooh en 12 Enero, 2022, 10:24 am
Hola

Pero esa partición no contiene a los tres subconjuntos que decía el enunciado.

Cierto Luis, había leído apurado el enunciado y no recapacité en que pide por ejemplo que \( B\subseteq P \), donde \( P \) está formado por conjuntos de intervalos, yo había pensado que eran intervalos a sueltas. ¿Es correcta esta interpretación?

Saludos
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: sekiro en 12 Enero, 2022, 11:55 am
Hola, gracias a ambos por contestar.
Adjunto foto del respectivo ejercicio para evitar ambigüedad, no existen más restricciones aparte de las ya mencionadas.
Creo que no entiendo la intersección de subconjuntos en R^2 en este caso.
¿Por qué la intersección entre, por ejemplo, A_1 y A_2 es el vacío?

Gracias de nuevo y un saludo.
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: geómetracat en 12 Enero, 2022, 12:17 pm
¿Por qué la intersección entre, por ejemplo, A_1 y A_2 es el vacío?
Los elementos de \[ A_1:= (0,3] \times \Bbb R \] son todos los pares \[ (x,y) \] de números reales donde \[ 0<x\leq 3 \] (e \[ y \] puede ser cualquier real). De igual manera, los elementos de \[ A_2 :=(-1,0] \times \Bbb R \] son los pares \[ (x,y) \] de números reales donde \[ -1<x\leq 0 \].
Como no se puede cumplir a la vez \[ 0<x\leq 3 \] y \[ -1<x\leq 0 \], no hay ningún elemento que pertenezca a \[ A_1 \] y \[ A_2 \] a la vez. Es decir, \[ A_1 \cap A_2 = \emptyset \].
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: sekiro en 12 Enero, 2022, 12:51 pm
Ah vale, ya lo entiendo pensaba que al ser "y=R", se tomaban todos los números reales "a la vez" es decir la recta real "entera"  y por tanto su intersección con otro subconjunto de R^2 sería no vacío.
Disculpad la notación ambigua, todavía no sé escribir de manera formal aquí.
Muchas gracias geómetracat.
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: Luis Fuentes en 12 Enero, 2022, 12:53 pm
Hola

Ah vale, ya lo entiendo pensaba que al ser "y=R", se tomaban todos los números reales "a la vez" es decir la recta real "entera"  y por tanto su intersección con otro subconjunto de R^2 sería no vacío.
Disculpad la notación ambigua, todavía no sé escribir de manera formal aquí.
Muchas gracias geómetracat.

Por si te ayuda, aquí tienes dibujados los cuatro tres conjuntos que te dan:

(https://foro.rinconmatematico.com/index.php?action=dlattach;topic=119374.0;attach=24353)

Saludos.

CORREGIDO
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: sekiro en 12 Enero, 2022, 01:07 pm
¡Qué maravilla! Entonces como conjunto \( D \) valdría el punto \( (-1,1) \) por ejemplo, ¿no? Es que puse un punto en el ejercicio y anotó que el \( (0,1) \) no era un subconjunto de \( \Bbb R^2 \), puedo pasar captura de ello.
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: sekiro en 12 Enero, 2022, 01:25 pm
Para asegurarme, ¿podría poner \( D= (-1,-2)\times \Bbb R \) por ejemplo?
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: manooooh en 12 Enero, 2022, 09:43 pm
Hola

¡Qué maravilla! Entonces como conjunto \( D \) valdría el punto \( (-1,1) \) por ejemplo, ¿no? Es que puse un punto en el ejercicio y anotó que el \( (0,1) \) no era un subconjunto de \( \Bbb R^2 \), puedo pasar captura de ello.

Claro ese no es un elemento del producto cartesiano \( \Bbb R^2 \). Para formar un punto puedes usar producto cartesiano de conjuntos unitarios: \( \{0\}\times\{1\} \), que es igual a \( \{(0,1)\} \), te faltaron las llaves.

Para asegurarme, ¿podría poner \( D= (-1,-2)\times \Bbb R \) por ejemplo?

Sí. Tendrías:

\( A=(0,1)\times(0,1)\\
B=\left(0,1\right)\times\left(2,3\right)\\
C=\left[2,3\right]\times\mathbb{R}\\
D=(-1,-2)\times\mathbb{R}\\
E=\mathbb{R}^2\setminus\left(A\cup B\cup C\cup D\right)\\
E=\mathbb{R}^2\setminus\left(\left(0,1\right)\times\left(0,1\right)\cup\left(0,1\right)\times\left(2,3\right)\cup\left[2,3\right]\times\mathbb{R}\cup(-1,-2)\times\mathbb{R}\right) \)
Aunque es difícil calcular la forma simplificada de \( E \), pero con el gráfico como te indicó Luis se puede escribir muy fácil usando uniones.

Por si te ayuda, aquí tienes dibujados los cuatro conjuntos que te dan:

Serían tres.

Si tienes alguna duda, pregunta.

Consulta mía no respondida
A ver si he entendido bien, porque esto de los conjuntos dentro de un conjunto me confunden:

Si definimos \( P \) como la partición pedida, se debe cumplir que \( A,B,C\subseteq P \).

Si definimos \( P=\{\{A\},\{B\},\{C\},\{D\},\{E\}\} \), ¿se cumple lo pedido? Creo que no. Sí me queda claro que se cumple por ejemplo \( \{B\}\in P \) y que \( \{\{B\}\}\subseteq P \)
[cerrar]

Saludos
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: sekiro en 12 Enero, 2022, 11:07 pm
Claro es cierto, aunque si lo hubiera especificado en la corrección estaría genial... 😁
Cuando dices calcular la forma simplificada de \( E \), a qué te refieres exactamente?
Creo que entiendo tu pregunta y creo que se cumple si:
i) "Puedes tomar \( \Bbb R^2 \) como elemento de la partición \( P \)", es decir, como subconjunto de tu conjunto \( P \) y "restarle" los subconjuntos restantes \( A,B,C,D. \)
ii) Su unión es todo \( \Bbb R^2 \), es decir si \( A\cup B\cup C\cup D\cup E=\Bbb R^2 \).
En realidad creo que sí se cumple ya que \( E=\Bbb R^2 \) sólo que "restándole" los demás elementos de la partición y al hacer la unión de todos vuelve a darte \( \Bbb R^2 \).
Creo que es más pregunta qué respuesta, no sé si me he explicado muy bien.🙂
Muchas gracias y un saludo.

Mensaje corregido desde la administración.
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: manooooh en 13 Enero, 2022, 12:57 am
Hola

Cuando dices calcular la forma simplificada de E, a qué te refieres exactamente?

En realidad a nada, porque la forma en que lo escribió Luis es lo más evidente y simple posible. Fíjate que la región \( E \) no es un cuadrado, sino son todos los huecos que faltan rellenar en la imagen que adjuntó (más un conjunto \( D \) que podía ser un punto o una región, como has pensado tú). Entonces su expresión es a todo el plano quitarle todo lo conocido, o sea \( A\cup\dots\cup D \) para que haya una partición.

Claro es cierto, aunque si lo hubiera especificado en la corrección estaría genial... 😁
Cuando dices calcular la forma simplificada de \( E \), a qué te refieres exactamente?
Creo que entiendo tu pregunta y creo que se cumple si:
i) "Puedes tomar \( \Bbb R^2 \) como elemento de la partición \( P \)", es decir, como subconjunto de tu conjunto \( P \) y "restarle" los subconjuntos restantes \( A,B,C,D. \)
ii) Su unión es todo \( \Bbb R^2 \), es decir si \( A\cup B\cup C\cup D\cup E=\Bbb R^2 \).
En realidad creo que sí se cumple ya que \( E=\Bbb R^2 \) sólo que "restándole" los demás elementos de la partición y al hacer la unión de todos vuelve a darte \( \Bbb R^2 \).

No entiendo a qué pregunta te refieres, ¿a esta?:

Cierto Luis, había leído apurado el enunciado y no recapacité en que pide por ejemplo que \( B\subseteq P \), donde \( P \) está formado por conjuntos de intervalos, yo había pensado que eran intervalos a sueltas. ¿Es correcta esta interpretación?

Consulta mía no respondida
A ver si he entendido bien, porque esto de los conjuntos dentro de un conjunto me confunden:

Si definimos \( P \) como la partición pedida, se debe cumplir que \( A,B,C\subseteq P \).

Si definimos \( P=\{\{A\},\{B\},\{C\},\{D\},\{E\}\} \), ¿se cumple lo pedido? Creo que no. Sí me queda claro que se cumple por ejemplo \( \{B\}\in P \) y que \( \{\{B\}\}\subseteq P \)
[cerrar]

Mi pregunta no se dirige hacia saber si la partición es correcta, solo quiero saber cómo comprueba Luis que \( A,B,C\subseteq P \).

Saludos
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: geómetracat en 13 Enero, 2022, 07:26 am

A ver si he entendido bien, porque esto de los conjuntos dentro de un conjunto me confunden:

Si definimos \( P \) como la partición pedida, se debe cumplir que \( A,B,C\subseteq P \).

Si definimos \( P=\{\{A\},\{B\},\{C\},\{D\},\{E\}\} \), ¿se cumple lo pedido? Creo que no. Sí me queda claro que se cumple por ejemplo \( \{B\}\in P \) y que \( \{\{B\}\}\subseteq P \)

Mi pregunta no se dirige hacia saber si la partición es correcta, solo quiero saber cómo comprueba Luis que \( A,B,C\subseteq P \).
Aquí cuando te dicen que la partición \[ P \] tiene que contener a los conjuntos \[ A,B,C \] lo que quieren decir es que \( A,B,C \in P \), no que \[ A,B,C \subseteq P \]. Piensa que una partición \[ P \] de \[ \Bbb R^2 \] es por su definición un conjunto cuyos elementos son subconjuntos de \[ \Bbb R^2 \], mientras que \[ A,B,C \] son subconjuntos de \[ \Bbb R^2 \]. Por tanto, la única interpretación que tiene sentido es \[ A,B,C \in P \].
Título: Re: Una partición del plano
Publicado por: manooooh en 13 Enero, 2022, 07:37 am
Hola

Aquí cuando te dicen que la partición \[ P \] tiene que contener a los conjuntos \[ A,B,C \] lo que quieren decir es que \( A,B,C \in P \), no que \[ A,B,C \subseteq P \]. Piensa que una partición \[ P \] de \[ \Bbb R^2 \] es por su definición un conjunto cuyos elementos son subconjuntos de \[ \Bbb R^2 \], mientras que \[ A,B,C \] son subconjuntos de \[ \Bbb R^2 \]. Por tanto, la única interpretación que tiene sentido es \[ A,B,C \in P \].

Ah!! Muchísimas gracias de verdad, como siempre.

No sabes lo frustrado que me ponía no entender algo tan básico como distinguir si un conjunto estaba incluido en otro o si pertenecía... Hasta el punto de pensar que influía negativamente con el espíritu original del hilo por un furcio mío.

Como mensaje final, me gustaría resaltar que hay que leer bien los enunciados, y las palabras que lo forman. Yo no había caído en lo que significaba "contener" que me dejé llevar por lo más natural: que significaba la contención en el contexto de que los elementos del conjunto \( P \) casualmente también son conjuntos, y la contención tomaba sentido. Y eso produjo que haya tenido mal la solución.

Nuevamente gracias.

Saludos