Representa em extensão os seguintes conjuntos

Os números reais: Matematicamente Falando 9 - Pág. 107 Ex.35

Enunciado

Representa em extensão os seguintes conjuntos:

  1. $A=\left\{ x\in \mathbb{Z}:3(x-1)>4(x+2)\wedge -12\le x+3 \right\}$
  2. $B=\left\{ x\in \mathbb{N}:4x-9\le x<2x+1 \right\}$
  3. $C=\left\{ x\in \mathbb{R}:3<\frac{x}{4}\vee 2(x-3)<6x \right\}$

Resolução

  1. $A=\left\{ x\in \mathbb{Z}:3(x-1)>4(x+2)\wedge -12\le x+3 \right\}$

    Comecemos por resolver a condição:
    $$\begin{array}{*{35}{l}}
    \begin{matrix}
    3(x-1)>4(x+2) & \wedge  & -12\le x+3  \\
    \end{matrix} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    3x-3>4x+8 & \wedge  & -x\le 15  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    -x>11 & \wedge  & x\ge -15  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    x<-11 & \wedge  & x\ge -15  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    x\ge -15 & \wedge  & x<-11  \\
    \end{matrix}  \\
    \end{array}$$
    Ora, o conjunto A é constituído pelos números inteiros relativos pertencentes ao intervalo \[\left[ -15,+\infty  \right[\cap \left] -\infty ,-11 \right[=\left[ -15,-11 \right[\]

    Logo:
    $$\begin{array}{*{35}{l}}
    A & = & \left\{ x\in \mathbb{Z}:3(x-1)>4(x+2)\wedge -12\le x+3 \right\}  \\
    {} & = & \left\{ x\in \mathbb{Z}:\begin{matrix}
    x\ge -15 & \wedge  & x<-11  \\
    \end{matrix} \right\}  \\
    {} & = & \left\{ -15,-14,-13,-12 \right\}  \\
    \end{array}$$
    ­

  2. $B=\left\{ x\in \mathbb{N}:4x-9\le x<2x+1 \right\}$

    Comecemos por resolver a condição:
    $$\begin{array}{*{35}{l}}
    4x-9\le x<2x+1 & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    4x-9\le x & \wedge  & x<2x+1  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    3x\le 9 & \wedge  & -x<1  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    x\le 3 & \wedge  & x>-1  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    x>-1 & \wedge  & x\le 3  \\
    \end{matrix}  \\
    \end{array}$$
    Ora, o conjunto B é constituído pelos números naturais pertencentes ao intervalo
    \[\left] -1,+\infty  \right[\cap \left] -\infty ,3 \right]=\left] -1,3 \right]\]

    Logo:
    $$\begin{array}{*{35}{l}}
    B & = & \left\{ x\in \mathbb{N}:4x-9\le x<2x+1 \right\}  \\
    {} & = & \left\{ x\in \mathbb{N}:\begin{matrix}
    x>-1 & \wedge  & x\le 3  \\
    \end{matrix} \right\}  \\
    {} & = & \left\{ 1,2,3 \right\}  \\
    \end{array}$$
    ­

  3. $C=\left\{ x\in \mathbb{R}:3<\frac{x}{4}\vee 2(x-3)<6x \right\}$

    Comecemos por resolver a condição:
    $$\begin{array}{*{35}{l}}
    \begin{matrix}
    \underset{(4)}{\mathop{3}}\,<\frac{x}{\underset{(1)}{\mathop{4}}\,} & \vee  & 2(x-3)<6x  \\
    \end{matrix} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    12<x & \vee  & 2x-6<6x  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    x>12 & \vee  & -4x<6  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    x>12 & \vee  & x>-\frac{3}{2}  \\
    \end{matrix}  \\
    {} & \Leftrightarrow  & \begin{matrix}
    x>-\frac{3}{2} & \vee  & x>12  \\
    \end{matrix}  \\
    \end{array}$$
    Ora, o conjunto C é constituído pelos números reais pertencentes ao intervalo
    \[\left] -\frac{3}{2},+\infty  \right[\cup \left] 12,+\infty  \right[=\left] -\frac{3}{2},+\infty  \right[\]
    Nota: O intervalo representado a amarelo encontra-se sobreposto ao intervalo representado a azul.

    Logo:
    \[\begin{array}{*{35}{l}}
    C & = & \left\{ x\in \mathbb{R}:3<\frac{x}{4}\vee 2(x-3)<6x \right\}  \\
    {} & = & \left\{ x\in \mathbb{R}:\begin{matrix}
    x>-\frac{3}{2} & \vee  & x>12  \\
    \end{matrix} \right\}  \\
    {} & = & \left] -\frac{3}{2},+\infty  \right[  \\
    \end{array}\]

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