Os conjuntos numéricos são agrupamentos de números que compartilham características em comum. Eles são classificados em diferentes categorias, cada uma com propriedades específicas.
Principais Conjuntos Numéricos:
Números Naturais (ℕ):
Representa os números usados para contar (0, 1, 2, 3,...).
Inclui todos os números inteiros positivos e o zero.
ℕ = {0, 1, 2, 3, 4, ...}
Obs.: Algumas definições de ℕ podem excluir o zero, dependendo do contexto.
Números Inteiros (ℤ):
São os números naturais, seus opostos negativos e o zero.
ℤ = {..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ...}
Números Racionais (ℚ):
Todo número que pode ser escrito na forma de fração a/b, onde "a" e "b" são inteiros e b ≠ 0
Inclui frações, números decimais exatos ou periódicos, e todos os números inteiros.
Exemplo: 3/4,−5/2, 0.75, etc.
Números Irracionais (ℝ - ℚ):
São números que não podem ser expressos como fração. Seus decimais são infinitos e não periódicos.
Exemplos: √ 2, π (pi), e (número de Euler).
Conjunto complementar ao dos racionais.
Números Reais (ℝ):
Engloba todos os números racionais e irracionais.
ℝ = ℚ ∪ (ℝ - ℚ)
Inclui números que podem ser representados em uma reta numérica, como: inteiros, decimais, frações, raízes não exatas, etc.
Números Complexos (ℂ):
São da forma a+bi, onde "a" e "b" são números reais, e i é a unidade imaginária (i²=−1).
Os números complexos são usados para resolver equações que não possuem solução no conjunto dos números reais, como x²=−1
Relações e Propriedades:
Inclusão de conjuntos: ℕ ⊂ ℤ ⊂ ℚ ⊂ ℝ ⊂ ℂ.
Todo número natural é inteiro.
Todo inteiro é racional.
Todo racional é real.
Todo número real pode ser visto como um número complexo com parte imaginária zero.
4. Operações nos Conjuntos Numéricos:
Soma e Subtração:
Nos conjuntos ℕ e ℤ, a soma de dois números sempre resulta em um número do mesmo conjunto.
Na subtração, em ℕ nem sempre é possível, mas em ℤ é garantido que a operação tem resultado válido.
Multiplicação:
Em ℕ, ℤ e ℚ, a multiplicação sempre resulta em um número dentro do conjunto.
Divisão:
Em ℚ, a divisão entre dois números, desde que o divisor seja diferente de zero, também resulta em um número do conjunto.
Observações Importantes:
Nem todo número irracional é raiz quadrada de números inteiros.
A reta numérica pode ser usada para representar a ordem dos números racionais e irracionais.
Números complexos não são diretamente representados na reta numérica, pois incluem uma dimensão imaginária.
Aqui estão alguns exemplos resolvidos sobre os principais conjuntos numéricos para ajudar a ilustrar os conceitos:
Problema: Qual é a soma de dois números naturais 8+15?
Solução: Os números 8 e 15 pertencem ao conjunto dos números naturais. 8+15=23 Resposta: 23 (número natural, pois ℕ = {0, 1, 2, 3, ...})
Problema: Qual é o resultado de −7+3?
Solução: Aqui temos dois números inteiros. A soma de um número negativo com um número positivo resulta em: −7+3=−4-7 + 3 = -4 Resposta: -4 (número inteiro, pois ℤ inclui números negativos, zero e positivos)
Problema: Simplifique a fração 24/36.
Solução: Para simplificar 24/36, encontramos o máximo divisor comum (MDC) entre 24 e 36, que é 12. Dividimos numerador e denominador por 12:
24/36 = 24÷12/36÷12= 2/3
Resposta: 2/3 (número racional, pois pode ser escrito na forma de fração)
Problema: A raiz quadrada de 2 (√ 2) é um número racional ou irracional?
Solução: A raiz quadrada de 2 não pode ser expressa como uma fração de dois inteiros. Seu valor decimal é aproximadamente 1.414213..., e seus dígitos não seguem um padrão periódico. Resposta: √ 2 é um número irracional.
Problema: Calcule a soma de 3.5 e −2.25.
Solução: Esses números são reais, pois 3.5 é um decimal e −2.25 também. 3.5+(−2.25)=1.25
Resposta: 1.25 (número real)
Problema: Calcule (2+3i)+(4−5i).
Solução: Na soma de números complexos, somamos as partes reais e as partes imaginárias separadamente:
Parte real: 2+4=6
Parte imaginária: 3i+(−5i)=−2i
(2+3i)+(4−5i)=6−2i
Resposta: 6−2i (número complexo)
Problema: Determine se o número 5 pertence aos conjuntos ℕ, ℤ, ℚ e ℝ.
Solução:
5 ∈ N (número natural)
5 ∈ Z (número inteiro)
5 ∈ Q (número racional, pois 5 = 5/1)
5 ∈ R (número real)
Resposta: O número 5 pertence a todos esses conjuntos (ℕ, ℤ, ℚ, ℝ).