›
›

Bài giảng Toán giải tích 1 - Chương một: Tập hợp và lý luận cơ bản - Dương Minh Đức

pdf 61 trang ngocly 3280
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Toán giải tích 1 - Chương một: Tập hợp và lý luận cơ bản - Dương Minh Đức", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_toan_giai_tich_1_chuong_mot_tap_hop_va_ly_luan_co.pdf

Nội dung text: Bài giảng Toán giải tích 1 - Chương một: Tập hợp và lý luận cơ bản - Dương Minh Đức

  1. TOAÙN GIAÛI TÍCH 1 DÖÔNG MINH ÑÖÙC Ñaây laø caùc slides baøi giaûng moân Toaùn Giaûi Tích 1 daønh cho sinh vieân naêm thöù nhaát Khoa Toaùn-Tin, tröôøng Ñaïi hoïc Khoa Hoïc, Ñaïi hoïc Quoác Gia Thaønh Phoá Hoà Chí Minh, nieân hoïc 2007-2008. Baøi giaûng naøy ñöôïc soaïn theo quyeån : Giaùo Trình Toaùn Giaûi Tích 1, cuûa GS Döông Minh Ñöùc, Nhaø xuaát baûn Thoáng Keâ, 2006. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 1
  2. CHÖÔNG MOÄT TAÄP HÔÏP VAØ LYÙ LUAÄN CÔ BAÛN vấn đề mô hình thực tiển toán học diễn giải kết luận kết luận toán học TOÁN HỌC VÀ THỰC TIỂN GIAI TICH 1 - CHUONG 1 2
  3. Moät vaán ñeà coù theå giaûi quyeát baèng caùc böôùc sau : duøng toaùn ñeå moâ hình vaán ñeà : laøm roõ vaø goïn hôn, duøng caùc phöông phaùp toaùn ñeå giaûi quyeát baøi toaùn trong moâ hình. dieãn giaûi keát quaû toaùn hoïc baèng ngoân ngöû thöïc tieån Thí duï1. Giaù moät cuoán taäp laø 3.000$, quó taøi trô chæ coù 3.500.000$, hoûi coù theå mua ñöôïc bao nhieâu taäp cho hoïc sinh ngheøo? Chuùng ta moâ hình vaán ñeà naøy nhö sau: soá taäp mua laø moät soá nguyeân lôùn hôn hay baèng 1, soá tieàn coù theå chi traû chæ coù theå laø caùc soá töø 1 ñeán 3.500.000, neáu soá taäp mua ñöôïc laø nGIAIthì TICH soá 1 - CHUONG tieàn phaûi1 traû laø 3.000 3n.
  4. Chuùng ta moâ hình vaán ñeà naøy nhö sau: soá taäp mua laø moät soá nguyeân lôùn hôn hay baèng 1, soá tieàn coù theå chi traû chæ coù theå laø caùc soá töø 1 ñeán 3.500.000, neáu soá taäp mua ñöôïc laø n thì soá tieàn phaûi traû laø 3000 n. Chuùng ta thaáy trong moâ hình naøy khoâng coøn caùc vaán ñeà raéc roái nhö : quó töø thieän, taäp vôû, tieàn baïc vaø hoïc sinh ngheøo. Vaø vaán ñeà bieán thaønh : tìm soá nguyeân n lôùn nhaát sao cho 3000 n 3500000. Duøng kyõ thuaät laøm toaùn thoâng thöôøng, baøi toaùn trôû thaønh tìm soá n lôùn nhaát sau cho n 1166,66. Vaäy ta coù lôøi giaûi laøGIAI 1166 TICH 1quyeãn - CHUONG 1 saùch. 4
  5. Thí duï 2. Chuùng ta coù hai heä thoáng ño C F nhieät ñoä : Celcius vaø Fahrenheit. Nhieät 100 212 ñoä ñeå nöôùc ñoùng baêng laø 0o C vaø 32o F, vaø Nhieät ñoä nöôùc luùc baét ñaàu soâi laø C F 100oC vaø 212oF. Ñeå laøm moät nhieät keá duøng trong nhaø, chuùng ta phaûi laäp baûng keâ caùc soá ño 032 trong heä Fahrenheit töông öùng vôùi caùc soá ño töø -20 ñeán 70 cuûa heä Celcius, Ñaët C vaø F laø soá ño nhieät ñoä cuûa moät vaät trong heä Celcius vaø heä Fahrenheit. Ta bieát: C=0 khi F=32, vaø C=100 khi . Ta phaûi tính F töông öùng vôùi caùc GIAI TICH 1 - CHUONG 1 5 trò giaù C töø -20 ñeán 70.
  6. Ñaët C vaø F laø soá ño nhieät ñoä cuûa moät vaät trong heä Celcius vaø heä Fahrenheit. C F Ta bieát: C=0khiF=32, vaø C=100 khi . 100 212 Ta phaûi tính F töông öùng vôùi caùc trò giaù C töø -20 ñeán 70. C F CF 032 Ta ñeå yù 100 0 212 32 032 FC 32 Vaäy hay FC 18 32 180 100 10 C -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 F -4 5 14 23 32 41 50 59 68 77 86 95 C 40455055606570 GIAI TICH 1 - CHUONG 1 6 F 104 113 122 131 140 149 158
  7. A. TAÄP HÔÏP Trong vieäc moâ hình nhö ôû caùc thí duï treân, chuùng ta caàn quan taâm ñeán moät vaøi soá nguyeân (chöù khoâng phaûi taát caû caùc soá nguyeân). Trong caùc vaán ñeà khaùc cuõng vaäy, ta phaûi quan taâm ñeán moät soá söï vaät coù chung vaøi tính chaát naøo. Moät taäp theå moät soá caùc söï vaät nhö treân ñöôïc goïi laø moät taäp hôïp, vaø caùc söï vaät ñoù ñöôïc goïi chung moät teân laø “phaàn töû”cuûataäp hôïp ñoù . Thí duï : trong baøi tính soá caây phaûi troàng doïc theo caùc con ñöôøng, ta phaûi tìm lôøi giaûi trong taäp hôïp caùc soá nguyeân döông Õ GIAI TICH 1 - CHUONG 1 7
  8. Thí duï : Trong caùc baøi toaùn veà caùc chuyeån ñoäng chuùng ta quan taâm ñeán caùc yeáu toá thôøi gian, vaän toác vaø khoaûng ñöôøng di chuyeån, caùc yeáu toá naøy buoäc chuùng ta phaûi xeùt taäp hôïp caùc soá thöïc. Cho moät taäp hôïp E vaø moät phaàn töû x cuûa E (ôû ñaây x coù theå laø moät soá, moät ñieåm hoaëc moät döõ lieäu), luùc ñoù ta noùi x E . Duøng lyù thuyeát taäp hôïp chuùng ta coù theå dieãn taû deã daøng moät soá söï vieäc trong toaùn hoïc. Ngoaøi ra chuùng ta coù theå khaûo saùt cuøng moät luùc moät soá vaán ñeà khaùc bieät nhau baèng caùch söû duïng caùc khaùi nieäm veà taäp hôïp vaø aùnh xaï. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 8
  9. Thí duï. Ñeå xeùt caùc nghieäm cuûa phöông trình x3 + 4x2 - 5 = 0, Ta xaùc ñònh taäp hôïp E = x : x3 + 4x2 - 5 = 0. Ta coù caùc taäp hôïp thoâng duïng nhö taäp hôïp caùc soá nguyeân döông Õ = 1,2, 3, , taäp hôïp caùc soá nguyeân Ÿ = ,-3,-2,-1,0,1,2,3, , taäp hôïp caùc soá höõu tæ – = m : m Ÿ vaø n Õ , taäp hôïp caùc soá thöïc — , n taäp hôïp caùc soá phöùc ¬= x+iy : x vaø y trong — , taäp hôïp troáng  laø taäp hôïp khoâng chöùa phaàn töû naøo caû GIAI TICH 1 - CHUONG 1 9
  10. Ta thöôøng moâ hình taäp hôïp caùc soá thöïc — nhö laø taäp hôïp caùc ñieåm ôû treân moät ñöôøng thaúng D. Soá 0 ñöôïc gaùn cho moät ñieåm A treân ñöôøng D, moät soá thöïc döông x ñöôïc gaùn cho moät ñieåm M naèm phía beân phaûi A treân ñöôøng D vôùi khoaûng caùch AM = x, vaø moät soá thöïc aâm y ñöôïc gaùn cho moät ñieåm N naèm phía beân traùi A treân ñöôøng D vôùi khoaûng caùch NA = -y y 0 x N A M GIAI TICH 1 - CHUONG 1 10
  11. Naêm 1881, oâng John Venn (nhaø toaùn hoïc ngöôøi Anh) ñeà xuaát vieäc moâ hình moät taäp hôïp X nhö moät phaàn A cuûa maët phaúng giôùi haïn bôûi moät ñöôøng cong. X A Ta gaùn caùc phaàn töû cuûa X nhö laø caùc ñieåm ñöôïc ñaùnh daáu trong mieàn A . Tuy nhieân nhieàu luùc ta cöù moâ hình X nhö mieàn A, maø khoâng caàn ñaùnh daáu caùc ñieåm ñöôïc gaùn trongGIAI TICH A1 - CHUONG. 1 11
  12. Moâ hình taäp hôïp nhö oâng Venn laøm giaûn ñôn nhieàu baøi toaùn, thí duï moät mieàn A trong maët phaúng coù theå moâhìnhmoättaäphôïpX coù vaøi phaàn töû hoaëc taäp hôïp coù raát nhieàu phaàn töû nhö —. ÔÛ ñaây chuùng ta thaáy toaùn hoïc nhìn söï vaät theo nhieàu caùch, neáu theo moät caùch naøo ñoù, X vaø — chæ ñöôïc nhìn theo yù nghóa taäp hôïp, thì chuùng coù theå ñöôïc ñoái söõ nhö nhau vaø moâ hình nhö nhau! Chuùng ta seõ thaáy nhôø tính ñoàng nhaát hoùa nhöõng söï vieäc khaùc nhau nhö vaäy, trong toaùn coù theå coù caùc khaùi nieäm chung cho caùc söï vaät ñoù nhö : phaàn giao, phaàn hoäi cuûa caùc taäp hôïp . GIAI TICH 1 - CHUONG 1 12
  13. Cho hai taäp hôïp A vaø B. Ta ñaët E = x : x A vaø x B , E laø phaàn giao cuûa A vaø B vaø kyù hieäu laø A B F = x : x A hoaëc x B , F laø phaàn hôïp cuûa A vaø B vaø kyù hieäu laø A B. AB GIAI TICH 1 - CHUONG 1 13
  14. yx=cos yx = sin X A B C 0 6 5 Y D E F Ñaët X vaø Y laø caùc ñoà thò cuûa caùc haøm soá y = cos x vaø y = sin x , vôùi x [0,6 ]. Luùc ñoù XY laø taäp hôïp goàm caùc ñieåm A , B, C, D, E vaø F. Caùc ñieåm chung GIAI TICH 1 - CHUONG 1 14 cuûa caùc ñöôøng thöôøng ñöôïc goïi laø giao ñieåm.
  15. Thi duï : Ñaët A = {x — : sin x = 0} vaø B = {x — : 2x2 + x-1 = 0}. AB laø taäp hôïp caùc nghieäm cuûa heä phöông trình sinx 0, 2 210.xx AB laø taäp hôïp caùc nghieäm cuûa phöông trình (2x2 + x-1 ) sin x = 0 GIAI TICH 1 - CHUONG 1 15
  16. Cho hai taäp hôïp A vaø B. Ta ñaët G = x : x A vaø x B . Ta kyù hieäu G laø A \ B . A \ B GIAI TICH 1 - CHUONG 1 16
  17. Ñònh nghóa. Cho hai taäp hôïp A vaø B. Ta noùi A vaø B rôøi nhau neáu vaø chæ A B neáu A B = f, A chöùa trong B neáu vaø chæ neáu moïi phaàn töû cuûa B A ñeàu thuoäc B (luùc ñoù ta noùi A laø taäp con cuûa B vaø A kyù hieäu A  B) A baèng B neáu vaø chæ neáu A  B vaø B  A , luùc ñoù ta kyù hieäu A = B. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 17
  18. Neáu A  B,tagoïiB \ A laø phaàn buø cuûa A trong B. B B \ A A Cho A laø moät taäp hôïp, ta ñaët P (A) laø taäp hôïp taát caû caùc taäp hôïp con cuûa A. Thí duï : A = { 2 , a , }, luùc ñoù P (A) = { ,{2},{a},{ },{2,a},{2, }, {a, },{2,a, }} GIAI TICH 1 - CHUONG 1 18
  19. Thí dụ . Gọi A laø tậphợptấtcả caùc linh kiện trong mộtcửa haøng maùy tính trong moät ngaøy naøo ñoù. Moät maùy tính ñöôïc laép raùp baèng caùc linh kieän naøy coù theå coi nhö moät taäp con cuûa A, hay laø moät phaàn töû trong P(A). Ñaët M laø taäp hôïp caùc maùy tinh ñöôïc laép raùp vaø baùn ra trong ngaøy hoâm ñoù. Luùc ñoù M laø moät taäp con cuûa P(A). Thí duï. Ñaët A = {0,1,2, . . .,9}. Luùc ñoù {1,9,2,4} laø moät taäp con cuûa A, nhöng soá 1924 khoâng phaûi laø moät taäp con cuûa A. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 19
  20. Ñeå khaûo saùt thieát keá heä thoáng maùy laïnh trong giaûng ñöôøng naøy, chuùng ta ño nhieät ñoä taïi moät soá vò trí trong giaõng ñöôøng naøy (goïi A laø taäp hôïp caùc vò trí ñoù) taïi moät soá thôøi ñieåm töø 7.00 giôø saùng ñeán 6.00 giôø chieàu trong moät ngaøy naøo ñoù. Luùc ñoù chuùng ta quan taâm cuøng moâït luùc ñeán hai taäp hôïp : A vaø [6,18] (caùc thôøi ñieåm maø ta ño nhieät ñoä). Ta moâ hình vieäc naøy baèng toaùn nhö sau. Ñònh nghóa. Cho A vaø B laø hai taäp hôïp, ta ñaët tích cuûa A vaø B laø hoï taát caû caùc caëp (x,y) vôùi moïi x A vaø y B vaø kyù hieäu noù laø A B. Thí duï: A = { 2 , } vaø B = {@,#,&}, luùc ñoù A B = {(2, @), (2, #), (2, &), ( , @), ( , #), ( , &)} B A = {(@, 2), (@, GIAI ), TICH (# 1, -2 CHUONG), (# 1, ), (&, 2), (&, ) 20 }
  21. Thí duï: A = { 2 , } vaø B = {@,#,&}, luùc ñoù A B = {(2, @), (2, #), (2, &), ( , @), ( , #), ( , &)} B A = {(@, 2), (@, ), (#, 2), (#, ), (&, 2), (&, ) } A B 2 • @ # & B A & (,2 & )(•,)& • (,@ •) (,# •) (,& •) # (,)2 # (•,)# 2 (,)@ 2 (,)# 2 (,)& 2 ) •,) @ (,2 @ ( @ GIAI TICH 1 - CHUONG 1 21
  22. Thí duï: C = { m , n } vaø D = {a,i,oâ}, luùc ñoù D C = {(a,m), (a, n), (i, m), (i,n), (oâ,m), (oâ,n) } C D = {(m,a), (m,i), (m,oâ), (n,a), (n,i), (n,oâ)} D C a m n i oâ D C a ma na m am im oâm i mi ni n an in oân oâ mâoâ noâ GIAI TICH 1 - CHUONG 1 22
  23. Thí duï: C = { 1 , 2 } vaø D = {-1,-2,-3}, luùc ñoù C D = {(1,-1), (1,-2), (1,-3), (2,-1), (2,-2), (2,-3)} D C = {(-1, 1), (-1,2), (-2,1), (-2,2), (-3,1), (-3,2) } GIAI TICH 1 - CHUONG 1 23
  24. Duøng bieåu dieån theo tích Descartes ()b,d d d []x[d]a,b c, c ()a,c c a b a b Neáu B = A, ta thöôøng kyù hieäu A A M laø A2. Luùc ñoù A2 laø hoï taát caû caùc caëp 2 (x,y) vôùi moïi x A vaø y A, ta phaûi löu 1 N yù trong tröôøng hôïp naøy laø (x,y)coù theå khaùc (y,x), thí duï nhö M =(1,2) 0 1 2 khaùc N = (2,1) trongGIAI TICH—2 1. - CHUONG 1 24
  25. Coù hai baøi toaùn cô baûn lieân quan ñeán taäp hôïp : xaùc ñònh moät taäp hôïp vaø chöùng minh taäp hôïp naøy chöùa trong moät taäp hôïp khaùc. Chuùng ta xem caùc phöông phaùp thoâng duïng sau ñaây duøng ñeå giaûi quyeát caùc vaán ñeà naøy . A.1. Xaùc ñònh moät taäp hôïp Ñeåxaùcñònhmoättaäphôïp E ta coù caùc phöông phaùp sau : Lieät keâ taát caû caùc phaàn töû cuûa E Ñònh nghóa laïi taäp hôïp E moät caùch giaûn dò hôn Duøng ñoà hoïa ñeå dieãnGIAI TICH taû 1 - CHUONG taäp hôïp1E 25
  26. Lieätkeâtaátcaû caùc phaàntöûcuûa E Thí duï. Xaùc ñònh caùc taäp hôïp : F = x Õ : 4x 4 -4x 3 - x 2 + x = 0 , G = x Ÿ : 4x 4 - 4x 3 - x 2 + x = 0 , H = x – : 4x 4 - 4x 3 - x 2 + x = 0 , K = x — : 4x 4 - 4x 3 - x 2 + x = 0 . 4x 4 - 4x 3 - x 2 + x = x(x - 1)(2x - 1)(2x +1) Phöông trình 4x 4 - 4x 3 - x 2 + x = 0 coù caùc 1 1 nghieäm x = 0, 1 , , . 2 2 F = 1 , G = 0, 1 , 1 1 1 1 H = 0, 1, ,  GIAIvaø TICH 1K - CHUONG = 10, 1, , . 26 2 2 2 2
  27. Ñònh nghóa laïi taäp hôïp E moät caùch giaûn dò hôn Thí duï. Cho A vaø B laø hai ñieåm trong moät maët phaúng P. Xaùc ñònh taäp hôïp E = M P :=AMB 90o . Ñaët O laø trung ñieåm cuûa AB. Duøng caùc keát quaû trong hình hoïc phaúng ta thaáy E laø ñöôøng troøn taâm O baùn kính OA ôû trong P hay E = M P : OM = OA . Thí duï. Xaùc ñònh taäp hôïp E = x — : x2 +x - 2<0 Duøng phöông phaùp xeùt daáu cuûa tam thöùc baäc hai ta coù x2 + x - 2= (x - 1)(x +2 ) < 0 -2 < x < 1 . Vaäy E laø khoaûng môû (-2, 1) GIAI TICH 1 - CHUONG 1 27
  28. Duøng ñoà hoïañeå dieãn taû taäphôïp E Thí duï. Xaùc ñònh taäp hôïp x E = (x,y) — — :2x > y >vaøy - 2<-x  2 Duøng phöông phaùp giaûi heä baát phöông trình baäc moät ôû chöông 2 trình trung hoïc ta thaáy E laø mieàn 1 tam giaùc ñöôïc toâ maøu vaøng trong 0 hình veõ. 1 2 GIAI TICH 1 - CHUONG 1 28
  29. A.2. Chöùng minh taäphôïpA chöùa trong taäphôïpB Cho hai taäp hôïp E vaø F, ñeå chöùng minh E  F, ta coù theå laøm nhö sau Cho x trong E , chöùng minh x thuoäc F Baøi toaùn 1. Cho A, B vaø C laø ba taäp hôïp sao cho A  B vaø B  C. Chöùng minh A  C. Cho x trong A , chöùng minh x thuoäc C Cho x trong A , ta coù x thuoäc B Cho x trong B , ta coù x thuoäc C Vôùi A={oâng Socrate}, B laø taäp hôïp taát caû loaøi ngöôøi, vaø C laøtaäphôïpcaùcsinhvaätcoùñôøisoánghöõuhaïn. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 29 Chöùng minh treân laø maåu cuûa tam ñoaïn luaän Aristot.
  30. B.Quan heä trong moät taäphôïp Trong caùc ñoäng cô nhieät hay ñoäng cô noå chuùng ta caàn caùc heä thoáng piston vaø cylinder, kích côû cuûa piston phaûi töông thích vôùi kích côû cuûa cylinder : kích côû cuûa piston phaûi nhoû hôn haün kích côû cuûa cylinder, ñeå piston coù theå chuyeån ñoäng vôùi ma saùt nhoû trong vaän toác nhanh trong cylinder, nhöng khoâng ñöôïc quaù nhoû ñeå coù theå taïo löïc neùn trong cylinder. Ta coù theå moâ hình toaùn hoïc nhö sau: goïi r laø ñöôøng kính cuûa loøng trong cylinder vaø s ñöôøng kính cuûa piston, ta phaûi coù 0,998r s 0,999r. Nhö vaäy chuùng ta caàn moät quan heä thöù töï treân —. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 30
  31. Trong noâng laâm ngö nghieäp chuùng ta thaáy coâng vieäc thöôøng tuøy vaøo thôøi vuï, thí duï khoâng theå troàng luùa vaøo caùc muøa quaù khoâ haïn ñöôïc. Ñeå moâ hình caùc vaán ñeà naøy chuùng coù theå laøm nhö sau: neáu laáy ñôn vò laø thaùng, vaø m vaøn laø hai thaùng cho khôûi söï moät loaïi thôøi vuï, ta phaûi coù moät soá nguyeân (döông hay aâm k sao cho n – m = 12k. Nhö vaäy chuùng ta phaûi xeùt moät quan heää töông ñöông treân taäp hôïp  : n  m neáu vaø chæ neáu coù k Ÿ ñeå cho n – m = 12k GIAI TICH 1 - CHUONG 1 31
  32. Cho A laø moät taäp theå nho nhoû naøo ñoù cuûûa loaøi ngöôøi. Trong taäp hôïp A coù theå coù caùc moái lieân heä khaùc nhau, coù theå coâ x vaø anh y trong taäp theå A naøy coù dính daùng vôùi nhau trong moái lieân heä naøy nhöng chaúng dính daùng vôùi nhau trong quan heä khaùc. Ñeå moâ hình moät moái lieân heä trong taäp A, ta laøm nhö sau: neáu a vaø b lieân heä vôùi nhau, ta chaám ñieåm (a,b) leân treân taäp tích A×A. Nhövaäymoätmoáilieânheätrong A coù theå moâ hình baèng moät taäp con trong A×A GIAI TICH 1 - CHUONG 1 32
  33. Ñònh nghóa. Cho moät taäp hôïp A khaùc troáng vaø cho B laø moät taäp con khaùc troáng trong A A. Ta noùi x R y neáu vaø chæ neáu (x,y) B . Luùc ñoù ta goïi R laø moät quan heä trong A. ()a,b B b ()a,b b B a B a b a  a  a     B={(x,y) : x<y} B={(x,y) : x y} B={(x,y) : x= y} GIAI TICH 1 - CHUONG 1 33 a R b a < b a R b a b a R b a = b
  34.  B  B  B    a R b |a|=|b| a R b |a|<|b| a R b |a| < b  1  1 B B 1 1 -1   -1 -1 2 2 a R b ||ab 1 GIAI TICH 1 - CHUONGa R 1b ab 1 34
  35. Trong thöïc teá ta haàu nhö khoâng nhaéc ñeán taäp B khi ñònh nghóa moät quan heä. Thí duï cho X laømoättaäphôïp khaùc troáng. Ñaët A laø P(X), hoï caùc taäp hôïp con cuûa X. Ta coù theå ñaët quan heä sau ñaây : C R D C  D Quan heä R töông öùng taäp B = (C,D) A A : C D Tuy nhieân, vôùi  ñònh nghóa quan heä B baèng caùc taäp hôïp B (2,1) trong A A, ta coù 1 caùc quan heä khoâng 0 1 2  thoâng thöôøng. a R b GIAI TICH 1 - CHUONG 1 35  m  , a = b + m
  36. Quan heä R ñoáixöùng neáuvaø chæ neáu“x Rythì y R x” B  ()a,b B b B a ()b,a   a b    a R b a = b a R b |a|=|b| a R b a b ñoái xöùng ñoái xöùng khoâng ñoái xöùng Ñeå cho quan heä R ñoái xöùng , ta thaáy B phaûi ñoái xöùng qua ñöôøng cheùoGIAI cuûa TICH 1 A- CHUONG A . 1 36
  37. Quan heä R phaûnxaï neáuvaø chæ neáu “x R x vôùi moïi x A”  B b (,)ab  B B -2 a    (-2,-2)  -2 a R b |a|=|b| a R b a b a R b |a| < b phaûn xaï phaûn xaï khoâng phaûn xaï Ñeå cho quan heä R phaûn xaï , ta thaáy B phaûi chöùa ñöôøng cheùo cuûa A A . GIAI TICH 1 - CHUONG 1 37
  38. Quan heä R phaûnñoáixöùngneáuvaø chæ neáu “xRyvaøy R x thì x = y” ()x,y  y (2,3) ()y,x 3 B x 2 (3,2) B x y  0 2 3   a R b a b a R b m  , a = b + m phaûn ñoái xöùng khoâng phaûn ñoái xöùng Ñeå cho quan heä R phaûn ñoái xöùng , ta thaáy BB’ phaûi chöùa trong ñöôøng cheùo cuûa A A , ôû ñaây B’ laø GIAI TICH 1 - CHUONG 1 38 ñoái xöùng cuûa B qua ñöôøng cheùo cuûa A A .
  39. Quan heä R truyeàn neáuvaø chæ neáu “ x R y vaø y R z thì x R z” (x,z) (y,z) z B a R b a b ()y,z x,z truyeàn z () 2 B x y a R b ||ab 1 y x y 0 (x,y) khoâng truyeàn y ()x,y c R truyeàn trong b tröôøng hôïp B coù B tính chaát nhö sau GIAI TICH 1 - CHUONGa 1b 39
  40. Quan heä R toaønphaàn neáuvaø chæ neáu“vôùimoïi x vaø y trong A thì hoaëc x R y hoaëc y R x” b (,)ab 2,6 (1,2,6) B (2,6,1) 1 B  a  1 2,6   a b m  a R b a b R , toaøn phaàn a = b + m khoâng toaøn phaàn Ñeå cho quan heä R toaøn phaàn , ta thaáy BB’ phaûi baèng A A , ôû ñaây B’ laø ñoái xöùng cuûa B qua ñöôøng cheùo cuûa A A . GIAI TICH 1 - CHUONG 1 40
  41. Quan heä R laø moät quan heä thöùtöï neáuvaø chæ neáu R phaûn xaï, phaûn ñoái xöùng vaø truyeàn. b (,)ab b (,)ab 3  B B B 2 1 a a   0123   a R b a < b a R b a b a R b m  khoâng laø laø a = b + m quan heä thöù töï quan heä thöù töï khoâng laø quan heä thöù töï GIAI TICH 1 - CHUONG 1 41
  42. Quan heä R laø moät quan heä thöùtöïtoaøn phaàn neáu vaø chæ neáu R phaûn xaï, phaûn ñoái xöùng, truyeàn vaø toaøn phaàn. b (,)ab B B (-1,2) 2B a  2 -1   -1 (2,-1)  a b a b a R b a b R = laø hoaëc 0 a b laø quan heä thöù töï quan heä thöù töï toaøn phaàn khoângGIAI TICH 1 - CHUONGtoaøn 1 phaàn 42
  43. Quan heä R laø moät quan heä töông ñöông neáuvaø chæ neáu R phaûn xaï, ñoái xöùng vaø truyeàn   3  B B 2 B 2 (2,2) 1 0123   2  a R b a R b |a|=|b| a R b a=-b  m  , laø moät quan heä khoâng laø moät a = b + m töông ñöông quan heä töông laø moät quan ñöông heä töông ñöông GIAI TICH 1 - CHUONG 1 43
  44. C. Meänh Ñeà toaùnhoïc Sau khi moâ hình toaùn hoïc, chuùng phaûi rôøi boû khung trôøi thöïc tieån vaø böôùc vaøo theá giôùi toaùn hoïc, ôû ñoù chuùng ta phaûi duøng ngoân ngöõ ñaëc thuø toaùn hoïc. Moät meänh ñeà P coù yù nghóa toaùn hoïc neáu vaø chæ neáu hoaëc laø P ñuùng hoaëc laø P sai (nghóa laø khoâng coù tröôøng hôïp P vöøa ñuùng vöøa sai cuõng nhö khoâng coù tröôøng hôïp P vöøa khoâng ñuùng vöøa khoâng sai) Cho x — vaø ñaët P laø “x7 + x +7=0”, thì P laø moät meänhñeàtoaùnhoïc. Cho  laø moät soá thöïc döông, cho x vaøy trong — vaø GIAI TICH 1 - CHUONG 1 44 ñaët P laø “|y –x |<”,thìP laø moät meänh ñeà toaùn hoïc.
  45. Xeùt meänh ñeà R laø“Toâi noùi doái”. Meänh ñeà R khoâng theå ñuùng ( vì neáu ñuùng thì toâi ñang noùi moät söï thaät, laøm sao maø noùi doái ñöôïc) Meänh ñeà R cuõng khoâng sai ( vì neáu noù sai, thì toâi khoâng noùi doái, vaø caâu noùi “Toâi noùi doái” phaûi laø söï thaät vaø phaûi ñuùng). Neáu P laø moät meänh ñeà toaùn hoïc thì meänh ñeà “P sai” cuõng laø moät meänh ñeà toaùn hoïc vaø ta kyù hieäu noù laø ~P. Ta goïi ~P laø phuû ñònh cuûa P. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 45
  46. Cho A laø moät taäp hôïp. Ta kyù hieäu “vôùi moïi phaàn töû x trong A” laø “  x A” , “coù moät phaàn töû x trong A” laø “  x A” . Ta thöû xem taùc ñoäng cuûa phuû ñònh ñeán  vaø  : Q : “  x A thì P ñuùng ñoái vôùi x ”. ~Q : “ x A sao cho ~P ñuùng ñoái vôùi x ”. Cho A laø moät taäp con cuûa — , vaø P laø “ § 4 “ Q : “  x A thì x § 4 ”. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 46 ~Q : “ x A sao cho x > 4 ”.
  47. R : “  x A sao cho P ñuùng ñoái vôùi x ” ~ R : “  x A thì ~P ñuùng ñoái vôùi x ” Cho A laø moät taäp con cuûa — , vaø P laø “ < 4 “ R : “  x A thì x < 4 ”. ~R : “ x A sao cho x ¥ 4 ”. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 47
  48. S : “  x A sao cho P(x) ñuùng ñoái vôùi z ,  z B ” ÔÛ ñaây P(x) laø moät meänh ñeà ñöôïc xaùc ñònh tuøy theo caùc giaù trò cuûa x ~S :“ x A  z B sao cho ~P(x ) ñuùng ñoái vôùi z” Cho B laø moät taäp khaùc troáng trong — , A = [0 , 1] vaø P(x) laø “ < x “ S : “  x A sao cho z < x ,  z B ” ~S : “  x A  z B sao cho z ¥ x” GIAI TICH 1 - CHUONG 1 48
  49. T : “ x A,  y B sao cho P(x) ñuùng ñoái vôùi z ,  z C(y) ” ÔÛ ñaây C(y) laø moät taäp hôïp ñöôïc xaùc ñònh tuøy theo caùc giaù trò cuûa y ~T :“  x A sao cho  y B,  z C(y)ñeåcho ~P(x) ñuùng ñoái vôùi z .” GIAI TICH 1 - CHUONG 1 49
  50. Caùch vieát moät meänh ñeà U thaønh daïng cô baûn É Ñeå yù ñeán caùc cuïm töø “vôùi moïi” vaø “coù moät” ôû trong U, vaø vieát chuùng thaønh moät trong boán daïng neâu treân. Neáu caàn ta ñaët theâm caùc taäp hôïp môùi. Cho caùc taäp hôïp C, D, E, F vaø G , ta ñaët A = C D vaø B = E F G vaø vieát “ x C,  y D” thaønh “ (x,y) A” . “ u E,  v F vaø  t G” thaønh “ (u,v,t) B” É Gom caùc meänh ñeà toaùn coøn laïi trong U thaønh moät meänh ñeà P. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 50 É Vieát U thaønh caùc daïng cô baûn ôû treân.
  51. Caùch phuû ñònh caùc meänh ñeà ôû daïng cô baûn ñoåi  thaønh  ñoåi  thaønh  ñoåi P thaønh ~P ñeå nguyeân “ ” ñeå nguyeân “ñuùngvôùi” GIAI TICH 1 - CHUONG 1 51
  52. Baøi toaùn2. Vieát meänh ñeà sau ñaây ra daïng cô baûn : “ vôùi moïi soá thöïc döông  coù moät soá nguyeân N sao cho | am- an| <  vôùi moïi soá nguyeân döông m vaøn ¥ N ” Töøñoùsuyraphuûñònhcuûacaâutreân.   (0, ).  N Õ sao cho | am- an| <  " m vaø n ¥ N P( ) laø : “| am- an | <  ”   (0, ),  N Õ sao cho P( ) ñuùng vôùi moïi m , n k Õ : k ¥ N  GIAI TICH 1 - CHUONG 1 52
  53. P( ) laø : “| am- an | <  “   (0, ),  N Õ sao cho P( ) ñuùng vôùi moïi m , n k Õ : k ¥ N  C(N)= k Õ : k ¥ N  k Õ : k ¥ N    (0, ),  N Õ sao cho P( ) ñuùng vôùi (m, n)  (m, n) C(N)   (0, ) sao cho  N Õ ,  (m , n) C(N) ñeå cho ~P( )GIAI TICHñuùng 1 - CHUONG vôùi 1 (m, n) 53
  54. P( ) laø : “| am- an | <  ”   (0, ) sao cho  N Õ ,  (m, n) C(N) ñeå cho ~P( ) ñuùng vôùi (m, n) ~P( ) laø “ | am- an | ¥  ”   (0, ) sao cho  N Õ ,  (m, n) C(N) ñeå cho | am- an | ¥  coù moät soá thöïc döông  sao cho vôùi moïi soá nguyeân döông N coù m vaø n ¥ N ñeå cho | am-GIAIa TICHn | ¥1 - CHUONG 1 54
  55. Baøi toaùn3.Vieát meänh ñeà sau ñaây ra daïng cô baûn : “ coù moät soá thöïc döông M sao cho vôùi moïi x A ta coù x § M ”. Suyraphuûñònhcuûanoù. P(M ) laø “x § M ”  M (0, )saocho x A thì P(M) ñuùng ñoái vôùi x  M (0, ),  x A ñeå cho ~ P(M) ñuùng ñoái vôùi x ~ P (M ) laø “x > M ” GIAI TICH 1 - CHUONG 1 55  M (0, ) ,  x A ñeå cho x > M
  56. Caùcmeänh ñeà coù “vaø” hay “hoaëc” vaø phuû ñònh cuûa chuùng P laø “ R vaø S ” ~P laø “ ~R hoaëc ~S ” Q laø “ R hoaëc S ” ~Q laø “~R vaø ~S” P laø “ x <5vaø y 9” ~P laø “ x 5 hoaëc y <9 ” GIAI TICH 1 - CHUONG 1 56
  57. Caùc töông quan suy luaän ,  , giaû söû P ñuùng thì Q phaûi ñuùng neáu P ñuùng thì Q phaûi ñuùng Q ñuùng khi P ñuùng Taátcaûcaùccaâunaøyñeàucoùcuøngmoätnghóa P Q Q  P Neáu “P Q” vaø “Q P” ta noùi P vaø Q töông ñöông vôùi nhau P GIAI QTICH 1 - CHUONG 1 57
  58. Phaûn chöùng ñeå chöùng minh “P ñuùng”. ta chæ caàn chöùng minh ~P khoâng theå naøo ñuùng ñöôïc Giaû söû ~P ñuùng, coi nhö ñaây laø moät giaû thieát cuûa baøi toaùn. Giaû thieát môùi naøy thöôøng ñöôïc goïi laø giaû thieát phaûn chöùng. Keát hôïp giaû thieát môùi vôùi caùc giaû thieát cho saün cuûa baøi toaùn chuùng ta coá tìm ra moät ñieàu maâu thuaãn vôùi caùc giaû thieát cho saün cuûa baøi toaùn hoaëc maâu thuaãn vôùi caùc ñònh nghóa hoaëc caùc keát quaû coù töø tröôùc. GIAI TICH 1 - CHUONG 1 58
  59. Baøi taäp. Cho A laø moät taäp hôïp . Chöùng minh «  A Ta duøng phaûn chöùng. Giaû söû “«  A” sai Ta phuû ñònh “«  A” “«  A” “ x « : x A” Phuû ñònh “«  A” “ x « : x A” Vaäy giaû thieát phaûn chöùng cuûa chuùng ta laø : coù x « sao cho x A. Vieäc x « maâu thuaãn vôùi ñònh nghóa cuûa taäp troáng Vaäy giaû thieát phaûn chöùng khoâng theå ñuùng, noù phaûi sai, do ñoù «  A GIAI TICH 1 - CHUONG 1 59
  60. Chöùng minh baèng ñaûo ñeà Ñeå chöùng minh “P Q” ta coù theå chöùng minh “~Q ~P” Cho a vaø b laø hai soá thöïc döông sao cho a < b. Chöùng minh ab P laø “a < b “ vaø Q laø “”ab “P Q ~Q ~P ab fl a ¥ b GIAI TICH 1 - CHUONG 1 60
  61. ab fl a ¥ b Ñaët c =vaøa d =.b a = c2 vaø b = d 2 c ¥ d fl c2 ¥ d 2 c2 cd cd d2 GIAI TICH 1 - CHUONG 1 61