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aritmetica: complementi e leggi di de morgan
This commit is contained in:
@@ -38,7 +38,30 @@ insiemi: $\bigcap_{t \in T} A_t = \{x \mid (\forall t \in T \mid x \in A_t)\}$.
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In modo opposto all'unione, l'intersezione è tale per cui $A \subseteq B \rightarrow
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A \cap B = A$ (in particolare, $A \cap \emptyset = \emptyset$).
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\section{L'operazione di sottrazione}
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\subsection{Relazioni tra l'operazione di intersezione e di unione}
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Si può facilmente dimostrare la seguente relazione, valida per qualunque scelta
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di insiemi $A$, $B$ e $C$: $(A \cup B) \cap C = (A \cap C) \cup (B \cap C)$.
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\begin{proof}
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Prima di tutto, un elemento di entrambi i due insiemi appartiene obbligatoriamente a $C$:
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nel caso del primo membro, il motivo è banale; riguardo al secondo membro, invece, ci accorgiamo
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che esso appartiene almeno a uno dei due insiemi dell'unione, riconducendoci a un'intersezione
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con l'insieme $C$.
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Ogni elemento di $(A \cup B) \cap C$ appartiene inoltre ad almeno $A$ o $B$, e quindi,
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appartenendo anche a $C$, appartiene a $A \cap C$ o $B \cap C$, e quindi a $(A \cap C) \cup (B \cap C)$.
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Pertanto $(A \cup B) \cap C \subseteq (A \cap C) \cup (B \cap C)$.
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In direzione opposta, ogni elemento di $(A \cap C) \cup (B \cap C)$ appartiene almeno
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ad uno di dei due insiemi dell'unione. Per appartenere all'intersezione, tale elemento
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appartiene ad almeno $A$ o $B$; e quindi appartiene ad $A \cup B$. Appartenendo anche a $C$,
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appartiene anche $(A \cup B) \cap C$. Quindi $(A \cap C) \cup (B \cap C) \subseteq (A \cup B) \cap C$.
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Valendo l'inclusione in entrambe le direzioni, $(A \cup B) \cap C = (A \cap C) \cup (B \cap C)$.
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\end{proof}
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\section{L'operazione di sottrazione e di complemento}
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L'operazione di sottrazione su due insiemi $A$ e $B$ è definita come
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$A \setminus B = \{x \mid x \in A \land x \notin B\}$. Si può facilmente
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@@ -57,6 +80,53 @@ verificare che $A = (A \cap B) \cup (A \setminus B)$.
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In particolare, se $B \subseteq A$, $A \setminus B$ si dice \textbf{complemento di $B$ in $A$}.
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L'operazione di complemento viene indicata con $A'$ qualora sia noto l'universo di riferimento $U$
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per cui $A' = U \setminus A$.
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\subsection{Le leggi di De Morgan}
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Si possono dimostrare le seguenti proprietà:
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\begin{itemize}
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\item $(A \cup B)' = A' \cap B'$
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\item $(A \cap B)' = A' \cup B'$
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\end{itemize}
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\begin{proof}[Prima legge di De Morgan]
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Un elemento che appartiene a $(A \cup B)'$ non appartiene né a $A$ né a $B$, e quindi
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appartiene sia a $A'$ che a $B'$, pertanto anche alla loro intersezione $A' \cap B'$
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[$(A \cup B)' \subseteq A' \cap B'$].
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Allo stesso modo, un elemento di $A' \cap B'$ non appartiene né ad $A$ né a $B$, e quindi
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non appartiene ad $A \cup B$, appartenendo dunque a $(A \cup B)'$
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[$A' \cap B' \subseteq (A \cup B)'$]. Pertanto $(A \cup B)' = A' \cap B'$.
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\end{proof}
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\begin{proof}[Seconda legge di De Morgan]
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Un elemento che appartiene a $(A \cap B)'$ può appartenere al più ad $A$ o esclusivamente
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a $B$; pertanto appartiene ad almeno $A'$ o $B'$, e qunidi alla loro unione
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[$(A \cap B)' \subseteq A' \cup B'$].
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Allo stesso modo, un elemento di $A' \cup B'$ appartiene ad almeno $A'$ o $B'$, e quindi
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non può appartenere a entrambi $A$ e $B$, appartenendo dunque a $(A \cap B)'$
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[$A' \cup B' \subseteq (A \cap B)'$]. Pertanto $(A \cap B)' = A' \cup B'$.
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\end{proof}
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\subsection{La logica affrontata con gli insiemi}
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In modo veramente interessante, ogni operatore logico segue la logica
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dell'insiemistica (e viceversa); laddove l'operatore $\cup$ (o $\cap$) ha una certa proprietà,
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la soddisfa anche $\lor$ (o $\land$).
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Quindi valgono tutte le leggi sopracitate:
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\begin{itemize}
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\item $(a \lor b) \land c = (a \land c) \lor (b \land c)$
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\item $(a \land b) \lor c = (a \lor c) \land (b \lor c)$
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\item $\lnot (a \land b) = \lnot a \lor \lnot b$
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\item $\lnot (a \lor b) = \lnot a \land \lnot b$
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\end{itemize}
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\section{Il prodotto cartesiano}
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Il prodotto cartesiano di una famiglia ordinata di insiemi $F$ con un certo insieme
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Binary file not shown.
@@ -32,6 +32,10 @@
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\let\exists\undefined
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\DeclareMathOperator{\exists}{\oldexists}
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\let\oldlnot\lnot
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\let\lnot\undefined
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\DeclareMathOperator{\lnot}{\oldlnot}
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\let\oldemptyset\emptyset
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\let\emptyset\varnothing
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