Sari la conținut
La Liceu
Numere

Intervale numerice; intersecția și reuniunea intervalelor

Lecția 2 din 21≈ 4 min de citit

Un interval este o submulțime specială a mulțimii numerelor reale R\mathbb{R}, formată din toate numerele reale cuprinse între două numere date aa și bb (cu a≤ba \le b), numite capetele intervalului. După cum capetele sunt sau nu incluse, deosebim patru tipuri de intervale mărginite:

  • Interval închis: [a,b]={x∈R∣a≤x≤b}[a,b] = \{x \in \mathbb{R} \mid a \le x \le b\} — ambele capete sunt incluse; pe axă se marchează cu puncte pline în aa și bb.
  • Interval deschis: (a,b)={x∈R∣a<x<b}(a,b) = \{x \in \mathbb{R} \mid a < x < b\} — niciun capăt nu este inclus; pe axă se marchează cu puncte goale (cerculețe) în aa și bb.
  • Interval semideschis la dreapta: [a,b)={x∈R∣a≤x<b}[a,b) = \{x \in \mathbb{R} \mid a \le x < b\} — aa este inclus, bb nu.
  • Interval semideschis la stânga: (a,b]={x∈R∣a<x≤b}(a,b] = \{x \in \mathbb{R} \mid a < x \le b\} — bb este inclus, aa nu.

Dacă a=ba = b, intervalul închis [a,a]={a}[a,a] = \{a\} conține un singur element, iar intervalele deschise sau semideschise cu a=ba = b sunt mulțimea vidă (de exemplu (a,a)=∅(a,a) = \emptyset).

Pe lângă intervalele mărginite, există și intervale nemărginite, care au drept capăt simbolurile −∞-\infty sau +∞+\infty — acestea nu sunt numere reale, ci notează faptul că intervalul se prelungește la nesfârșit într-o direcție; capătul dinspre infinit este întotdeauna exclus (paranteză rotundă, niciodată paranteză dreaptă):

  • [a,+∞)={x∈R∣x≥a}[a, +\infty) = \{x \in \mathbb{R} \mid x \ge a\}
  • (a,+∞)={x∈R∣x>a}(a, +\infty) = \{x \in \mathbb{R} \mid x > a\}
  • (−∞,a]={x∈R∣x≤a}(-\infty, a] = \{x \in \mathbb{R} \mid x \le a\}
  • (−∞,a)={x∈R∣x<a}(-\infty, a) = \{x \in \mathbb{R} \mid x < a\}
  • (−∞,+∞)=R(-\infty, +\infty) = \mathbb{R}

Intersecția și reuniunea intervalelor. Fiind mulțimi, intervalelor li se aplică operațiile de intersecție și reuniune. Intersecția a două intervale este porțiunea comună; ea poate fi un interval sau mulțimea vidă, dacă intervalele nu se suprapun deloc. Reuniunea a două intervale este tot un interval dacă acestea se suprapun sau au (cel puțin) un capăt comun; în caz contrar, dacă între ele rămâne un „gol”, reuniunea este o mulțime formată din două intervale disjuncte, notată cu simbolul ∪\cup.

De exemplu, pentru A=[1,5]A = [1,5] și B=(3,8)B = (3,8): A∩B=(3,5]A \cap B = (3,5] (numerele strict mai mari decât 33 și cel mult egale cu 55), iar A∪B=[1,8)A \cup B = [1,8), deoarece cele două intervale se suprapun pe (3,5](3,5], deci reuniunea este un interval unic, de la cel mai mic capăt inclus (11) până la cel mai mare capăt (88, neinclus).

În schimb, pentru C=[0,2]C = [0,2] și D=[5,7]D = [5,7], care nu au niciun element comun, C∩D=∅C \cap D = \emptyset, iar C∪D=[0,2]∪[5,7]C \cup D = [0,2] \cup [5,7] rămâne o reuniune de două intervale disjuncte, care nu poate fi scrisă ca un singur interval.

La determinarea capătului comun într-o intersecție sau reuniune, se compară mai întâi capetele numeric, iar tipul parantezei (inclus sau exclus) se stabilește separat, analizând din care interval original provine acel capăt.

Formule

Exemple rezolvate

Greșeli frecvente

Ai terminat lecția