Ay01
Ay01
Ay01
Axiomas de Cuerpo de R
Miércoles 18 y Miércoles 25 de Abril
Operaciones en R
Supondremos la existencia de un conjunto R, el cual estará provisto de dos operaciones internas:
` : R ˆ R ÝÑ R
pa, bq ÞÝÑ `pa, bq “ a ` b
‚ : R ˆ R ÝÑ R
pa, bq ÞÝÑ ‚pa, bq “ a ¨ b “ ab
Axiomas de Cuerpo en R
El conjunto R, con las operaciones antes descritas, cumple las propiedades que se detallan a conti-
nuación. Estas propiedades son conocidas como Axiomas de Cuerpo y son:
Debemos observar que cualquier conjunto K provisto de operaciones equivalentes a las definidas al
principio y que cumple las propiedades anteriores, se dirá igualmente Cuerpo.
1
Matemática Básica 2 Ayudantı́a 01
Demostraciones de Unicidad
1. El elemento neutro aditivo de R es único.
OBS: Siempre que queremos demostrar que un objeto matemático es único, lo haremos por
Contradicción; esto es, suponer que es verdadera la negación de lo que se quiere demostrar
y llegar a algo que contradice lo que estamos suponiendo. Entonces, el procedimiento será:
1.- Suponer que existen dos objetos matemáticos (distintos, obvio) que cumplen la misma
propiedad.
2.- Demostrar que esos dos objetos son iguales (aunque su disfraz sea diferente, ambos
corresponden al mismo objeto matemático).
Demostración: Primero que todo, antes de demostrar la Unicidad de cualquier objeto matemático,
debemos demostrar siempre su Existencia.
En el caso del elemento neutro aditivo de R, su existencia está demostrada por el Axioma (A2).
En este caso, supongamos que existe más de un elemento neutro aditivo de R; en particular,
supongamos que existen dos neutros aditivos (01 y 02 , 01 ‰ 02 ). Dado que ambos existen, se cumple para
ellos el Axioma (A2), por lo que se tiene:
02 Neutro ñ 01 ` p02 q “ 01
ùñ 01 “ 01 ` p02 q “ p01 q ` 02 “ 02
01 Neutro ñ p01 q ` 02 “ 02
6 , 01 “ 02 “ 0 pñðq
La conclusión anterior es una contradicción pñðq, puesto que partimos suponiendo que 01 ‰ 02 .
Luego, como es falso que existe más de un neutro aditivo, se puede concluir entonces que el elemento
neutro aditivo de R es único ˝.
Una vez que hemos demostrado que un objeto matemático es único, podemos darle un nombre.
Por ello, en adelante escribiremos el Neutro Aditivo de R como 0; es decir, 0R “ 01 “ 02 “ 0.
Demostración: Ejercicio.
Demostración: En primer lugar, la Existencia del elemento neutro aditivo de a P R está demostra-
da por el Axioma (A3).
Ahora bien, demostraremos la Unicidad del elemento inverso aditivo de a P R por Contradicción
(en forma similar a la demostración de la Proposición 1).
En este caso, supongamos que existe más de un inverso aditivo de a P R; en particular, su-
pongamos que existen dos inversos aditivos (p´aq1 y p´aq2 , p´aq1 ‰ p´aq2 ). Dado que ambos existen, se
cumple para ellos el Axioma (A3), por lo que se tiene:
A2 ii A1 i A2
p´aq1 “ p´aq1 ` 0 “ p´aq1 ` pa ` p´aq2 q “ pp´aq1 ` aq ` p´aq2 “ 0 ` p´aq2 “ p´aq2
c EDGARD ALEJANDRO ARAYA CARREÑO Primer Semestre 2018
Matemática Básica 3 Ayudantı́a 01
La conclusión anterior es una contradicción, puesto que partimos suponiendo que p´aq1 ‰ p´aq2 .
Luego, como es falso que existe más de un neutro aditivo, se puede concluir entonces que el elemento
inverso aditivo de a P R es único.
Demostración: Ejercicio.
Demostraciones de Implicación
5. Si a, b, c P R y a ` c “ b ` c , entonces a “ b. (Ley Cancelativa)
OBS: De Álgebra I sabemos que una implicación p ùñ q es verdadera siempre y cuando no ocurra
p verdadero y q falso.
Por lo tanto, para demostrar que p ùñ q es verdadera, debemos suponer que p es verdadera.
Con ello, nuestra tarea será demostrar que q es verdadera.
Método 1:
a`c“b`c { ` p´cq P R
pa ` cq ` p´cq “ pb ` cq ` p´cq /(A1) Asociatividad
a ` rc ` p´cqs “ b ` rc ` p´cqs /(A3) Inverso de c
a`0“b`0 /(A2) Neutro aditivo
a“b ˝.
Método 2:
Demostración: Ejercicio.
c EDGARD ALEJANDRO ARAYA CARREÑO Primer Semestre 2018
Matemática Básica 4 Ayudantı́a 01
Demostraciones de Existencia
7. Dados a, b P R, existe un único c P R tal que c ` b “ a.
OBS: Para demostrar que existe un número real que cumple con una cierta propiedad, basta con
exhibir algún objeto matemático que sea número real y que cumpla con la propiedad
(suena obvio, pero a veces no lo es tanto).
Demostración: (Existencia) Como a y b son números reales, se cumple:
Demostración: Ejercicio.
Una vez que hemos demostrado que un objeto matemático es único, podemos darle un nombre.
a
Por ello, en adelante escribiremos “ ab´1 . Esta es la definición de la división o cuociente entre
b
a
a y b. Notar que “ a : b “ a{b.
b
c EDGARD ALEJANDRO ARAYA CARREÑO Primer Semestre 2018
Matemática Básica 5 Ayudantı́a 01
Ejercicios
4. @a P R ra ¨ 0 “ 0s 17. rxy “ 1 ^ xz “ 1s ùñ y “ z
7. rab “ 0 ùñ a “ 0 _ b “ 0s 20. x2 “ y 2 ùñ x “ y _ x “ ´y
„
8. @x, y P R r´px ` yq “ p´xq ` p´yqs a c ad ` bc
21. @a, c P R @b, d P R ´ t0u ` “
b d bd
9. @x P R rp´1qx “ ´xs ”a c ac ı
22. @a, c P R @b, d P R ´ t0u ¨ “
10. p´1qp´1q “ 1 b d bd
„
11. x2 “ 0 ùñ x “ 0 a c ad
23. @a, c P R @b, d P R ´ t0u : “
b d bc
12. @x, y P R rp´xqp´yq “ xys „
1 1 a`b
13. x ‰ 0 ^ y ‰ 0 ùñ xy ‰ 0 24. @a, c P R @b, d P R ´ t0u ` “
a b ab
c EDGARD ALEJANDRO ARAYA CARREÑO Primer Semestre 2018