PRODUSUL CARTEZIAN și sistemul de axe xOy - EXERCIȚII REZOLVATE (clasa a VII-a)

Echipa Școala Virtuală · materie predată pe video de prof. Alexandra Pavel · publicat

Produsul cartezian A×B este mulțimea tuturor perechilor ordonate (a,b), cu a din A și b din B. Mai jos găsești cum îl scrii, câte elemente are, legătura cu sistemul de axe xOy și 8 exerciții rezolvate pas cu pas, de la ușor la greu.

Perechi ordonate, produs cartezian și sistemul de axe

Un punct din plan se descrie prin două numere puse într-o ordine anume: întâi abscisa (pe axa Ox), apoi ordonata (pe axa Oy). În figură, punctul A(3,2) se află la 3 unități la dreapta originii și la 2 unități în sus.

Sistemul de axe ortogonale xOy cu punctul A(3, 2) și proiecțiile lui pe axexyO−4−3−2−11234−3−2−11234A
Liniile punctate duse din A pe axe arată abscisa 3 și ordonata 2.

Perechea ordonată. Scrierea (a,b) este o pereche în care ordinea contează: (3,2) și (2,3) sunt perechi diferite. Două perechi sunt egale doar dacă au egale primele componente și egale componentele a doua:

(a,b)= (c,d)⟺ a= c și b= d

Produsul cartezian. Pentru două mulțimi nevide A și B, produsul cartezian este mulțimea tuturor perechilor care au primul element din A și al doilea din B:

A×B= {(a,b)|a∈A,  b∈B}

De exemplu, pentru A={1,2} și B={a,b,c}: A×B= {(1,a), (1,b), (1,c), (2,a), (2,b), (2,c)}.

Numărul de elemente. Fiecare element din A se împerechează cu fiecare element din B, așa că numerele de elemente se înmulțesc:

card⁡(A×B)= card⁡A⋅card⁡B

Tabel și diagramă. Poți scrie elementele lui A pe rânduri și pe cele ale lui B pe coloane: fiecare căsuță a tabelului este o pereche. Într-o diagramă cu săgeți, tragi câte o săgeată de la fiecare element al lui A spre fiecare element al lui B. Ambele metode te ajută să nu uiți nicio pereche.

În general A×B≠B×A, pentru că perechile sunt întoarse. Cele două mulțimi au însă același număr de elemente. Produsul A×A se notează și A2.

Sistemul de axe ortogonale xOy. Axele Ox și Oy sunt perpendiculare și se intersectează în originea O(0,0). Fiecare punct din plan corespunde unei perechi de numere reale, adică unui element al lui ℝ×ℝ. Axele împart planul în patru cadrane, numerotate în sens invers acelor de ceasornic:

  • cadranul I: abscisa și ordonata pozitive; cadranul II: abscisa negativă, ordonata pozitivă;
  • cadranul III: amândouă negative; cadranul IV: abscisa pozitivă, ordonata negativă;
  • un punct de pe axa Ox are ordonata 0, de forma (x,0), iar un punct de pe axa Oy are abscisa 0, de forma (0,y). Punctele de pe axe nu aparțin niciunui cadran.

Exerciții rezolvate : produsul cartezian

Încearcă întâi singur, apoi deschide rezolvarea și compară pașii.

EXERCIȚIUL 1Scrii toate perechileușor

Fie A={1,2} și B={3,5,7}. Scrie elementele mulțimii A×B și spune câte sunt.

Rezolvare pas cu pas
  1. Luăm pe rând fiecare element din A și îl împerechem cu fiecare element din B, păstrând elementul din A pe primul loc.
  2. Cu 1: (1,3), (1,5), (1,7).
  3. Cu 2: (2,3), (2,5), (2,7).
  4. Verificăm numărul de elemente: card⁡A⋅card⁡B= 2⋅3= 6.

Răspuns: A×B= {(1,3), (1,5), (1,7), (2,3), (2,5), (2,7)}, cu 6 elemente

EXERCIȚIUL 2Numeri elementele fără să le scriiușor

Mulțimea A are 4 elemente, iar mulțimea B are 5 elemente. Câte elemente au A×B, B×A și B×B?

Rezolvare pas cu pas
  1. card⁡(A×B)= 4⋅5= 20.
  2. B×A are perechile întoarse, dar tot atâtea: 5⋅4=20.
  3. card⁡(B×B)= 5⋅5= 25.

Răspuns: 20, 20 și 25 de elemente

EXERCIȚIUL 3Egalitatea a două perechiușor

Determină numerele reale x și y pentru care (x+1,7)= (4,y−2).

Rezolvare pas cu pas
  1. Două perechi sunt egale când au egale primele componente și egale componentele a doua.
  2. Din primele componente: x+1=4, deci x=3.
  3. Din componentele a doua:7=y−2, deci y=9.

Răspuns: x=3 și y=9

EXERCIȚIUL 4Perechi care respectă o condițiemediu

Fie A={0,1,2,3} și B={1,2,3}. Câte elemente are A×B? Scrie perechile (a,b)∈A×B pentru care a+b=4.

Rezolvare pas cu pas
  1. card⁡(A×B)= 4⋅3= 12.
  2. Pentru fiecare a din A căutăm b=4−a și verificăm dacă este în B.
  3. a=0 cere b=4, care nu este în B. a=1 dă b=3, a=2 dă b=2, a=3 dă b=1, toate din B.
  4. Rămân trei perechi: (1,3), (2,2) și (3,1).

Răspuns: 12 elemente; perechile sunt (1,3), (2,2), (3,1)

EXERCIȚIUL 5Citești coordonatele de pe graficmediu

Scrie coordonatele punctelor M, N, P, Q și R din figură și precizează în ce cadran sau pe ce axă se află fiecare.

Exercițiul 5: sistem de axe xOy cu punctele M, N, P, Q și RxyO−5−4−3−2−112345−4−3−2−11234MNPQR
Rezolvare pas cu pas
  1. Pentru fiecare punct coborâm (sau urcăm) pe axa Ox ca să citim abscisa, apoi mergem orizontal pe axa Oy ca să citim ordonata.
  2. M(2,3): ambele coordonate pozitive, cadranul I.
  3. N(−4,1): abscisa negativă, ordonata pozitivă, cadranul II.
  4. P(−3,−2): ambele negative, cadranul III.
  5. Q(4,−3): abscisa pozitivă, ordonata negativă, cadranul IV.
  6. R(0,2): abscisa este 0, deci punctul este pe axa Oy, nu într-un cadran.

Răspuns: M(2,3) în cadranul I, N(−4,1) în II, P(−3,−2) în III, Q(4,−3) în IV, R(0,2) pe axa Oy

EXERCIȚIUL 6Punctul se află pe o axămediu

Determină numărul real a pentru care punctul E(2a−6,4) se află pe axa Oy și numărul real b pentru care F(5,3b+6) se află pe axa Ox.

Rezolvare pas cu pas
  1. Un punct de pe axa Oy are abscisa 0: 2a−6=0, deci 2a=6 și a=3. Atunci E(0,4).
  2. Un punct de pe axa Ox are ordonata 0: 3b+6=0, deci 3b=−6 și b=−2. Atunci F(5,0).

Răspuns: a=3 și b=−2

EXERCIȚIUL 7Al patrulea vârf al unui dreptunghigreu

Punctele A(−2,−1), B(4,−1) și C(4,3) sunt trei vârfuri ale dreptunghiului ABCD. Află coordonatele lui D, apoi perimetrul și aria dreptunghiului (unitatea de măsură este 1 cm).

Exercițiul 7: punctele A(−2, −1), B(4, −1) și C(4, 3) în sistemul xOyxyO−3−2−112345−2−11234ABC
Rezolvare pas cu pas
  1. A și B au aceeași ordonată, −1, deci AB este paralelă cu Ox. B și C au aceeași abscisă, 4, deci BC este paralelă cu Oy.
  2. Latura AD trebuie să fie paralelă cu BC, deci D are abscisa lui A, −2. Latura CD trebuie să fie paralelă cu AB, deci D are ordonata lui C, 3. Rezultă D(−2,3).
  3. Lungimea unui segment paralel cu Ox este modulul diferenței absciselor: AB=|4−(−2)|=6 cm.
  4. Lungimea unui segment paralel cu Oy este modulul diferenței ordonatelor: BC=|3−(−1)|=4 cm.
  5. Perimetrul: 2⋅(6+4)=20 cm. Aria: 6⋅4=24 cm².

Răspuns: D(−2,3), perimetrul 20 cm, aria 24 cm²

EXERCIȚIUL 8Produsul cartezian desenat ca punctegreu

Fie A={−1,0,2} și B={1,3}. Fiecare pereche din A×B se reprezintă ca punct în sistemul xOy. Câte puncte se obțin? Câte dintre ele sunt în cadranul I, câte în cadranul II și câte pe axa Oy?

Rezolvare pas cu pas
  1. Numărul de puncte: 3⋅2=6, adică (−1,1), (−1,3), (0,1), (0,3), (2,1), (2,3).
  2. Toate ordonatele (1 și 3) sunt pozitive, deci niciun punct nu este sub axa Ox. Contează doar abscisa.
  3. Abscisa 2 este pozitivă: (2,1) și (2,3) sunt în cadranul I.
  4. Abscisa −1 este negativă: (−1,1) și (−1,3) sunt în cadranul II.
  5. Abscisa 0: (0,1) și (0,3) sunt pe axa Oy.

Răspuns: 6 puncte: 2 în cadranul I, 2 în cadranul II, 2 pe axa Oy

Cum recunoști un exercițiu pe produsul cartezian

  • Apare semnul × între două mulțimi sau ți se cere „mulțimea perechilor”: scrii perechile în ordine, cu primul element din prima mulțime.
  • Ți se cere doar câte elemente are A×B: înmulțești numerele de elemente, fără să scrii perechile.
  • Apar puncte cu două coordonate, cadrane sau axe: lucrezi în sistemul xOy, unde prima coordonată este abscisa, iar a doua este ordonata.

Greșeli frecvente la produsul cartezian

  • Inversezi coordonatele. Primul număr este abscisa, citită pe axa orizontală. M(2,3) este la 2 unități la dreapta și 3 în sus, nu invers.
  • Aduni numerele de elemente. Mulțimile cu 4 și cu 5 elemente dau 4⋅5=20 de perechi, nu 9.
  • Pui un punct de pe axă într-un cadran. Un punct ca (0,2) sau (5,0) stă pe o axă. Cadranele conțin doar puncte cu ambele coordonate nenule.

Exersează : produsul cartezian

Din același capitol

Întrebări frecvente despre produsul cartezian

Este A × B același lucru cu B × A?

Nu, în general. În A×B primul element vine din A, iar în B×A vine din B. Cele două mulțimi au însă același număr de elemente.

Cum știu în ce cadran este un punct?

Te uiți la semnele coordonatelor: (+,+) cadranul I, (−,+) cadranul II, (−,−) cadranul III, (+,−) cadranul IV. Dacă o coordonată este 0, punctul este pe o axă.

Ce legătură are produsul cartezian cu sistemul de axe?

Fiecare punct din plan este o pereche ordonată de numere reale, adică un element al lui ℝ×ℝ. Dacă desenezi toate perechile unui produs A×B cu mulțimi finite, obții o rețea de puncte, ca la exercițiul 8.

Vrei să stăpânești toată materia, nu doar acest subiect?

Lecții video cu profesori, teste și fișe de lucru pentru tot gimnaziul - într-un singur abonament.

Abonează-te - 5 lei prima lună →

Vrei mai mult? Vezi toate resursele de matematică pentru clasele 5-8 →

Verifică-te: 5 întrebări

Alege un răspuns și vezi imediat dacă e corect. Nu se salvează nimic, îl poți relua oricând.

  1. 1. Fie mulțimile  A={1,2}  și  B={a,b} . Câte elemente are produsul cartezian  A×B ?

  2. 2. Care dintre următoarele reprezintă corect produsul cartezian  A×B , unde  A={1,2}  și  B={3,4} ?

  3. 3. Într-un sistem de axe ortogonale XOY, punctul  P(3,−2)  se află în:

  4. 4. Care este diferența dintre perechea ordonată  (2,5)  și perechea ordonată  (5,2) ?

  5. 5. Originea sistemului de axe ortogonale XOY are coordonatele:

Despre acest articol

Redactat de
Echipa editorială Școala Virtuală. Răspundem de conținutul lui și îl corectăm când găsim o greșeală.
Pe ce se bazează
Programa școlară în vigoare pentru gimnaziu, la matematică - aceleași noțiuni, în aceeași ordine în care se predau la clasă.
Cine predă tema
Alexandra Pavel, profesor de matematică cu 15 ani la catedră, predă lecțiile video de matematică pentru clasele V-VIII.
Publicat