Intervalos en matemáticas: definición, notación y ejemplos
Intervalos en matemáticas: aprende qué son, su notación (corchetes y paréntesis) y ejemplos claros para dominar intervalos abiertos, cerrados y mixtos.
En matemáticas, un intervalo es el conjunto de todos los números reales que se encuentran entre dos valores dados (llamados extremos o extremos del intervalo). Los números mayores que el extremo inicial y menores que el extremo final pertenecen al intervalo; los que están fuera de esos límites no. Cada extremo puede estar incluido o excluido, lo que da lugar a distintos tipos de intervalos.
Notación y cómo leer los intervalos
La forma habitual de escribir un intervalo es con corchetes y/o paréntesis: primero el extremo izquierdo, luego una coma, y después el extremo derecho. El significado de los signos es:
- [ o ] indican que el extremo correspondiente está incluido (intervalo cerrado).
- ( o ) indican que el extremo correspondiente no está incluido (intervalo abierto).
Ejemplos y lectura:
- [3, 15]: “intervalo cerrado de 3 a 15” — incluye 3 y 15; representa {x ∈ R | 3 ≤ x ≤ 15}.
- (3, 15): “intervalo abierto de 3 a 15” — no incluye 3 ni 15; representa {x ∈ R | 3 < x < 15}.
- [3, 15): “intervalo semicerrado por la izquierda y abierto por la derecha” — incluye 3, no incluye 15; representa {x ∈ R | 3 ≤ x < 15}.
- (−2.5, 4.75): ejemplo con decimales — incluye todos los reales entre −2,5 y 4,75, excluyendo los extremos.
Intervalos infinitos
Cuando un intervalo no tiene límite por un lado se usa el símbolo ∞ o −∞. Estos símbolos no son números y siempre se escriben con paréntesis porque no pueden incluirse:
- (a, ∞): todos los números mayores que a (no incluye a).
- [a, ∞): todos los números mayores o iguales a a.
- (−∞, b) o (−∞, b]: todos los números menores que b (o menores o iguales, si se usa corchete).
Notación de conjuntos y desigualdades
Un intervalo también puede escribirse usando desigualdades o la notación de conjuntos:
- [a, b] = { x ∈ R | a ≤ x ≤ b }
- (a, b) = { x ∈ R | a < x < b }
- (−∞, b] = { x ∈ R | x ≤ b }
Representación en la recta numérica
En la recta numérica, un intervalo se dibuja sombreando la parte situada entre los dos extremos. Se suele marcar un punto sólido (●) si el extremo está incluido o un punto abierto (○) si está excluido. Para intervalos infinitos, se dibuja una flecha hacia la izquierda o la derecha.
Operaciones con intervalos
Dos operaciones frecuentes son la unión y la intersección:
- La unión A ∪ B contiene los elementos que pertenecen a A, a B o a ambos. Por ejemplo, [1,3] ∪ (2,5) = [1,5).
- La intersección A ∩ B contiene los elementos comunes a A y B. Por ejemplo, [1,3] ∩ (2,5) = (2,3].
Consejos sobre la notación con decimales
En algunos países hispanohablantes la coma se usa como separador decimal (por ejemplo, 3,3). Como la coma también separa los extremos en la notación de intervalos, se puede optar por:
- usar el punto decimal (3.3) y la coma para separar extremos: (3.3, 15);
- usar la coma decimal y separar extremos con un punto y coma: (3,3; 15);
- o escribir en forma de desigualdad o notación de conjuntos para evitar ambigüedad: { x ∈ R | 3,3 < x < 15 }.
Ejemplos prácticos
- [0, 1] contiene 0, 0,5 y 1, pero no −0,1 ni 1,01.
- (4, 9,6) es ambigua si se usan comas decimales; mejor escribir (4, 9.6) o (4; 9,6). Significa todos los números mayores que 4 y menores que 9,6.
- [-100, 100] contiene todos los números entre −100 y 100, incluidos ambos extremos.
- [-30, −4) contiene −30 y los números hasta −4 (no incluye −4).
Los intervalos son una herramienta básica y muy útil en análisis, álgebra, estadística y otras ramas de las matemáticas para describir subconjuntos de la recta real de forma compacta y precisa.
Diferentes tipos de intervalos
Los intervalos pueden separarse por la forma en que actúan en sus extremos. Los intervalos pueden ser cerrados, abiertos o mixtos.
Intervalos cerrados
Un intervalo cerrado también incluye el principio y el final, y generalmente tiene la forma de . Un intervalo cerrado que tiene el 3 como principio y el 5,4 como final incluiría el 3, el 5,4 y todos los números entre el 3 y el 5,4. Para escribir un intervalo cerrado, utilice los corchetes ( [ y ] ). Un ejemplo de intervalo cerrado es [136, 450].
Intervalos abiertos
Un intervalo abierto no incluye ni el principio ni el final, y generalmente tiene la forma de . Un intervalo abierto que tiene el 3 como principio y el 5 como final incluiría todos los números entre el 3 y el 5, pero no incluiría el 3 ni el 5. Para escribir un intervalo abierto, utilice paréntesis ( ( y ) ). Un ejemplo de intervalo abierto es (2, 5).
Intervalos mixtos
Un intervalo mixto es abierto en un extremo y cerrado en el otro, y generalmente toma la forma de (intervalo abierto a la derecha) o
(intervalo abierto a la izquierda). Esto significa que el intervalo puede incluir el principio pero no el final, o puede incluir el final pero no el principio. Por ejemplo, el intervalo [9, 23) incluiría el 9, pero no incluiría el 23.
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Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un intervalo en matemáticas?
R: Un intervalo en matemáticas es un grupo de números que incluye todos los números entre el principio y el final.
P: ¿Cómo se determina qué números están dentro de un intervalo?
R: Los números que son mayores que el número inicial y menores que el número final están dentro del intervalo, y los números que son menores que el número inicial o mayores que el número final no están en el intervalo.
P: ¿Tienen que estar incluidos en un intervalo tanto el número inicial como el final?
R: El número inicial y el número final pueden estar o no dentro del intervalo.
P: ¿Cómo se escribe un intervalo?
R: Para escribir un intervalo, escriba un corchete ( [ ) o un paréntesis ( ( ), luego incluya el número inicial, seguido de una coma ( , ), luego incluya el número final, seguido de un corchete de cierre ( ] ) o un paréntesis de cierre ( ).
P: ¿Puede dar ejemplos de intervalos?
R: Ejemplos de intervalos son (4, 9,6), [-100, 100], [-30, -4).
P: ¿Están permitidos los números negativos dentro de un intervalo?
R: Sí, se pueden incluir números negativos dentro de un intervalo.
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