สรุปเนื้อหาจำนวนจริง ม.4 เรียนเรื่องอะไรบ้าง

น้อง ๆ บางคนพอได้ยินชื่อ “จำนวนจริง” ก็อาจจะสงสัยว่า เป็นการเรียนเกี่ยวกับตัวเลขที่เรารู้จักกันอยู่แล้วในชีวิต
ประจำวันหรือเปล่า ? ซึ่งพี่ขอบอกว่า นั่นเป็นเพียงแค่ส่วนหนึ่งของจำนวนจริงเท่านั้นน้าา เพราะในบทนี้เราจะมาทำความรู้จักจำนวนจริงให้มากขึ้นไปอีก ตั้งแต่ ความหมายของจำนวนจริง ระบบจำนวนจริง พหุนาม ค่าสัมบูรณ์ และเรื่องอื่น ๆ อีกมากมายที่กำลังรอทุกคนอยู่ แถมยังมีตัวอย่างโจทย์, ข้อสอบแจกฟรีและคลิปติว จำนวนจริง ม.4 ให้เข้าใจมากขึ้นด้วย ถ้าพร้อมแล้วก็เลื่อนลงไปอ่านกันเลยยย

สรุปภาพรวมจำนวนจริง ม.4

จำนวนจริงคืออะไร

สำหรับบท จำนวนจริง นั้น เป็นบทที่ชื่อดูเข้าใจง่ายหน่อย ถ้าถามว่าบทนี้ง่ายไหม อันนี้ต่างคนอาจจะตอบแตกต่างกัน แต่ถ้าถามว่าสำคัญไหม พี่พูดได้เลยว่าสำคัญมากน้า เพราะจำนวนเป็นสิ่งสำคัญของวิชาคณิตศาสตร์เลย 

แต่เดี๋ยวในบทความนี้ น้อง ๆ จะได้เห็นว่าแล้วต้องเรียนอะไรเกี่ยวกับจำนวนจริงบ้าง แม้ว่าจะเคยผ่านการเรียนบทระบบจำนวนจริงตอน ม.2 มา แต่ในครั้งนี้จะมีหัวข้อใหม่ ๆ ให้เรียนรู้มากมายทีเดียว อาจจะเนื้อหาเยอะสักหน่อยแต่ไม่ต้องกลัว เพราะทุกหัวข้ออาศัยความรู้ที่เคยเรียนแล้วทั้งนั้น ถึงน้อง ๆ จะลืมไปแล้วก็ไม่เป็นไรน้า ค่อย ๆ เรียนรู้ไปด้วยกัน !

ก่อนอื่นมาเริ่มด้วยคำถามว่า จำนวนจริงคืออะไร ถ้าเอาแบบเข้าใจง่าย ๆ ก็คือ จำนวนทุกจำนวนที่รู้จักและสามารถนำมาคำนวณ บวก ลบ คูณ หาร ยกกำลังได้ ไม่ว่าจะเป็นจำนวนเต็ม เศษส่วน ทศนิยม เลขยกกำลัง ตัวเลขที่อยู่ในรูปกรณฑ์ (ที่เรียกกันติดปากว่า รูท) หรือค่าคงที่อย่าง katex is not defined  ก็เป็นจำนวนจริงเช่นกันนะ

คราวนี้ เพิ่มความซีเรียสกันขึ้นมาหน่อย พี่จะขอทบทวนจำนวนสองชนิด ได้แก่ จำนวนตรรกยะ และจำนวนอตรรกยะ ซึ่งความหมายและตัวอย่างของจำนวนแต่ละชนิดเป็นดังนี้

จำนวนตรรกยะ

คือ จำนวนที่เขียนในรูป katex is not defined โดย katex is not defined และ

katex is not defined  เป็นจำนวนเต็ม และ  katex is not defined

นั่นคือจำนวนที่เขียนได้ในรูปเศษส่วนของจำนวนเต็ม หรือเขียนเป็นทศนิยมซ้ำได้

เช่น katex is not defined เป็นต้น

จำนวนอตรรกยะ

คือ จำนวนที่เป็นทศนิยมแบบไม่ซ้ำ (และเป็นทศนิยมไม่รู้จบ ก็คือตัวเลขหลังทศนิยมไม่มีที่สิ้นสุดด้วย) ซึ่งจำนวนชนิดนี้ไม่สามารถเขียนเป็นเศษส่วนของจำนวนเต็มได้

เช่น  katex is not defined  เป็นต้น 

จะเห็นว่า จำนวนตรรกยะ และจำนวนอตรรกยะ จะมีความแตกต่างกันชัดเจน มีลักษณะที่ตรงข้ามกัน นั่นแปลว่า เซตของจำนวนตรรกยะ และเซตของจำนวนอตรรกยะ จะไม่มีสมาชิกที่ซ้ำกันเลย อย่างไรก็ตาม ถ้านำเซตของจำนวนตรรกยะและเซตของจำนวนอตรรกยะมายูเนียน (รวมกัน) เราจะได้ผลลัพธ์จากการยูเนียนคือ เซตของจำนวนจริง นั่นเอง โดยจำนวนจริงสามารถแบ่งเป็นจำนวนชนิดต่างๆ ดังแผนผังต่อไปนี้

-แผนผังแสดงความสัมพันธ์ของจำนวนจริง

สัญลักษณ์ของเซตของจำนวนจริงชนิดต่าง ๆ ที่ควรรู้จัก ได้แก่

  •    แทนเซตของจำนวนเต็มบวก (จำนวนนับ)
  •    แทนเซตของจำนวนเต็ม
  •   แทนเซตของจำนวนตรรกยะ
  •  แทนเซตของจำนวนอตรรกยะ
  •   แทนเซตของจำนวนจริง

ระบบจำนวนจริง

หัวข้อนี้เราจะมาศึกษาเกี่ยวกับโครงสร้างของระบบจำนวนจริงกัน ซึ่งประกอบด้วยเซตของจำนวนจริง และการดำเนินการของจำนวนจริง ประกอบด้วย การบวกและคูณ

แต่ก่อนจะเข้าหัวข้อระบบจำนวนจริง เราต้องมีข้อตกลงร่วมกันหรือสิ่งที่ทุกคนต้องยอมรับแบบไม่ต้องพิสูจน์ว่าจริงหรือไม่กันเสียก่อน เรียกว่า สัจพจน์การเท่ากันของระบบจำนวนจริง น้อง ๆ มาดูกันนะว่ามีอะไรบ้าง

สัจพจน์การเท่ากันของระบบจำนวนจริง

  1. สำหรับจำนวนจริง katex is not defined และ katex is not defined
    กฎการสะท้อน (reflexive law)
    katex is not defined
  2. กฎการสมมาตร (symmetric law)
    ถ้า katex is not defined แล้ว katex is not defined
  3. กฎการถ่ายทอด (transitive law)
    ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined

คราวนี้กลับมาที่หัวข้อระบบจำนวนจริง จากที่พี่เขียนไว้ว่าหัวข้อนี้มีการดำเนินการของจำนวนจริงด้วย พี่ก็จะขอพูดถึงสมบัติของการดำเนินการ ได้แก่ สมบัติของการบวกและการคูณของจำนวนจริง ซึ่งมีสมบัติสำคัญทั้งหมดดังนี้

สมบัติของจำนวนจริง ม.4

สมบัติข้างต้น โดยเฉพาะสมบัติการสลับที่ สมบัติการเปลี่ยนหมู่ และสมบัติการแจกแจง สามารถช่วยให้น้อง ๆ หาผลลัพธ์จากการบวกและการคูณของจำนวนจริงทำได้สะดวกขึ้นด้วย อย่างเช่นในตัวอย่างต่อไปนี้

  • จงหาผลบวกของ  katex is not defined
    ถ้าเราไม่ใช้สมบัติข้างต้น เราจะต้องดำเนินการบวกจากจำนวนทางซ้ายสุดมาขวาสุด ซึ่งจะไม่สะดวกเลย แต่ถ้าเราใช้สมบัติมาช่วยจะสามารถสลับที่และเพิ่มวงเล็บ(จัดหมู่) จะช่วยให้เราหาผลบวกได้ง่ายขึ้น ดังนี้

katex is not defined

  • จงหาผลคูณของ katex is not defined
    เราสามารถใช้สมบัติการคูณของจำนวนจริงช่วยในการหาคำตอบได้เช่นเดียวกับตัวอย่างก่อนหน้า ดังนี้

katex is not defined

พหุนามตัวแปรเดียว

ขึ้นหัวข้อมาว่าพหุนาม น้อง ๆ อาจจะงงว่าแล้วมันเกี่ยวกับจำนวนจริงตรงไหนเหรอ ? นั่นเป็นเพราะว่านอกจากการบวกลบคูณหารแล้ว เราใช้สมบัติของจำนวนจริงในการหาคำตอบของสมการและอสมการด้วยนั่นเอง !! 

โดยที่แต่เดิมเราเคยแก้สมการและอสมการตัวแปรเดียวที่เป็นแบบเชิงเส้น (ตัวแปรไม่ได้มีเลขชี้กำลัง) กันมาบ้าง แต่ในระดับชั้นนี้ เราจะไปไกลขึ้น โดยตัวแปรของเรานั้นมีเลขชี้กำลังได้ นั่นทำให้สมการหรืออสมการจะอยู่ในรูปของพหุนามนั่นเอง 

ในหัวข้อนี้ เราก็จะมาทบทวนพหุนาม เน้นที่พหุนามตัวแปรเดียว แล้วต่อยอดว่าพหุนามสามารถทำอะไรได้มากไปกว่าที่เราเคยเรียนรู้มาในคณิต ม.ต้น ซึ่งความรู้เรื่องพหุนามตัวแปรเดียวในหัวข้อนี้ก็จะนำไปใช้ในการแก้สมการและอสมการต่อนั่นเอง

ความหมายของพหุนาม

katex is not defined

เมื่อ katex is not defined เป็นจำนวนเต็มที่ไม่เป็นจำนวนลบ

และ katex is not defined   เป็นจำนวนจริง

เรียก katex is not defined ว่า พหุนามดีกรี katex is not defined เรียก katex is not defined ว่า 

ดีกรี ของ  katex is not defined และเรียก katex is not defined  ว่า สัมประสิทธิ์ ของ katex is not defined

เรียก katex is not defined ว่า สัมประสิทธิ์นำ

เช่น katex is not defined  เป็นพหุนามที่มีดีกรี 2 มีสัมประสิทธิ์ เป็น 3, 4 และ 5 

และมี สัมประสิทธิ์นำ เป็น 3

การดำเนินการของพหุนาม

ในส่วนของการดำเนินการของพหุนาม ซึ่งประกอบด้วย การบวก ลบ คูณ หารพหุนาม พี่จะขอทบทวนส่วนที่เราเคยเรียนในชั้น ม.ต้นกันก่อน ได้แก่ การบวก ลบ และคูณพหุนาม ซึ่งเรามาทบทวนผ่านตัวอย่างต่อไปนี้กันเลย

ตัวอย่างที่ 1 

ให้ katex is not defined  และ katex is not defined จงหา katex is not defined และ katex is not defined 

วิธีทำ จาก katex is not defined และ katex is not defined

จะได้  

  •  katex is not defined
  • katex is not defined
  • katex is not defined

katex is not defined 

katex is not defined

ขั้นตอนวิธีการหารสำหรับพหุนาม

หลังจากที่เราได้ทบทวนการบวก ลบ และคูณพหุนามแล้ว คราวนี้เรามาทำความรู้จักกับการหารพหุนามกันบ้างว่ามีวิธีทำอย่างไร แต่ก่อนอื่น พี่จะพาน้อง ๆ มารู้จักกับองค์ประกอบต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการหารพหุนามว่ามีอะไรบ้าง

ทฤษฎีบท ขั้นตอนวิธีการหารสำหรับพหุนาม 

ถ้าหารพหุนาม katex is not defined ด้วยพหุนาม katex is not defined โดยที่ katex is not defined  แล้วจะมีพหุนาม katex is not defined และ katex is not defined เพียงชุดเดียวเท่านั้นซึ่ง

katex is not defined 

โดย katex is not defined  หรือ ดีกรีของ  katex is not defined มีค่าน้อยกว่าดีกรีของ katex is not defined

จากทฤษฎีข้างต้นสรุปง่าย ๆ ว่า 

ตัวตั้ง = (ตัวหาร)(ผลหาร) + เศษเหลือ

การหารยาว

การหารพหุนามนั้นมีได้หลายวิธี เช่น วิธีการหารยาว วิธีเทียบสัมประสิทธิ์ วิธีการหารสังเคราะห์ ฯลฯ แต่พี่จะขอพูดถึงเฉพาะการหารยาวนะ ซึ่งการหารยาวของพหุนามสามารถทำได้โดยวิธีการตั้งหารคล้ายรูปแบบการหารยาวของจำนวนเต็มดังตัวอย่างต่อไปนี้

ตัวอย่างที่ 2

จงหาผลหารและเศษเหลือจากการหาร katex is not defined  

ด้วย katex is not defined

วิธีทำ

1. จัดตำแหน่งของ ตัวตั้ง และ ตัวหารเหมือนกับการหารยาวของจำนวนเต็ม
โดยเรียงเลขชี้กำลังจากมากไปน้อยทั้งตัวตั้งและตัวหาร

2. หาตัวที่คูณกับ katex is not defined แล้วได้ katex is not defined นั่นก็คือ katex is not defined

3. หาผลคูณของ  katex is not defined 

4. เอาผลที่ได้จากข้อที่ 3 ตั้งในบรรทัดถัดไปแล้วนำไปลบออกจาก katex is not defined ที่อยู่ด้านบน

5. ดึงพจน์ถัดไปลงมา

6. หาตัวที่คูณกับkatex is not defined แล้วได้ katex is not defined นั่นก็คือ katex is not defined

7. เอาผลคูณของ katex is not defined ตั้งในบรรทัดถัดไปแล้วนำไปลบออกจาก katex is not defined ที่อยู่ด้านบน จะได้ katex is not defined

ดังนั้นผลหารคือ katex is not defined และเหลือเศษคือ katex is not defined

ตัวอย่างที่ 3 จงหาผลหารและเศษเหลือจากการหารพหุนาม katex is not defined ด้วย katex is not defined
เทคนิค : ในกรณีที่กำลังเรียงพจน์ของพหุนามตามเลขชี้กำลังจากมากไปน้อย แล้วมีพจน์บางพจน์หายไป ให้เติม katex is not defined คูณกับ katex is not defined ยกกำลังเลขที่หายไป
วิธีทำ

ดังนั้น ผลหารคือ katex is not defined และเหลือเศษคือ katex is not defined

การแยกตัวประกอบของพหุนาม

เรื่องหนึ่งที่สำคัญของพหุนาม คือ การแยกตัวประกอบของพหุนาม ซึ่งเป็นส่วนสำคัญทั้งการจัดรูปพหุนามให้อยู่ในรูปอย่างง่าย รวมถึงเป็นวิธีการหลักในการแก้สมการและอสมการพหุนาม 

ซึ่งในชั้นม.ต้นน้อง ๆ ได้ทำการแยกตัวประกอบของพหุนามดีกรีสองรวมถึงพหุนามดีกรีสูงกว่าสองที่มีรูปแบบเฉพาะมาแล้ว สำหรับชั้นม.ปลายนี้เนื้อหาที่เราเรียนก็จะเพิ่มขึ้นนะ โดยเราจะได้เรียนการแยกตัวประกอบของพหุนามดีกรีสูงกว่าสองแต่ไม่ได้มีรูปแบบเฉพาะ โดยใช้ทฤษฎีที่สำคัญ อยู่ 2 ทฤษฎี ได้แก่ ทฤษฎีบทเศษเหลือและทฤษฎีบทตัวประกอบตรรกยะ 

ทฤษฎีบทเศษเหลือ
ถ้าหารพหุนาม katex is not defined ด้วยพหุนาม katex is not defined แล้วเศษเหลือจะเท่ากับ katex is not defined

ตัวอย่างที่ 4  จงหาเศษเหลือของ katex is not defined  หารด้วย katex is not defined  

วิธีทำ

ให้ katex is not defined  

จากทฤษฎีบทเศษเหลือ เมื่อหาร katex is not defined ด้วย katex is not defined จะได้เศษเหลือคือ katex is not defined 

จะได้ katex is not defined

ดังนั้น เศษเหลือของ katex is not defined  หารด้วย katex is not defined คือ katex is not defined

จาก ทฤษฎีบทเศษเหลือ ถ้าเราหาค่า katex is not defined ที่ทำให้  katex is not defined เป็น katex is not defined นั่นคือการหารนั้นจะมีเศษเหลือจากการหารเป็น katex is not defined  ซึ่งการที่เศษเป็น katex is not defined  ก็คือการหารลงตัวนั่นเอง ซึ่งถ้าหารลงตัวแล้วแสดงว่า  katex is not defined ก็จะเป็นหนึ่งในตัวประกอบของ katex is not defined เราสามารถกล่าวเป็นทฤษฎีบทได้ดังนี้

ทฤษฎีบทตัวประกอบ
พหุนาม katex is not defined มีพหุนาม katex is not defined เป็นตัวประกอบก็ต่อเมื่อ katex is not defined

ตัวอย่างที่ 5  จงตรวจสอบว่า katex is not defined เป็นตัวประกอบของ katex is not defined  หรือไม่

วิธีทำ

ให้  katex is not defined 

ดังนั้น katex is not defined ซึ่งไม่เท่ากับ katex is not defined 

จึงสรุปได้ว่า katex is not defined ไม่เป็นตัวประกอบของ katex is not defined

ทฤษฎีบทตัวประกอบตรรกยะ
ให้ katex is not defined แทนพหุนาม katex is not defined
โดยที่ katex is not defined เป็นจำนวนเต็ม
ซึ่ง katex is not defined
ถ้า katex is not defined เป็นตัวประกอบของพหุนาม katex is not defined โดยที่ katex is not defined และ katex is not defined เป็นจำนวนเต็ม
ซึ่ง katex is not defined และ ห.ร.ม. ของ katex is not defined และ katex is not defined
เท่ากับ katex is not defined แล้ว katex is not defined หาร katex is not defined ลงตัว และ katex is not defined หาร katex is not defined ลงตัว

ตัวอย่างที่ 6 จงแยกตัวประกอบของ katex is not defined

วิธีทำ 

ให้ katex is not defined

เนื่องจากจำนวนเต็มที่หาร katex is not defined ลงตัว คือ katex is not defined

และจำนวนเต็มที่หาร 2 ลงตัว คือ katex is not defined

ดังนั้น จำนวนตรรกยะ katex is not defined ที่ทำให้ katex is not defined จะอยู่ในกลุ่มของจำนวนต่อไปนี้ คือ katex is not defined

พิจารณา  katex is not defined

จะได้ว่า katex is not defined

นั่นคือ katex is not defined เป็นตัวประกอบของ katex is not defined

นำ katex is not defined ไปหาร katex is not defined ได้ผลหารเป็น katex is not defined

ดังนั้น  katex is not defined

                                       katex is not defined

                                       katex is not defined

จากตัวอย่างข้างต้น น้อง ๆ บางคนที่ยังสงสัยอยู่ว่า จำนวน katex is not defined เหล่านี้มาจากไหน พี่จะขอสรุปไว้ข้างท้ายนี้อีกครั้งว่า ตัวเศษได้มาจากตัวประกอบของ -3 และตัวส่วนได้มาจากตัวประกอบของ 2 โดย ห.ร.ม. ของตัวเศษและตัวส่วน คือ 1 นั่นเอง

สมการพหุนาม

คราวนี้ก็มาถึงเวลาที่เราจะนำความรู้ทั้งจำนวนจริงและพหุนามมาใช้ในการแก้สมการกันแล้ว เราเคยผ่านการแก้สมการมาตั้งแต่ชั้นประถม และในม.ต้นเราได้แก้สมการกำลังสองด้วย ในม.ปลายเราจะแก้สมการที่ตัวแปรมีเลขชี้กำลังที่มากขึ้น แต่เราจะใช้หลักการแก้สมการกำลังสองร่วมกับทฤษฎีบทตัวประกอบในหัวข้อก่อน สำหรับหลักการแก้สมการพหุนาม (ทั้งกำลังสองและกำลังที่สูงกว่าสอง) วิธีหลัก ๆ ที่นิยมใช้กันคือวิธีการแยกตัวประกอบ และอีกวิธีคือการใช้สูตร

ตัวอย่างที่ 7  จงหาค่าของ x เมื่อ katex is not defined

วิธีทำ

ทำการแยกตัวประกอบพหุนาม 

katex is not defined

katex is not defined

จะได้  katex is not defined  หรือ katex is not defined

ดังนั้น katex is not defined 

ตัวอย่างข้างต้นคือวิธีการแยกตัวประกอบ ส่วนการใช้สูตรจะมีสูตรและตัวอย่างการใช้ดังนี้

ตัวอย่างที่ 8  จงหาเซตคำตอบของสมการ katex is not defined 

วิธีทำ 

จากสูตร เทียบสัมประสิทธิ์ katex is not defined กับ  katex is not defined

จะได้  katex is not defined และ katex is not defined

ซึ่ง katex is not defined ดังนั้นสมการพหุนามนี้มีเพียงคำตอบเดียวนั่นคือ

katex is not defined

     katex is not defined

ดังนั้น katex is not defined

จะได้เซตคำตอบของสมการนี้คือ katex is not defined

ตัวอย่างที่ 9  จงหาเซตคำตอบของสมการ katex is not defined 

วิธีทำ 

จากสูตร เทียบสัมประสิทธิ์ katex is not defined กับ katex is not defined

จะได้  katex is not defined และ katex is not defined

ซึ่ง katex is not defined ดังนั้นสมการพหุนามนี้ไม่มีจำนวนจริงที่เป็นคำตอบ

ดังนั้น เซตคำตอบของสมการนี้คือ เซตว่าง นั่นเอง

เศษส่วนของพหุนาม

ก่อนอื่น เรามารู้จักกับกับ เศษส่วนของพหุนามกันว่าคืออะไร

บทนิยาม

ให้ katex is not defined และ katex is not defined พหุนาม โดยที่ katex is not defined  จะเรียก katex is not defined ว่า เศษส่วนพหุนาม 

ที่มี katex is not defined เป็นตัวเศษ และ katex is not defined เป็นตัวส่วน

จากบทนิยาม เศษส่วนของพหุนามก็คือ เศษส่วนที่มีตัวเศษและตัวส่วนเป็นพหุนามนั่นเอง เหมือนเอาเศษส่วนและพหุนามมารวมตัวกัน ดังนั้น เศษส่วนของพหุนามก็จะสามารถใช้สมบัติต่าง ๆ ของเศษส่วน และสมบัติต่าง ๆ ของพหุนามมาใช้ในการคำนวณ จัดรูป รวมถึงนำไปใช้แก้สมการและอสมการได้นะ

การดำเนินการของเศษส่วนพหุนาม

การดำเนินการของเศษส่วนพหุนามนั้นมีวิธีทำคล้ายคลึงกับการดำเนินการของเศษส่วนจำนวนเต็ม คือมีวิธีการบวก ลบ คูณ และหารเหมือนเศษส่วนที่เราเคยรู้จัก แล้วบางข้ออาจใช้การแยกตัวประกอบของพหุนามในการจัดรูปร่วมด้วย ตามตัวอย่างด้านล่างนี้เลย

ตัวอย่างที่ 10

กำหนดให้ katex is not defined และ katex is not defined  

จงหา katex is not defined และ katex is not defined

วิธีทำ

จาก katex is not defined และ katex is not defined

จะได้ katex is not defined

                                     katex is not defined

                           katex is not defined

katex is not defined

                           katex is not defined

                           katex is not defined

katex is not defined 

                     katex is not defined

                     katex is not defined

katex is not defined

          katex is not defined

          katex is not defined

สมการเศษส่วนพหุนาม

เนื้อหาก่อนหน้านี้เราทราบกันแล้วว่าจะสามารถแก้สมการพหุนามได้อย่างไร สำหรับการแก้สมการเศษส่วนพหุนามนั้นใช้หลักการแก้สมการพหุนามเหมือนเดิม เพิ่มเติมคือตัวส่วนต้องไม่เป็น 0 น้าา

ตัวอย่างที่ 11 จงหาเซตคำตอบของสมการ katex is not defined

วิธีทำ
จาก katex is not defined
จะได้ katex is not defined

จะได้ katex is not defined และ katex is not defined
นั่นคือ katex is not defined หรือ katex is not defined โดยที่ katex is not defined และ katex is not defined
ดังนั้น katex is not defined
จะได้เซตคำตอบของสมการคือ katex is not defined

มาสรุปแนวคิดการแก้ปัญหาในตัวอย่างข้างต้นกันอีกครั้งน้าา เราจะเเยกตัวประกอบแล้วหาค่า katex is not defined แต่ละตัวแล้วดูเงื่อนไขว่า katex is not defined ไม่สามารถเป็นอะไรได้ และตัดคำตอบที่ทำให้ตัวส่วนเป็น 0 ทิ้ง

การไม่เท่ากันของจำนวนจริง

น้อง ๆ จำเรื่องสัจพจน์การเท่ากันของจำนวนจริงที่พี่อธิบายก่อนหน้านี้กันได้มั้ย คราวนี้พี่จะมาพูดส่วนของ “การไม่เท่ากัน” บ้าง โดยในส่วนนี้จะมีความสัมพันธ์อื่น ๆ ที่น้อง ๆ ต้องรู้จักเพิ่มนอกจากเท่ากับ ได้แก่ มากกว่า “>” น้อยกว่า “<” มากกว่าหรือเท่ากับ “katex is not defined” น้อยกว่าหรือเท่ากับ “katex is not defined” นั่นเอง

ในส่วนของสัจพจน์เชิงคณิตศาสตร์ของระบบจำนวนจริงเกี่ยวกับ “การเท่ากัน”เราได้กล่าวไปแล้ว ในหัวข้อนี้เราจะลองพูดถึงสัจพจน์ของการไม่เท่ากันของระบบจำนวนจริงดูบ้าง ซึ่งจะมีอยู่ 3 ข้อ ตามนี้เลย

สำหรับ katex is not defined  และ katex is not defined  

1. ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined

(จำนวนจริงบวก katex is not defined ตัวบวกกันจะได้จำนวนจริงบวก)

2. ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined

(จำนวนจริงบวก katex is not defined ตัวคูณกันจะได้จำนวนจริงบวก)

3. katex is not defined หรือ katex is not defined หรือ katex is not defined เพียงอย่างใดอย่างหนึ่ง

(จำนวนจริงไม่สามารถมีค่าเป็นบวก ลบ หรือ katex is not defined พร้อมกันได้)

ถ้า katex is not defined แสดงว่า katex is not defined เป็นจำนวนจริงบวก หรือหมายความได้ว่า katex is not defined นั่นเอง เราลองมาดูบทนิยามที่เกี่ยวกับการไม่เท่ากันของจำนวนจริงกันดีกว่า

บทนิยาม

ให้ katex is not defined และ katex is not defined เป็นจำนวนจริง

  • katex is not defined หมายถึง katex is not defined
  • katex is not defined หมายถึง katex is not defined (หรือ katex is not defined)
  • katex is not defined หมายถึง katex is not defined หรือ katex is not defined
  • katex is not defined หมายถึง katex is not defined หรือ katex is not defined

จากบทนิยามที่ได้กล่าวมาอาจจะยังนำไปใช้ประโยชน์โดยตรงได้ไม่เยอะมากนัก นักคณิตศาสตร์เลยนำบทนิยามดังกล่าวไปต่อยอดมาเป็นทฤษฎีบทให้เราสามารถใช้ได้อีกมากมายเลย เราลองไปดูทฤษฎีบทที่สำคัญ ๆ ของเรื่องนี้กัน

ทฤษฎีบท

ให้ katex is not defined และ katex is not defined เป็นจำนวนจริง

สมบัติการถ่ายทอด
ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined
สมบัติการบวกด้วยจำนวนที่เท่ากัน
ถ้า katex is not defined แล้ว katex is not defined
สมบัติการคูณด้วยจำนวนที่เท่ากันที่ไม่เป็นศูนย์
กรณีที่ katex is not defined: ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined
กรณีที่ katex is not defined: ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined
สมบัติการตัดออกสำหรับการบวก
ถ้า katex is not defined แล้ว katex is not defined
สมบัติการตัดออกสำหรับการคูณ
กรณีที่ katex is not defined: ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined
กรณีที่ katex is not defined: ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined

จากทฤษฎีบทข้างบนนี้ สิ่งที่น้องต้องระวังเป็นพิเศษเลยก็คือ หลังจากคูณหรือหารด้วยจำนวนจริงลบตลอดทั้งอสมการแล้ว อย่าลืมกลับเครื่องหมายอสมการด้วย !! 

ทฤษฎีบท

ให้ katex is not defined และ katex is not defined เป็นจำนวนจริง

ถ้า katex is not defined และ katex is not defined แล้ว katex is not defined

แสดงว่า ถ้าเราสามารถนำสองอสมการมาบวกกันได้เลยตามทฤษฎีบท ยกตัวอย่างเช่น ถ้า katex is not defined และ katex is not defined จะได้ว่า katex is not defined นั่นเอง

บทนิยาม

ให้ katex is not defined และ katex is not defined เป็นจำนวนจริงใด ๆ

katex is not defined หมายถึง katex is not defined และ katex is not defined

katex is not defined หมายถึง katex is not defined และ katex is not defined

katex is not defined หมายถึง katex is not defined และ katex is not defined

katex is not defined หมายถึง katex is not defined และ katex is not defined

อสมการพหุนามตัวแปรเดียว

ก่อนที่น้อง ๆ จะรู้จักเรื่องนี้ พี่ขออธิบายเรื่องหนึ่งซึ่งเป็นเรื่องที่สำคัญมาก ๆ ถ้าไม่เข้าใจเรื่องนี้ น้องจะเข้าใจเรื่องอสมการพหุนามตัวแปรเดียวได้ยากมาก หรืออาจจะไม่เข้าใจเลย (พี่เตือนน้องแล้วนะ) ซึ่งนั่นก็คือเรื่อง “ช่วง” หมายถึง สับเซตของเซตจำนวนจริง โดยมีบทนิยามดังนี้

บทนิยาม

ให้ katex is not defined และ katex is not defined เป็นจำนวนจริง ซึ่ง katex is not defined

  • ช่วงเปิด katex is not defined หมายถึง เซต  katex is not defined
  • ช่วงปิด katex is not defined หมายถึง เซต katex is not defined
  • ช่วงครึ่งเปิดหรือช่วงครึ่งปิด katex is not defined หมายถึง เซต katex is not defined
  • ช่วงครึ่งเปิดหรือช่วงครึ่งปิด katex is not defined หมายถึง เซต katex is not defined
  • ช่วงเปิดอนันต์ katex is not defined หมายถึง เซต katex is not defined
  • ช่วงเปิดอนันต์ katex is not defined หมายถึง เซต katex is not defined
  • ช่วงปิดอนันต์ katex is not defined หมายถึง เซต katex is not defined
  • ช่วงปิดอนันต์ katex is not defined หมายถึง เซต katex is not defined

หมายเหตุ : เซตของจำนวนจริงสามารถเขียนในรูปช่วง katex is not defined แทนได้นะ

การเขียนช่วง

จากสัญลักษณ์ของช่วงต่าง ๆ ตามนิยามข้างต้น เราสามารถเขียนแทนจำนวนลงบนเส้นจำนวนได้ตามตัวอย่างตามนี้เลย

ตัวอย่างที่ 12

อสมการพหุนามตัวแปรเดียว

อสมการ คือประโยคในทางคณิตศาสตร์ที่กล่าวถึงการไม่เท่ากัน เช่น katex is not defined คืออสมการที่เป็นจริง หรือ katex is not defined คืออสมการที่เป็นเท็จ เป็นต้น แต่ในกรณีที่อสมการมีตัวแปรอยู่ด้วย เช่น katex is not defined หรือ katex is not defined เราจะมาหาว่า จำนวนจริงตัวไหนบ้างนะที่แทนลงในอสมการนี้แล้ว ทำให้อสมการเป็นจริง โดยจำนวนจริงเหล่านี้เราจะเขียนในรูปของ “เซตคำตอบของอสมการ”

ตัวอย่างที่ 13

จงหาเซตคำตอบของอสมการ katex is not defined 

วิธีทำ

                             จาก katex is not defined 

แยกตัวประกอบได้   katex is not defined

สามารถเขียนช่วงคำตอบของ katex is not defined ได้ดังนี้

ดังนั้น เซตคำตอบของอสมการ katex is not defined คือช่วง katex is not defined หรือ katex is not defined

ตัวอย่างที่ 14 จงหาเซตคำตอบของอสมการ katex is not defined 

วิธีทำ

จาก katex is not defined 

คูณด้วย katex is not defined ตลอด katex is not defined  ** คูณด้วยตัวติดลบอย่าลืมกลับเครื่องหมายอสมการ

สามารถเขียนช่วงคำตอบของ katex is not defined ได้ดังนี้

ดังนั้น เซตคำตอบของอสมการ katex is not defined คือช่วง katex is not defined

ค่าสัมบูรณ์

ยังจำกันได้หรือไม่ สัญลักษณ์อะไรเอ่ยที่เอามาครอบจำนวนต่าง ๆ แล้วค่าที่ได้จะออกมาเป็นบวกเสมอ (ให้เวลาคิด 3 วินาที 3…2…1 หมดเวลา !!!) ถูกต้องแล้ว มันก็คือ “ค่าสัมบูรณ์” นั่นเอง ! ^_^

หลาย ๆ คนน่าจะเคยได้ยินคำว่า “ค่าสัมบูรณ์” มาจากสมัย ม.ต้น ที่ได้เรียนเรื่องจำนวนเต็มมาแล้วไม่มากก็น้อย เดี๋ยวเราจะมาดูกันดีกว่าว่า ค่าสัมบูรณ์ของจำนวนจริง จะถูกนิยามว่าอย่างไร

หมายเหตุ

 1. จากบทนิยาม ในกรณีที่ katex is not defined (katex is not defined เป็นจำนวนลบ) จะได้ katex is not defined (ค่าลบของจำนวนลบจะได้จำนวนบวก) แสดงว่า  katex is not defined ซึ่งเป็นจำนวนเต็มบวก ดังนั้น สำหรับจำนวนจริง katex is not defined จะได้ว่า  katex is not defined  มากกว่าหรือเท่ากับศูนย์ โดย  katex is not defined จะเท่ากับ katex is not defined เมื่อ katex is not defined

2. ค่าสัมบูรณ์ของจำนวนจริง katex is not defined สามารถพิจารณาเป็นระยะจากจุดที่แทน katex is not defined ถึงจุดที่แทน katex is not defined บนเส้นจำนวน

ทฤษฎีบท

ให้ katex is not defined และ katex is not defined เป็นจำนวนจริง จะได้ว่า 

  1.  katex is not defined 
  2.  katex is not defined 
  3.  katex is not defined 
  4.  katex is not defined 
     
  5. katex is not defined 
  6.  katex is not defined 

สมการค่าสัมบูรณ์ของพหุนามตัวแปรเดียว

ในหัวข้อนี้เราจะมาแก้สมการค่าสัมบูรณ์ของพหุนามกัน น้อง ๆ น่าจะเคยมีประสบการณ์ในการแก้สมการมาในหลายรูปแบบแล้ว เช่น สมการเส้นตรง สมการกำลังสองตัวแปรเดียว ซึ่งวิธีหนึ่งที่ใช้ในการหาคำตอบของสมการได้ก็คือการแทนค่าหรือจำนวนลงในตัวแปรแล้วทำให้สมการเป็นจริง 

น้อง ๆ คิดว่า ถ้าเราต้องการหาคำตอบของสมการค่าสัมบูรณ์ จะต้องมีหลักการอย่างไรดี ลองดูสมการง่าย ๆ เช่น katex is not defined ถ้าเราลองแทนค่า katex is not defined ด้วย katex is not defined สมการนี้จะเป็นจริง ถ้าเราลองแทนค่า katex is not defined ด้วย katex is not defined สมการนี้ก็ยังเป็นจริงอยู่เช่นกัน แต่ถ้าลองแทนค่า katex is not defined ด้วยจำนวนอื่น ๆ จะได้ว่าไม่มีจำนวนใดเลยนอกจากนี้ที่ทำให้สมการเป็นจริง ดังนั้น คำตอบทั้งหมดของสมการ  katex is not defined คือ katex is not defined และ katex is not defined นั่นเอง

ทฤษฎีบท
ให้ katex is not defined เป็นจำนวนจริงบวก
เซตคำตอบของสมการ katex is not defined คือ katex is not defined

หรือสรุปง่าย ๆ ได้ว่า  katex is not defined ก็ต่อเมื่อ katex is not defined หรือ katex is not defined นั่นเอง เพื่อให้น้อง ๆ เข้าใจมากขึ้น เราลองมาดูตัวอย่างกัน

ตัวอย่างที่ 15

จงหาเซตคำตอบของสมการ katex is not defined 

วิธีทำ

จากทฤษฎีบท จะได้ว่า katex is not defined หรือ katex is not defined                          

                                                  katex is not defined  หรือ          katex is not defined

                                                    katex is not defined  หรือ              katex is not defined

ดังนั้น เซตคำตอบของสมการ katex is not defined คือ katex is not defined

จากตัวอย่างด้านบน แค่น้อง ๆ พิจารณาที่ katex is not defined และ katex is not defined ก็จะได้คำตอบเลย แต่ถ้าในกรณีที่นอกเครื่องหมายค่าสัมบูรณ์ติดตัวแปร เราไม่แน่ใจว่าจะนอกเครื่องหมายค่าสัมบูรณ์จะมีค่าเป็นบวก หรือมีค่าเป็นลบ เราจึงต้องพิจารณาทุกกรณีในการถอดเครื่องหมายค่าสัมบูรณ์ที่จะเป็นไปได้นั่นเอง ลองไปดูในตัวอย่างถัดไปกัน

ตัวอย่างที่ 16

จงหาเซตคำตอบของสมการ katex is not defined 

แนวคิด เราจะพิจารณาในกรณีที่ katex is not definedและ katex is not defined 

วิธีทำ

กรณีที่ 1

katex is not defined นั่นคือ katex is not defined 

     จะได้ katex is not defined

katex is not defined 

               katex is not defined ซึ่งเป็นไปตามเงื่อนไข  katex is not defined  

นั่นคือ  katex is not defined เป็นคำตอบของสมการ 

กรณีที่ 2

katex is not defined นั่นคือ katex is not defined 

จะได้ katex is not defined 

    katex is not defined 

         katex is not defined 

                    katex is not defined 

                     katex is not defined ซึ่งขัดแย้งเงื่อนไข katex is not defined

นั่นคือ katex is not defined  ไม่ใช่คำตอบของสมการ 

ดังนั้น เซตคำตอบของสมการ  katex is not defined  คือ  katex is not defined

จากตัวอย่างนี้น้องๆ จะเห็นว่า หลังจากที่เราได้คำตอบมาแล้ว ก็ยังไม่สามารถตอบได้ทันที เราต้องนำเงื่อนไขที่กำหนดไว้มาพิจารณาร่วมด้วยและในตัวอย่างถัดไปเราจะมาดูสมการค่าสัมบูรณ์ ที่ทั้งสองข้างอยู่ในรูปค่าสัมบูรณ์กันบ้าง

ตัวอย่างที่ 17 จงหาเซตคำตอบของสมการ katex is not defined  

แนวคิด เราจะใช้วิธียกกำลังสองทั้งสองข้างของสมการมาช่วยแก้กันดีกว่า

วิธีทำ

จาก katex is not defined

                                               ยกกำลังสองทั้งสองข้าง katex is not defined

                                                               katex is not defined

                    katex is not defined

                                                                              katex is not defined

จะได้ katex is not defined      หรือ katex is not defined

                        katex is not defined หรือ   katex is not defined

ตรวจคำตอบ

แทน katex is not defined ลงในสมการ  katex is not defined 

จะได้ katex is not defined

                katex is not defined 

                        katex is not defined เป็นจริง

แทน katex is not defined ลงในสมการ  katex is not defined  จะได้

katex is not defined 

           katex is not defined

                  katex is not defined เป็นจริง

ดังนั้น เซตคำตอบของสมการ katex is not defined  คือ katex is not defined

อสมการค่าสัมบูรณ์ของพหุนามตัวแปรเดียว

เราได้ลองแก้สมการค่าสัมบูรณ์ไปเป็นที่เรียบร้อยแล้ว จะเห็นได้ว่า วิธีการแก้สมการค่าสัมบูรณ์นั่นมีความแตกต่างจากการแก้สมการที่เราเคยเจอมา ที่นี้เราก็จะมาดูกันว่า การแก้อสมการค่าสัมบูรณ์มีความแตกต่างกับการแก้อสมการทั่วไป อย่างไรบ้าง

การแก้อสมการในรูปค่าสัมบูรณ์

ทฤษฎีบท
ให้ katex is not defined เป็นจำนวนจริงบวก

  1. katex is not defined ก็ต่อเมื่อ katex is not defined
  2. katex is not defined ก็ต่อเมื่อ katex is not defined
  3. katex is not defined ก็ต่อเมื่อ katex is not defined หรือ katex is not defined
  4. katex is not defined ก็ต่อเมื่อ katex is not defined หรือ katex is not defined

เพื่อเพิ่มความเข้าใจในทฤษฎีบท เราลองมาดูตัวอย่างกัน

ตัวอย่างที่ 18 

จงหาเซตคำตอบของอสมการ katex is not defined 

วิธีทำ

 จากทฤษฎีบทจะได้ว่า   

katex is not defined 

katex is not defined

 katex is not defined 

 katex is not defined

ดังนั้น เซตคำตอบของอสมการ  คือ  katex is not defined หรือ katex is not defined 

นอกจากอสมการที่มีจำนวนเต็มแล้ว เราจะมาดูอสมการที่มีพหุนามว่ามีวิธีแก้โจทย์อย่างไร

ตัวอย่างที่ 19

จงหาเซตคำตอบของอสมการ katex is not defined 

แนวคิด เราจะพิจารณาในกรณีที่ katex is not defined และ katex is not defined 

วิธีทำ

กรณีที่ 1

katex is not defined นั่นคือ katex is not defined 

จะได้ katex is not defined 

          katex is not defined 

แสดงว่า x สามารถเป็นจำนวนจริงใดก็ได้ หรือ katex is not defined

ดังนั้น ค่า x ที่สอดคล้อง คือ  katex is not defined และ katex is not defined 

นั่นคือ  katex is not defined หรือkatex is not defined 

กรณีที่ 2

katex is not defined  นั่นคือ  katex is not defined  

จะได้ katex is not defined

               katex is not defined 

                     katex is not defined 

                            katex is not defined 

ดังนั้น ค่า katex is not defined ที่สอดคล้อง คือ katex is not defined และ katex is not defined

นั่นคือ  katex is not defined หรือ katex is not defined

ดังนั้น เซตคำตอบของอสมการ คือ katex is not defined หรือ katex is not defined

จะเห็นได้ชัดเจนเลยว่า การตรวจคำตอบเป็นสิ่งสำคัญ หลังจากที่เราได้คำตอบมาแล้ว ก็ยังไม่สามารถตอบได้ทันที เราต้องนำเงื่อนไขที่กำหนดไว้มาพิจารณาร่วมด้วยเพื่อเป็นการตรวจสอบความถูกต้องนั่นเอง ในตัวอย่างถัดไปเราจะมาดูอสมการค่าสัมบูรณ์ ที่ทั้งสองข้างของสมการอยู่ในรูปค่าสัมบูรณ์กันว่าทำอย่างไร 

ตัวอย่างที่ 20

จงหาเซตคำตอบของอสมการ katex is not defined 

แนวคิด เราจะใช้วิธียกกำลังสองทั้งสองข้างของอสมการ เพื่อปลดเครื่องหมายค่าสัมบูรณ์ออกนั่นเอง

วิธีทำ

เนื่องจาก katex is not defined และ katex is not defined

จะได้ katex is not defined 

katex is not defined 

katex is not defined  

katex is not defined

katex is not defined

ดังนั้น เซตคำตอบของอสมการ คือkatex is not defined 

หลังจากได้อ่านสรุปเนื้อหาและฝึกทำแบบฝึกหัดกันไปบางส่วน หลายคนคงจะเข้าใจเนื้อหาบทจำนวนจริงเพิ่มขึ้นแล้ว
ใช่ไหมม แต่ถ้าใครยังไม่เข้าใจก็เป็นไรน้าา พี่อยากให้น้อง ๆ ค่อย ๆ ทำความเข้าใจเนื้อหาและฝึกทำโจทย์กันบ่อย ๆ ควบคู่ไปด้วยกันน้า จะได้ทำโจทย์คล่องมือมากขึ้น แถมเป็นการทบทวนเนื้อหาไปในตัวด้วย ซึ่งถ้าใครกำลังมองหาโจทย์หรือ
แบบฝึกหัดที่อยากฝึกทำเพิ่มเติม พี่ก็มีให้ดาวน์โหลดข้อสอบจำนวนจริง ม.4 ด้วยน้าา แวะไปดูกันได้เลยย

ส่วนน้อง ๆ คนไหนที่ลองทำโจทย์หรือดูคลิปติวแล้วยังไม่เข้าใจ อาจเป็นเพราะยังไม่แม่นเนื้อหา หรือพื้นฐานจากบทเรียนก่อนหน้านี้ไม่แข็งแรง พี่แนะนำให้ทวนเนื้อหาให้แม่นก่อนน้า แล้วค่อยมาทำโจทย์เพื่อทบทวนความเข้าใจของตัวเอง

แต่ถ้าใครยังกังวล กลัวว่าถ้าทบทวนเองแล้วจะไม่เข้าใจ อยากได้คนช่วยไกด์

เนื้อหาคณิตศาสตร์ ม.ปลาย อาจดูเป็นเรื่องยากในความคิดของน้อง ๆ หลายคน แต่ที่จริงถ้าเรามีพื้นฐานที่ดี ทบทวนบทเรียนและฝึกทำโจทย์บ่อย ๆ ก็จะทำให้เข้าใจในเนื้อหามากขึ้น แต่ถ้าใครยังกังวล กลัวว่าถ้าทบทวนเองแล้วจะไม่เข้าใจ จนทำให้เรียนบทอื่นต่อไม่ได้ อยากได้คนช่วยไกด์ พี่ขอแนะนำคอร์สติวคณิตศาสตร์ ม.4 – 6 แบบบุฟเฟต์สำหรับเสริมเกรด จาก SmartMathPro เลยย สมัครครั้งเดียวคุ้มมากกเรียนได้จนจบม.6 พร้อมส่วนลดสูงสุด 35%

โดยในคอร์ส พี่ปูพื้นฐานละเอียด เจาะลึกเฉพาะบท อิงตามหลักสูตร สสวท. ใครพื้นฐานไม่ดีก็เรียนได้สบายมากใครสนใจดูรายละเอียดเพิ่มเติมก็ คลิก ได้เลย

ดูคลิปติวเรื่อง "จำนวนจริง ม.4"

ติดตามคลิปติวฟรีอื่น ๆ จากพี่ปั้น ได้ทาง YouTube Channel : SmartMathPro

บทความ แนะนำ

บทความ แนะนำ

สรุปเนื้อหาคณิต เซต ม.4 พร้อมแจกฟรีเช็กลิสต์
เซต (Set) คืออะไร สรุปเนื้อหาเซต ม.4 พร้อมโจทย์และเฉลย
สรุปเนื้อหาคณิต "ตรรกศาสตร์" ม.4
ตรรกศาสตร์ ม.4 สรุปเนื้อหาครบ พร้อมโจทย์ตรรกศาสตร์และวิธีทำ
สรุปเนื้อหาคณิต ม.5 ทั้งเทอม 1 และ 2
คณิตศาสตร์ ม.5 เทอม 1 เทอม 2 เรียนอะไร? สรุปครบทั้งพื้นฐานและเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหาคณิต ม.6 เรียนอะไรบ้าง
คณิตศาสตร์ ม.6 เทอม 1 เทอม 2 คณิตพื้นฐานและเพิ่มเติม เรียนอะไรบ้าง?
สรุปเนื้อหาคณิตศาสตร์ ม.ปลาย ม.4 ม.5 ม.6 ต้องเรียนอะไรบ้าง
คณิตศาสตร์ ม.ปลาย (ม.4 ม.5 ม.6) หลักสูตรใหม่ เรียนเรื่องอะไรบ้าง ?

สำหรับน้อง ๆ ที่สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติม รวมถึงติดตามข่าวสารต่าง ๆ ที่อัปเดตอย่างเรียลไทม์ ได้ที่

Line : @smartmathpronews

FB : Pan SmartMathPro ติวคณิต By พี่ปั้น 

IG : pan_smartmathpro

X : @PanSmartMathPro

Tiktok : @pan_smartmathpro

Lemon8 : @pan_smartmathpro

Share