ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน
ในชีวิตประจำวันเรามักได้พบสิ่งที่เกี่ยวข้องกันเสมอ เช่น สินค้ากับราคาของสินค้า คนไทยทุกคนจะต้องมีเลขบัตรประชาชนเป็นของตนเอง ตัวอย่างที่กล่าวมาเป็นตัวอย่างที่แสดงความสัมพันธ์ของสิ่งสองสิ่งที่เกี่ยวข้องกันภายใต้กฎเกณฑ์อย่างใดอย่างหนึ่ง สำหรับในรายวิาคณิตศาตร์มีสิ่งที่แสดงความสัมพันธ์ดังตัวอย่างต่อไปนี้
สมบัติของคู่อันดับ
- (a,b) = (b,a) ก็ต่อเมื่อ a = b
- ถ้า (a,b) = (c,d) แล้วจะได้ a = c และ b = d
- ถ้า (a,b) ≠ (c,d) แล้วจะได้ a ≠ c หรือ b ≠ d
หมายเหตุ :
การเท่ากันของคู่อันดับ หมายถึง (x1, y1) = (x2, y2) ก็ต่อเมื่อ
x1 = y1 และ x2 = y2 หรือก็คือ ตัวหน้า = ตัวหน้า, ตัวหลัง = ตัวหลัง
ศูนย์ น้อยกว่า หนึ่ง
{1,2} ไม่เท่ากับ {12}
เช่น ความสัมพันธ์ “แอบชอบ” ระหวาง กลุ่มผู้ชาย ซึ่งประกอบด้วย สมชาย
สมหวังสมปอง และ สมบัติ
ไปยุ่งกับกลุ่มผู้หญิง ซึ่งประกอบด้วย สมหญิง สมศรี และสมหมาย
โดย สมชาย แอบชอบ สมหญิง สมหวัง แอบชอบ สมหญิง และ สมบัติ แอบชอบ สมศรีและสมหญิง
สิ่งที่ต้องระวังคือ ความสัมพันธ์ส่วนใหญ “สลับที่ไม่ได้”
นั่นคือ การที่ สมชาย แอบชอบ สมหญิง ไม่ได้แปลว่า สมหญิง แอบชอบ สมชาย และในบางกรณี กลุ่มหน้า กับ กลุ่มหลัง อาจเป็นกลุมเดียวกันได้ด้วย
จะสามารถเขียนแผนภาพได้กลมหน้ากับกลมหลงเป็นกลมเดียวกัน ดังรูป
ในกรณีที่ กลุ่มหน้ากับกลุ่มหลังเป็นกลุ่มเดียวกัน เราจะเรียกว่า ความสัมพันธ์ “ในกลุ่ม”
ิ
ในเรื่องนี้ เรานิยมใชสัญลักษณ 𝑟 เป็นตัวแปรแทนความสัมพันธ์เช่น ความสัมพันธ์ “แอบชอบ” จะแทนด้วย 𝑟แอบชอบ
ความสัมพันธ์ “ชกโดน” จะแทนด้วย 𝑟ชกโดน
นอกจากการวาดเป็นแผนภาพแล้ว เรายังสามารถใช้ “เซตของคู่อันดับ” มาช่วยเขียนความสัมพันธ์ได้ด้วย
โดย คู่อันดับ (𝑥, 𝑦) จะมีความหมายว่า 𝑥 สัมพันธ์กับ 𝑦เช่น 𝑟แอบชอบ = {(สมชาย, สมหญิง), (สมหวัง, สมหญิง), (สมบัติ, สมหญิง), (สมบัติ, สมศีร)}
𝑟ชกโดน = {(สมชาย, สมหวัง), (สมชาย, สมบัติ), (สมบัติ, สมปอง)}
โดยเราสมารถเขียนเซตเหล่านี้ “แบบบอกเงื่อนไข” ได้ด้วยเช่น 𝑟แอบชอบ = {(𝑥, 𝑦) | 𝑥 แอบชอบ 𝑦}
𝑟ชกโดน = {(𝑥, 𝑦) | 𝑥 ชกโดน 𝑦}
และ เราสามารถใช้ผลคูณคาร์ทีเซียน เพื่อช่วยบอกขอบเขตของความสัมพันธุ์ได้ด้วยเช่น 𝑟แอบชอบ = {(𝑥, 𝑦) ∈ เซตของผู้ชาย 𝑥 เซตของผ้หญิง | 𝑥 แอบชอบ 𝑦}
(เอาเฉพาะ 𝑥 ในกลุ่มผู้ชาย มาสัมพันธ์กับ 𝑦 ในกลุ่มผู้หญิง)
(เอาเฉพาะ 𝑥 ในกลุ่มผู้ชาย มาสัมพันธกับ 𝑦 ในกลุ่มผู้ชาย)
อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ที่เราจะเจอในเรื่องนี้ ส่วนใหญ่จะเป็นความสัมพันธ์ระหว่างตัวเลขเช่น 𝑟ยกกำลังสอง ระหว่าง N ไปยัง R = { (𝑥, 𝑦) ∈ N 𝑥 R | 𝑥2= 𝑦 }
= { (1, 1), (2, 4), (3, 9), … }
𝑟มากกว่า ระหว่าง I ไปยัง N = { (𝑥, 𝑦) ∈ I 𝑥 N | 𝑥 > 𝑦 }
= { (2, 1), (3, 1), (3, 2), (4, 1), (4, 2), (4, 3), … }
𝑟หารลงตัว ภายใน N = { (𝑥, 𝑦) ∈ N 𝑥 N | 𝑥 หาร 𝑦 ลงตัว }
= { (1, 1), (1, 2), (1, 3), … , (2, 2), (2, 4), (2, 6), …, (3, 3), (3, 6), (3, 9), … }
ตัวอย่าง กำหนดให้ 𝐴 = {1, 2, 3, 4, 5} , 𝐵 = {3, 4, 5, 6, 7} จงเขียนความสัมพันธ์ “บวกกันได้ 6” ระหว่าง 𝐵 ไปยัง 𝐴 ทั้งแบบแจกแจงสมาชิก และแบบบอกเงื่อนไขวิธีทำ ข้อนี้ ระวังให้ดี โจทย์ต้องการความสัมพันธ์ ระหว่าง 𝐵 ไปยัง 𝐴 ดังนั้น ต้องเอา 𝐵 ขึ้นก่อน
จะเห็นว่า 3 + 3 = 6
4 + 2 = 6
และ 5 + 1 = 6
ดังนั้น เขียนความสัมพันธ์แบบแจกแจงได้เป็น 𝑟 = { (3, 3), (4, 2), (5,1) }และ เขียนแบบบอกเงื่อนไขได้เป็น 𝑟 = { (𝑥, 𝑦) ∈ B 𝑥 A | 𝑥 + 𝑦 = 6 }