ระบบจำนวนจริง
จากแผนผังแสดงความสัมพันธ์ของจำนวนข้างต้น จะพบว่า ระบบจำนวนจริง จะประกอบไปด้วย
1. จำนวนอตรรกยะ หมายถึง จำนวนที่ไม่สามารถเขียนให้อยู่ในรูปเศษส่วนของจำนวนเต็ม หรือทศนิยมซ้ำได้ ตัวอย่างเช่น √2 , √3, √5, -√2, – √3, -√5 หรือ ¶ ซึ่งมีค่า 3.14159265…
2. จำนวนตรรกยะ หมายถึง จำนวนที่สามารถเขียนให้อยู่ในรูปเศษส่วนของจำนวนเต็มหรือทศนิยมซ้ำได้ ตัวอย่างเช่น
เขียนแทนด้วย 0.5000…
เขียนแทนด้วย 0.2000…
ระบบจำนวนตรรกยะ
จำนวนตรรกยะยังสามารถแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ | ||
1. จำนวนตรรกยะที่ไม่ใช่จำนวนเต็ม หมายถึง จำนวนที่สามารถเขียนให้อยู่ในรูปเศษส่วนหรือทศนิยมซ้ำได้ แต่ไม่เป็นจำนวนเต็ม ตัวอย่างเช่น | ||
2. จำนวนเต็ม หมายถึง จำนวนที่เป็นสมาชิกของเซต I = {…, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, …} เมื่อกำหนดให้ I เป็นเซตของจำนวนเต็ม | ||
• ระบบจำนวนเต็ม | ||
จำนวนเต็มยังสามารถแบ่งได้อีกเป็น 3 ประเภทด้วยกัน | ||
1. จำนวนเต็มลบ หมายถึง จำนวนที่เป็นสมาชิกของเซต I – โดยที่ I – = {…, -4, -3, -2, -1} เมื่อ I – เป็นเซตของจำนวนเต็มลบ |
||
2. จำนวนเต็มศูนย์ (0) | ||
3. จำนวนเต็มบวก หมายถึง จำนวนที่เป็นสมาชิกของเซต I+ โดยที่ I+ = {1, 2, 3, 4, …} เมื่อ I+ เป็นเซตของจำนวนเต็มบวก |
||
จำนวนเต็มบวก เรียกได้อีกอย่างว่า “จำนวนนับ” ซึ่งเขียนแทนเซตของจำนวนนับได้ด้วยสัญลักษณ์ N โดยที่ N = I+ = {1, 2, 3, 4, …} |
ระบบจำนวนเชิงซ้อน | ||
นอกจากระบบจำนวนจริงที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีจำนวนอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งได้จากการแก้สมการต่อไปนี้ | ||
x2 = -1 | ∴ x = √-1 = i | |
x2 = -2 | ∴ x = √-2 = √2 i | |
x2 = -3 | ∴ x = √-3 = √3 i | |
จะเห็นได้ว่า “ไม่สามารถจะหาจำนวนจริงใดที่ยกกำลังสองแล้วมีค่าเป็นลบ” เราเรียก √-1 หรือจำนวนอื่นๆ ในลักษณะนี้ว่า “จำนวนจินตภาพ”และเรียก i ว่า “หนึ่งหน่วยจินตภาพ” เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ i | ||
ยูเนียนของเซตจำนวนจริงกับเซตจำนวนจินตภาพ คือ ” เซตจำนวนเชิงซ้อน ” (Complex numbers) |
สมบัติของจำนวนจริง
• สมบัติการเ่ท่ากันของจำนวนจริง | ||||
กำหนด a, b, c เป็นจำนวนจริงใดๆ | ||||
1. สมบัติการสะท้อน a = a | ||||
2. สมบัติการสมมาตร ถ้า a = b แล้ว b = a | ||||
3. สมบัติการถ่ายทอด ถ้า a = b และ b = c แล้ว a = c | ||||
4. สมบัติการบวกด้วยจำนวนที่เท่ากัน ถ้า a = b แล้ว a + c = b + c | ||||
5. สมบัติการคูณด้วยจำนวนที่เท่ากัน ถ้า a = b แล้ว ac = bc | ||||
• สมบัติการบวกในระบบจำนวนจริง | ||||
กำหนด a, b, c เป็นจำนวนจริงใดๆ | ||||
1. สมบัติปิดการบวก a + b เป็นจำนวนจริง | ||||
2. สมบัติการสลับที่ของการบวก a + b = b + c | ||||
3. สมบัติการเปลี่ยนกลุ่มการบวก a + ( b + c) = ( a + b ) + c | ||||
4. เอกลักษณ์การบวก 0 + a = a = a + 0 | ||||
นั่นคือ ในระบบจำนวนจริงจะมี 0 เป็นเอกลักษณ์การบวก | ||||
5. อินเวอร์สการบวก a + ( -a ) = 0 = ( -a ) + a | ||||
นั่นคือ ในระบบจำนวนจริง จำนวน a จะมี -a เป็นอินเวอร์สของการบวก | ||||
• สมบัติการคูณในระบบจำนวนจริง | ||||
กำหนดให้ a, b, c, เป็นจำนวนจริงใดๆ | ||||
1. สมบัติปิดการคูณ ab เป็นจำนวนจริง | ||||
2. สมบัติการสลับที่ของการคูณ ab = ba | ||||
3. สมบัติการเปลี่ยนกลุ่มของการคูณ a(bc) = (ab)c | ||||
4. เอกลักษณ์การคูณ 1 · a = a = a · 1 | ||||
นั่นคือในระบบจำนวนจริง มี 1 เป็นเอกลักษณ์การคูณ | ||||
5. อินเวอร์สการคูณ a · a-1 = 1 = a · a-1, a ≠ 0 | ||||
นั่นคือ ในระบบจำนวนจริง จำนวนจริง a จะมี a-1 เป็นอินเวอร์สการคูณ ยกเว้น 0 | ||||
6. สมบัติการแจกแจง | ||||
a( b + c ) = ab + ac | ||||
( b + c )a = ba + ca | ||||
จากสมบัติของระบบจำนวนจริงที่ได้กล่าวไปแล้ว สามารถนำมาพิสูจน์เป็นทฤษฎีบทต่างๆ ได้ดังนี้ | ||||
ทฤษฎีบทที่ 1 | กฎการตัดออกสำหรับการบวก | |||
เมื่อ a, b, c เป็นจำนวนจริงใดๆ | ||||
ถ้า a + c = b + c แล้ว a = b | ||||
ถ้า a + b = a + c แล้ว b = c | ||||
ทฤษฎีบทที่ 2 | กฎการตัดออกสำหรับการคูณ | |||
เมื่อ a, b, c เป็นจำนวนจริงใดๆ | ||||
ถ้า ac = bc และ c ≠ 0 แล้ว a = b | ||||
ถ้า ab = ac และ a ≠ 0 แล้ว b = c | ||||
ทฤษฎีบทที่ 3 | เมื่อ a เป็นจำนวนจริงใดๆ | |||
a · 0 = 0 | ||||
0 · a = 0 | ||||
ทฤษฎีบทที่ 4 | เมื่อ a เป็นจำนวนจริงใดๆ | |||
(-1)a = -a | ||||
a(-1) = -a | ||||
ทฤษฎีบทที่ 5 | เมื่อ a, b เป็นจำนวนจริงใดๆ | |||
ถ้า ab = 0 แล้ว a = 0 หรือ b = 0 | ||||
ทฤษฎีบทที่ 6 | เมื่อ a เป็นจำนวนจริงใดๆ | |||
a(-b) = -ab | ||||
(-a)b = -ab | ||||
(-a)(-b) = ab | ||||
เราสามารถนิยามการลบและการหารจำนวนจริงได้โดยอาศัยสมบัติของการบวกและการคูณใน ระบบจำนวนจริงที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้น |
||||
• การลบจำนวนจริง | ||||
บทนิยาม | เมื่อ a, b เป็นจำนวนจริงใดๆ | |||
a- b = a + (-b) | ||||
นั่นคือ a – b คือ ผลบวกของ a กับอินเวอร์สการบวกของ b | ||||
• การหารจำนวนจริง | ||||
บทนิยาม | เมื่อ a, b เป็นจำนวนจริงใดๆ เมื่อ b ≠ 0 | |||
|
||||
|
การดำเนินการของพหุนาม
เอกลักษณ์ที่ถูกนำไปใช้บ่อยในการแก้สมการพหุนาม หรือ อสมการพหุนาม ถ้าน้องๆ รู้เอกลักษณ์เหล่านี้จะช่วยให้น้องๆ แก้โจทย์ได้ง่ายและเร็วขึ้น
พหุนามคือ พจน์ติดตัวแปรที่เขียนได้ในรูป anxn + an-1xn-1 + an-2xn-2 + … + a1x + a0 = 0
- n คือ ดีกรี หรือ กำลังของพหุนาม
- an คือ สัมประสิทธิ์ของพจน์แรก
บทนิยาม | สมการพหุนามตัวแปรเดียว คือ สมการที่อยู่ในรูป |
anxn + an-1xn-1 + an-2xn-2 + … + a1x + a0 = 0 | |
เมื่อ n เป็นจำนวนเต็มบวก และ an, an-1, an-2 ,…, a1, a0 เป็นจำนวนจริง ที่เป็นสัมประสิทธิ์ของพหุนาม โดยที่ an ≠ 0 เรียกสมการนี้ว่า “สมการพหุนามกำลัง n“ | |
ตัวอย่างเช่น
|
x3 – 2x2 + 3x -4 = 0 |
4x2 + 4x +1 = 0 | |
2x4 -5x3 -x2 +3x -1 = 0 |