44
3.1 การหาจาํ นวนสมาชกิ ของเซตจาํ กดั
ถาเซต A และ B ไมมสี มาชกิ รวมกันจะได
n (A B) = n (A) + n (B)
ถาเซต A และ B มสี มาชิกบางตวั รว มกนั จะได
n (A B) = n (A) + n (B) – n (A B)
พิจารณาจากรปู ตวั เลขในภาพแสดงจํานวนสมาชิกเซต
จะได 1) n (A) = 16 2) n (B) = 18
2) n (A B) = 6 4) n (A B) = 28
5) n ( A/ ) = 12 6) n ( B / ) = 10
7) n (A B)/ = 22 8) n ( A/ B/ ) = 22
ตัวอยางที่ 3 กําหนดให A มีสมาชิก 15 ตัว B มีสมาชิก 12 ตวั A B
มสี มาชกิ 7 ตวั จงหาจํานวนสมาชิกของ A B
วิธีทํา
n (A) = 15 , n (B) = 12 , n (A B ) = 7
จากสูตร n ( A B ) = n ( A ) + n (B) - n ( A B) = 15 + 12 – 7 = 20
ดงั น้นั จํานวนสมาชกิ ของ A B เทา กบั 20 ตวั
45
ตัวอยางท่ี 4 กําหนดให A และ B เปนสับเซตของ U โดยท่ี U = ( 1 , 2 , 3 , . . . , 10 }
ถา n (A/ B/ ) = 5 , n (A/ ) = 3 , n (B) = 6 แลว จงหา n ( A B) /
วิธที ํา
จาก n ( U ) = 10 , n (A/ B/ ) = 5 , n (A/ ) = 3 , n (B) = 6
n (A B) = n (A B/) n ( A B) = 10 – 5 = 5
n (A) = 10 – 3 = 7
n ( A B ) = n ( A ) + n (B) - n ( A B)
n(A B) = 7+6–5 = 8
n ( A B) / = 10 - 8 = 2
ถา เซต A เซต B และเซต C มสี มาชิกบางตัวรวมกนั
n (A B C ) = n (A) + n (B) + n (C) - n (A B) – n (B C) - n (A C) + n (A B C)
ตัวอยางท่ี 5 พิจารณาจากรูป ตัวเลขในภาพแสดงจํานวนสมาชกิ ของเซต
จะได = 60
1) n (U) = 26
2) n (A) =7
3) n (B C) =8
4) n (A C) =3
5) n (A B C )
46
3.2 การนาํ เซตไปใชในการแกป ญ หา
การแกป ญ หาโจทยโดยใชค วามรูเ ร่ืองเซต สิง่ ท่ีนาํ มาใชประโยชนม ากกค็ อื การเขียนแผน
ภาพเวนน - ออยเลอร และนําความรเู รอ่ื งสมาชิกของเซตจาํ กดั ดงั ที่จะศกึ ษารายละเอียดตอไปนี้
ตัวอยา งท่ี 1 บริษัทแหง หนง่ึ มีพนักงาน 80 คน พบวา พนักงาน 18 คนมีรถยนต พนกั งาน 23 คน
มบี า นเปน ของตวั เอง และพนกั งาน 9 คน มบี านของตัวเองและรถยนต
จงหา
1) จาํ นวนพนกั งานทงั้ หมดทีม่ รี ถยนตห รือมีบานเปนของตวั เอง
2) จํานวนพนกั งานทีไ่ มม รี ถยนตห รือบา นของตวั เอง
วธิ ีทาํ ให A แทนเซตของพนกั งานท่ีมีรถยนต
B แทนเซตของพนักงานทีม่ บี านเปน ของตวั เอง
เขยี นจาํ นวนพนักงานที่สอดคลองกบั ขอมลู ลงในแผนภาพไดดังน้ี
1) n (A) = 18 , n (B) = 23 , n (A B) = 9
พิจารณา n (A B) = n(A) + n(B) - n (A B) = 18 + 23 – 9 = 32
ดังน้นั จาํ วนพนักงานที่มรี ถยนตหรอื มีบานของตวั เองเปน 32 คน
2) เนือ่ งจากพนักงานท้งั หมด 80 คน
นนั่ คอื พนกั งานทไี่ มมรี ถยนตห รือบา นของตวั เอง = 80 - 32 = 48 คน
ดงั นนั้ พนกั งานทไี่ มมรี ถยนตห รือบานของตัวเองเปน 48 คน
47
ตวั อยางท่ี 2 ในการสํารวจเกย่ี วกับความชอบของนักศกึ ษา 100 คน พบวา นกั ศึกษาท่ีชอบเรยี น
คณติ ศาสตร 52 คน นกั ศกึ ษาที่ชอบเรยี นภาษาไทย 60 คน นกั ศกึ ษาทไ่ี มชอบเรยี น
คณติ ศาสตรและไมชอบเรียนภาษาไทยมี 14 คน จงหานักศกึ ษาทช่ี อบเรยี นคณติ ศาสตร
และภาษาไทย
วธิ ีทํา แนวคดิ ท่ี 1 ให A แทนเซตของนักศกึ ษาทีช่ อบเรียนคณิตศาสตร
B แทนเซตของนกั ศกึ ษาท่ีชอบเรียนภาษาไทย
จาก n (A) = 52 , n(B) = 60
n ( A/ B/ ) = 14 = n ( A B )/ [A/ B/ = ( A B ) / ]
n ( A B ) = 100
n ( A B ) = n(A) + n(B) - n (A B)
100 – 14 = 52 + 60 - n (A B)
86 = 52 + 60 - n (A B)
n (A B) = 112 - 86 = 26
ดังนั้น จํานวนนกั ศกึ ษาท่ีชอบเรยี นคณติ ศาสตรแ ละภาษาไทย มี 26 คน
แนวคดิ ท่ี 2
ให x แทนจาํ นวนนกั ศกึ ษาทช่ี อบเรยี นคณติ ศาสตรและภาษาไทย
จากแผนภาพเขยี นสมการไดด งั น้ี
( 52 - x ) + x + ( 60 - x ) = 100 - 14
112 - x = 86
x = 112 - 86 = 26
ดังน้นั จาํ นวนนักศกึ ษาที่ชอบเรยี นคณิตศาสตรแ ละภาษาไทย มี 26 คน
48
ตวั อยางท่ี 3 นกั ศึกษาสาขาหนงึ่ มี 1,000 คน มนี กั ศกึ ษาเรยี นภาษาอังกฤษ 800 คน เรยี น
คอมพวิ เตอร 400 คน และเลือกเรียนทง้ั สองวชิ า 280 คน อยากทราบวา
1) มนี ักศกึ ษากคี่ นทเี่ รยี นภาษาอังกฤษเพยี งวชิ าเดียว
2) มีนักศกึ ษากค่ี นที่เรยี นคอมพวิ เตอรเพียงวชิ าเดยี ว
3) มนี ักศกึ ษากค่ี นที่ไมไดเรียนวชิ าใดวิชาหนึง่ เลย
4) มีนักศกึ ษากคี่ นทไี่ มไดเ รียนท้ังสองวชิ าพรอ มกัน
วธิ ีทาํ ให U แทนเซตของนกั ศกึ ษาท้ังหมด
A แทน เซตของนักศกึ ษาทเี่ รียนวชิ าภาษาอังกฤษ
B แทน เซตของนักศึกษาทเ่ี รียนวิชาคอมพวิ เตอร
A B แทน เซตของนกั ศกึ ษาทีเ่ รียนทั้งสองวชิ า
n ( U ) = 1,000 , n ( A ) = 800 , n ( B ) = 400 , n (A B) = 280
เขยี นแผนภาพไดดงั น้ี
1) นักศกึ ษาทเ่ี รยี นภาษาอังกฤษเพยี งวชิ าเดียวมจี าํ นวน 800 - 280 = 520 คน
2) นักศกึ ษาทเ่ี รียนคอมพวิ เตอรเพียงวชิ าเดียวมีจํานวน 400 - 280 = 120 คน
3) นักศกึ ษาทีไ่ มไดเรยี นวชิ าใดวชิ าหน่งึ เลย คือสว นที่แรเงาในแผนภาพซงึ่ มีจํานวน
เทากับ 1,000 - 520 - 280 - 120 = 80 คน
49
4) นักศกึ ษาทไ่ี มเรยี นทงั้ สองวชิ าพรอมกนั คอื นกั ศกึ ษาท่ีเรียนวชิ าใดวิชาหนงึ่ เพยี งวชิ า
เดยี ว รวมกบั นกั ศกึ ษาทไ่ี มเรียนวชิ าใดเลย คอื สวนที่แรเงาในแผนภาพ ซึง่ มจี าํ นวน
เทากบั 1,000 - 280 = 720 หรือ 520 + 120 + 80 = 720 คน
ตัวอยางที่ 4 ในการสํารวจผใู ชสบู 3 ชนดิ คือ ก , ข , ค พบวา มผี ใู ชชนดิ ก. 113 คน,
ชนดิ ข. 180 คน, ชนิด ค. 190 คน, ใชช นิด ก . และ ข. 45 คน, ชนดิ ก.
และ ค. 25 คน, ชนดิ ข. และ ค. 20 คน, ท้ัง 3 ชนิด 15 คน, ไมใ ชท ั้ง 3
ชนดิ 72 คน จงหาจาํ นวนของผเู ขา รับการสาํ รวจทง้ั หมด
วิธที ํา
แนวคิดท่ี 1
ให A แทนผใู ชสบูช นิด ก.
B แทนผใู ชสบูชนิด ข.
C แทนผูใ ชส บูช นดิ ค.
จาก n (A B C) = n (A) + n (B) + n (C) - n (A B) – n (B C)
- n ( A C ) + n (A B C)
โดยที่ n (A) = 113
n (B) = 180
n (C) = 190
n (A B) = 45
n (A C) = 25
n (B C) = 20
n (A B C) = 15
n (A B C ) = n (A) + n (B) + n (C) - n (A B) – n (B C) -
n (A C) + n (A B C)
n (A B C) = 113 + 180 + 190 - 45 – 20 – 25 + 15 = 408
50
จาํ นวนผูท ใี่ ชสบู ก. หรือ ข. หรือ ค. = 408 คน
จํานวนผทู ี่ไมใ ชท้ัง 3 ชนิด = 72 คน
ดังนั้น จํานวนของผเู ขารับการสาํ รวจทงั้ หมด 408 + 72 = 480 คน
แนวคิดท่ี 2
ให A แทนผใู ชส บูช นิด ก.
B แทนผใู ชสบชู นิด ข.
C แทนผใู ชสบูชนิด ค.
จาํ นวนผูท ใี่ ชสบู ก. หรอื ข. หรือ ค. = 58 + 30 + 10 + 15 + 160 + 5 + 130
= 408 คน
จํานวนผทู ี่ไมใ ชท งั้ 3 ชนิด = 72 คน
ดังนัน้ จาํ นวนของผเู ขา รับการสาํ รวจทั้งหมด 408 + 72 = 480 คน
51
แบบฝกหดั ท่ี 3
1. จงแรเงาแผนภาพที่กาํ หนดใหเ พอื่ แสดงเซตตอไปน้ี
1) B
2) A B
3) A
4) A B
5) A B
2. จากแผนภาพท่ีกาํ หนดให
จงหาคา
1) A
2) A B
3) AU B
4) A B
52
3. จากแผนภาพ
กาํ หนดให U , A, B และ AB เปน เซตทม่ี จี าํ นวนสมาชกิ 100 ,40,25, และ 6 ตามลําดบั
จงเตมิ จํานวนสมาชกิ ของเซตตา ง ๆ ลงในตารางตอ ไปน้ี
เซต A-B B-A AB A B ( A B
จํานวนสมาชกิ
4. จากการสอบถามผเู รยี นชอบเลนกฬี า 75 คน พบวา ชอบเลนปง ปอง 27 คน ชอบเลนแบตมนิ ตัน
34 คน ชอบเลนฟุตบอล 42 คน ชอบท้งั ฟุตบอลและปง ปอง 14 คน ชอบทง้ั ฟตุ บอลและ
แบตมนิ ตัน 12 คน ชอบทัง้ ปงปองและแบดมนิ ตนั 10 คน ชอบท้งั สามประเภท 7 คน
จงหาวานกั ศกึ ษาท่ชี อบเลนกฬี าประเภทเดยี วมกี คี่ น
53
บทท่ี 4
การใหเ หตผุ ล
สาระสําคญั
1. การใหเหตุผลแบบอปุ นัยเปนการสรุปผลภายหลังจากคน พบความจริงทไ่ี ดจ ากการสงั เกต
หรอื การทดลองหลาย ๆ ครัง้ จากทกุ ๆ กรณยี อ ยแลว นําบทสรุปมาเปน ความรูแบบทั่วไปเรา
เรียกขอ สรุปแบบนี้วา “ ขอ ความคาดการณ”
2. การใหเหตุผลแบบนิรนยั ไมไ ดค าํ นึงถึงความจริงหรอื ความเท็จแตจะคํานงึ เฉพาะขอ สรปุ ที่
ตองสรปุ ออกมาไดเทานั้น
ผลการเรียนรูทคี่ าดหวัง
1. อธบิ ายและใชก ารใหเหตุผลแบบอปุ นยั และนิรนยั ได
2. บอกไดวา การอางเหตุผลสมเหตุสมผลหรือไม โดยใชแผนภาพเวนน – ออยเลอรได
ขอบขายเนื้อหา
เรื่องที่ 1 การใหเหตผุ ล
เร่ืองท่ี 2 การอา งเหตุผลโดยใชแ ผนภาพเวนน – ออยเลอร
54
เร่ืองที่ 1 การใหเ หตุผล
การใหเหตผุ ลมีความสาํ คัญ เพราะการดําเนนิ ชวี ติ ของคนเราตองขึ้นอยกู บั เหตุผลไมวา จะเปน
ความเช่อื การโตแ ยง และการตดั สนิ ใจ เราจาํ เปนตองใชเหตผุ ลประกอบทั้งส้นิ อีกทัง้ ยงั เปน พน้ื ฐานท่ี
สําคัญในการหาความรขู องศาสตรตาง ๆ อีกดว ย การใหเหตผุ ล แบง เปน 2 ประเภท ไดแ ก การให
เหตุผลแบบอุปนยั และการใหเ หตุผลแบบนิรนยั
1.1 การใหเหตผุ ลแบบอปุ นยั ( Inductive Reasoning )
การใหเ หตุผลแบบอปุ นยั หมายถึง การสรปุ ผลภายหลงั จากการคน พบความจริงท่ไี ดจ าก
การใชส ังเกต หรือการทดลองมาแลว หลาย ๆ ครัง้ จากทกุ ๆ กรณียอ ย ๆ แลวนาํ บทสรปุ มาเปน
ความรแู บบทวั่ ไป หรอื อีกนยั หน่งึ การใหเ หตผุ ลแบบอปุ นัย หมายถึง การใหเหตผุ ลโดยยดึ ความ
จรงิ สว นยอยที่พบเหน็ ไปสูค วามจริงสวนใหญ
ตวั อยางการใหเ หตผุ ลแบบอปุ นัย
1. มนุษยส งั เกตพบวา : ทุก ๆวนั ดวงอาทติ ยข้ึนทางทิศตะวนั ออก และตกทางทิศตะวนั ตก
จงึ สรุปวา : ดวงอาทิตยข ึ้นทางทิศตะวนั ออก และตกทางทศิ ตะวันตกเสมอ
2. สุนทรี พบวา ทกุ ครั้งท่คี ณุ แมไปซือ้ กว ยเตย๋ี วผดั ไทยจะมตี น กยุ ชา ยมาดวยทกุ ครัง้
จงึ สรุปวา กว ยเตีย๋ วผดั ไทยตองมตี น กุยชาย
3. ชาวสวนมะมวงสงั เกตมาหลายปพบวา ถา ปใดมีหมอกมาก ปน้นั จะไดผ ลผลติ นอย
เขาจึงสรปุ วา หมอกเปน สาเหตุที่ทําใหผ ลผลติ นอย ตอ มามีชาวสวนหลายคนทดลอง
ฉีดน้ําลา งชอมะมว ง เมอื่ มีหมอกมาก ๆ พบวา จะไดผลผลิตมากขน้ึ
จึงสรปุ วา การลา งชอมะมว งตอนมีหมอกมาก ๆ จะทาํ ใหไ ดผลผลติ มากขึ้น
55
4. นายสมบตั ิ พบวา ทกุ ครงั้ ทท่ี ําความดจี ะมีความสบายใจ
จึงสรุปผลวา การทาํ ความดจี ะทําใหเกิดความสบายใจ
ตวั อยา งการใหเ หตผุ ลแบบอุปนัยทางคณติ ศาสตร
1. จงใชก ารใหเหตุผลแบบอปุ นยั สรุปผลเก่ียวกบั ผลบวกของจาํ นวนคูสองจํานวน
0+2 = 2 (จํานวนคู)
2+4 = 6 (จํานวนคู)
4+6 = 10 (จาํ นวนคู)
6+8 = 14 (จาํ นวนคู)
8+10 = 18 (จาํ นวนคู)
สรปุ ผลวา ผลบวกของจํานวนคสู องจํานวนเปน จาํ นวนคู
2. 1111 = 121
11111 = 12321
11111111 = 1234321
1111111111 = 123454321
3. (1 9) + 2 = 11
(12 9) + 3 = 111
(123 9) + 4 = 1111
(1234 9) + 5 = 11111
ขอ สงั เกต
1) ขอ สรุปของการใหเหตุผลแบบอปุ นยั อาจจะไมจ ริงเสมอไป
2) การสรปุ ผลของการใหเ หตผุ ลแบบอปุ นัยอาจขนึ้ อยกู บั ประสบการณข องผสู รปุ
3) ขอสรุปที่ไดจากการใหเ หตุผลแบบอุปนัยไมจ ําเปนตอ งเหมอื นกัน
ตัวอยาง 1. กาํ หนด จํานวน 2, 4, 6 , a จงหา จํานวน a
จะได a = 8
2. กําหนด จาํ นวน 2, 4, 6 , a จงหา จํานวน a
จะได a = 10 เพราะวา 4 + 6 = 10
3. กําหนด จาํ นวน 2, 4, 6 , a จงหา จํานวน a จะได a = 22
เพราะวา 6 = (2 4)-2 และ 22 = (4 6)-2
56
4) ขอสรปุ ของการใหเ หตุผลแบบอปุ นยั อาจ ผิดพลาดได
ตวั อยา ง ให F(n) = n2 - 79n + 1601
ทดลองแทนคาจาํ นวนนับ n ใน F(n)
n = 1 ได F(1) = 1523 เปน จาํ นวนเฉพาะ
n = 2 ได F(2) = 1447 เปน จํานวนเฉพาะ
n = 3 ได F(3) = 1373 เปน จํานวนเฉพาะ
F(n) = n2 - 79n + 1601
แทนคา n ไปเร่อื ยๆ จนกระทงั่ แทน n = 79 ได F(79) เปน จาํ นวนเฉพาะ
จากการทดลองดงั กลา ว อาจสรปุ ไดวา n2 - 79n + 1601 เปน จาํ นวนเฉพาะ สาํ หรับทกุ จาํ นวนนบั
แต F(n) = n2 - 79n + 1601
F(80) = 802 - (79)(80) + 1601
= 1681
= (41)(41)
F(80) ไมเปน จํานวนเฉพาะ
57
แบบฝก หัดที่ 1
จงเติมคําตอบลงในชองวา งตอไปนี้
1) 1,4,9,16, , ,49, 64, ,
2) 2,7,17, ,52 , ,
3) 5,10,30,120, ,
4) ถา 12345679 9 = 111111111
12345679 18 = 222222222
12345679 27 = 333333333
12345679 =
12345679 = 999999999
5) ถา 2=2
2+4 = 6
2+4+6 = 12
2+4+6+8 = 20
2+4+6+8+ = 30
2+4+ +8+ + 12 =
2+ + +8+ 12+14 =
2+ + +8+ +12+14+ =
58
1.2. การใหเ หตผุ ลแบบนิรนยั (Deductive reasoning)
เปน การนาํ ความรูพ นื้ ฐานท่อี าจเปนความเชือ่ ขอตกลง กฏ หรือบทนยิ าม ซง่ึ เปนส่ิงทีร่ ู
มากอนและยอมรบั วาเปน จรงิ เพอ่ื หาเหตุผลนําไปสขู อ สรปุ
การใหเหตผุ ลแบบนิรนยั ไมไดค าํ นงึ ถงึ ความจริงหรอื ความเท็จ แตจ ะคํานงึ ถึง เฉพาะ
ขอสรปุ ที่ตองออกมาไดเทานัน้
พจิ ารณากระบวนการการใหเหตุผลแบบนิรนยั จากแผนภาพดังนี้
ตัวอยางการใหเ หตผุ ลแบบนริ นัย
1. เหตุ 1) จาํ นวนคูหมายถงึ จาํ นวนทห่ี ารดว ย 2 ลงตัว
2) 10 หารดวย2 ลงตวั
ผล 10 เปนจํานวนคู
2. เหตุ 1) คนท่ีไมมีหนส้ี นิ และมเี งินฝากในธนาคารมากกวา 10 ลานบาท เปน เศรษฐี
2) คณุ มานะไมม ีหนี้สนิ และมเี งินฝากในธนาคาร 11 ลา นบาท
ผล คุณมานะเปน เศรษฐี
59
3. เหตุ 1) นกั กีฬาการแจงทกุ คนจะตอ งมีสขุ ภาพดี
2) เกยี รตศิ กั ดเ์ิ ปน นกั ฟตุ บอลทมี ชาตไิ ทย
ผล เกยี รตศิ ักดิ์มีสุขภาพดี
จากตวั อยางจะเห็นวาการยอมรบั ความรูพ นื้ ฐานหรอื ความจรงิ บางอยางกอ น แลวจงึ หาขอสรปุ
จากสงิ่ ทีย่ อมรับแลว น้ัน ซ่ึงเรียกวา ผล การสรปุ ผลจะถกู ตอ งก็ตอ เมอ่ื เปน การสรุปผลไดอ ยาง
สมเหตุสมผล(valid) เชน
เหตุ 1) เรอื ทุกลาํ ลอยนํา้
2) ถงั นํา้ พลาสติกลอยน้าํ ได
ผล ถังนา้ํ พลาสตกิ เปน เรือ
การสรปุ ผลจากขางตน ไมส มเหตสุ มผล แมวาขออา งหรอื เหตุทง้ั สองขอ จะเปน จริง แตก ารที่เรา
ทราบ วา เรือทกุ ลําลอยนํ้าไดก ็ไมไ ดหมายความวาสิ่งอนื่ ๆ ท่ลี อยนา้ํ ไดจะตอ งเปน เรือเสมอไป ขอ สรปุ ใน
ตวั อยางขา งตน จึงเปน การสรปุ ทไ่ี มส มเหตุสมผล
ขอสงั เกต
1. เหตุเปนจรงิ และ ผลเปนจริง
เหตุ แมงมมุ ทุกตวั มี 6 ขา
และสัตวท ี่มี 6 ขา ทกุ ตวั มีปก
ผล ดงั นน้ั แมงมมุ ทุกตวั มีปก
2. เหตเุ ปนเทจ็ และ ผลเปน เท็จ
เหตุ ถานายดาํ ถกู ลอ ตเตอร่รี างวลั ทีห่ น่ึง
นายดําจะมเี งนิ มากมาย
แตนายดาํ ไมถ ูกลอ ตเตอรรี่ างวัลท่หี นึ่ง
ผล ดังนั้นนายดาํ มเี งนิ ไมมาก
3. เหตุอาจเปนจริงและผลอาจเปน เทจ็
4. ผลสรุปสมเหตสุ มผลไมไ ดป ระกนั วา ขอสรุปจะตอ งเปนจริงเสมอไป
60
แบบฝกหดั ที่ 2
จงตรวจสอบผลทไ่ี ดว า สมเหตุสมผลหรอื ไม
1) เหตุ 1. คนทุกคนท่เี ปน ไขห วดั ตองไอ
2. คนช่อื มุนีไอ
ผล มนุ เี ปนไขห วดั
2) เหตุ 1. ชาวนาทกุ คนเปน คนอดทน
2. นายมเี ปนชาวนา
ผล นายมีเปนคนอดทน
3) เหตุ 1. สตั วมีปกจะบนิ ได
2. นกกระจอกเทศเปนสตั วม ีปก
ผล นกกระจอกเทศบนิ ได
4) เหตุ 1. จํานวนเต็มทห่ี ารดวย 9 ลงตวั จะหารดว ย 3 ลงตวั
2. 15 หารดว ย 3 ลงตัว
ผล 15 หารดว ย 9 ลงตัว
5) เหตุ 1. สตั วเล้ยี งลกู ดวยนมบางชนดิ ไมม ขี า
2. งไู มมีขา
ผล งูเปน สตั วเลีย้ งลูกดว ยนม
61
เรอ่ื งที่ 2 การอางเหตผุ ลโดยใชแผนภาพของเวนน- ออยเลอร
ออยเลอร เปน นกั คณิตศาสตรชาวสวสิ เซอรแลนด มชี วี ติ อยูร ะหวาง ค.ศ. 1707 - 1783 เขาได
คนพบวิธกี ารตรวจสอบความสมเหตุสมผลโดยใชร ูปปด เชน วงกลม ซงึ่ เปน วธิ กี ารทีง่ า ย และรวดเรว็ โดย
มหี ลักการดงั นี้
1. เขยี นวงกลมแตล ะวงแทนเซตแตละเซต
2. ถา มี 2 เซตสมั พนั ธก นั กเ็ ขยี นวงกลมใหคาบเกย่ี วกัน
3. ถา เซต 2 เซตไมส มั พนั ธก ันก็เขยี นวงกลมใหแ ยกหางจากกนั
แผนผงั แสดงการตรวจสอบความสมเหตสุ มผลโดยใชแ ผนภาพเวนน- ออยเลอร
62
ขอ ความ หรอื เหตแุ ละผล และแผนภาพเวนน – ออยเลอร ทใี่ ชใ นการใหเหตุผลมี 6 แบบ ดงั นี้
63
ตัวอยาง การตรวจสอบความสมเหตสุ มผลของการใหเหตผุ ลโดยใชแ ผนภาพ
1. เหตุ 1 : คนทุกคนเปนสงิ่ ทีม่ สี องขา
2 : ตํารวจทกุ คนเปน คน
ผลสรุป ตาํ รวจทกุ คนเปนสง่ิ ทีม่ ีสองขา
จากเหตุ 1 จากเหตุ 2
แผนภาพรวม
จากแผนภาพจะเหน็ วา วงของ " ตาํ รวจ " อยใู นวงของ " สง่ิ มี 2 ขา " แสดงวา " ตาํ รวจทกุ คนเปน
คนมีสองขา " ซึ่งสอดคลองกับผลสรุปทกี่ าํ หนดให ดังนน้ั การใหเ หตุผลนสี้ มเหตสุ มผล
2. เหตุ 1 : สนุ ัขบางตวั มขี นยาว
2 : มอมเปนสุนัขของฉัน
ผลสรุป มอมเปนสนุ ัขที่มขี นยาว
ดงั นน้ั ผลสรปุ ทีว่ า มอมเปน สุนขั ท่มี ขี นยาว ไมส มเหตุสมผล
64
แบบฝก หดั ที่ 3
จงตรวจสอบผลที่ไดวา สมเหตสุ มผลหรอื ไม โดยใชแผนภาพเวนน – ออยเลอร
1) เหตุ 1. ถาฝนตก แคทลยี ากไ็ มออกนอกบา น
ผล 2. ฝนตก
2) เหตุ แคทลียาไมออกนอกบาน
1. ถา สมชายขยันเรียนแลวเขาสอบเขา เกษตรได
ผล 2. สมชายสอบเขา เกษตรไมได
3) เหตุ สมชายไมข ยนั เรียน
1. ถา อากาศชน้ื แลว อณุ หภมู จิ ะลด
ผล 2. ถาอณุ หภมู ลิ ด แลวเกิดหมอก
4) เหตุ 3. อากาศชนื้
จะเกดิ หมอก
ผล 1. a เปน จาํ นวนบวก หรือเปน จาํ นวนลบ
5) เหตุ 2. a ไมเ ปน จํานวนบวก
a เปน จาํ นวนลบ
ผล 1. แมวบางตัวมีสองขา
2. นกยงู ทกุ ตวั มสี องขา
นกบางตวั เปนแมว
65
บทที่ 5
อัตราสวนตรโี กณมิตแิ ละการนําไปใช
สาระสําคัญ
1. ถา รปู สามเหลยี่ มคูใ ดคลายกนั อัตราสว นของดานท่อี ยูต รงขา มมุมทีเ่ ทา กนั จะเทากนั
2. ในรปู สามเหล่ยี มมมุ ฉากทกุ รปู อตั ราสว นความยาวดา น 2 ดา น จะถกู กาํ หนดคาตางๆไวดงั น้ี
2.1 คาไซนข องมมุ ใด (sine) จะเทากบั อัตราสว นระหวา งความยาวของดานตรงขา มมมุ
นั้น กับความยาวของดา นตรงขา มมมุ ฉาก
2.2 คาโคไซนข องมมุ ใด (cosine) จะเทา กบั อัตราสวนระหวา งความยาวดานประชติ มุม
กับความยาวดานตรงขามมมุ ฉาก
2.3 คา แทนเจนตข องมุมใด (tangent) จะเทากบั อัตราสว นระหวา งความยาวของดา นตรง
ขามมมุ กบั ความยาวของดา นประชติ มุมนน้ั ๆ
3. นอกจากอตั ราสว นตรโี กณมิตหิ ลัก 3 คาน้ีแลว สว นกลับของ sine , cosine และ tangent เรียกวา
cosecant , secant และ cotangent ตามลาํ ดบั
4. อตั ราสวนตรโี กณมติ ขิ องมุม 30,45 และ 60 องศา มีคา เฉพาะของแตล ะอตั ราสว น สามารถ
พิสจู นได
5. การแกป ญ หาโจทยท เ่ี กยี่ วขอ ง จะทําโดยการเปล่ยี นปญ หาโจทยใ หเ ปนประโยคสัญลกั ษณ และ
ใชอัตราสว นตรโี กณมติ ใิ นการชวยหาคําตอบโดยเฉพาะการนําไปใชแกป ญ หาเกีย่ วกบั การวดั ระยะทาง
และความสูง
ผลการเรยี นรูทค่ี าดหวงั
1. อธิบายการหาคา อัตราสว นตรีโกณมิติได
2. หาคาอัตราสวนตรโี กณมติ ขิ องมมุ 300 , 450 และ 600 ได
3. นาํ อัตราสวนตรโี กณมิติไปใชแ กปญ หาเกี่ยวกบั ระยะทาง ความสงู และการวดั ได
ขอบขายเนือ้ หา
เรอื่ งท่ี 1 อัตราสว นตรโี กณมติ ิ
เร่อื งท่ี 2 อตั ราสว นตรีโกณมิตขิ องมมุ 30, 45 และ 60 องศา
เรอื่ งที่ 3 การนําอตั ราสว นตรโี กณมติ ิ ไปใชแกปญ หาเก่ยี วกบั ระยะทาง ความสูง และการวดั
66
เรือ่ งที่ 1 อัตราสวนตรีโกณมิติ
เปน แขนงหน่งึ ของคณิตศาสตร วาดวยการวัดรูปสามเหลี่ยมตาง ๆ โดยหาความสมั พนั ธ
ระหวางดา น มมุ และพนื้ ทข่ี องรูปสามเหล่ยี ม มคี วามสําคญั ตอวิชาดาราศาสตร การเดนิ เรอื และงาน
สาํ รวจใชใ นการคํานวณสง สงู ของภเู ขา และหาความกวางของแมน ํ้า มีประโยชนมากสําหรับวชิ า
วิทยาศาสตร วิศวกรรมศาสตร และการศกึ ษาเกีย่ วกับวตั ถุ ซึ่งมีสภาพเปน คลื่น เชน แสง เสียง
แมเหล็กไฟฟาและวทิ ยุ
ความรเู ดมิ ท่ีตอ งนาํ มาใชใ นบทเรียนน้ี
1. สมบตั ิสามเหลย่ี มคลา ย
พจิ ารณารปู สามเหลย่ี มสองรปู ท่มี ขี นาดของมมุ เทา กนั 3 คู ดงั น้ี
ถา รปู สามเหลีย่ ม 2 รปู มีมุมเทา กนั มมุ ตอมุมท้งั 3 คู แลว สามเหลย่ี ม 2 รูปน้จี ะคลา ยกนั ดังรูป
B Y
ca z
x
A bC Xy Z
รูปที่ 1 รปู ท่ี 2
จากรปู
Aˆ = Xˆ , Bˆ = Yˆ , Cˆ = Zˆ
ดงั น้นั รปู สามเหล่ียม ABC คลายกบั รูปสามเหลยี่ ม XYZ และจากสมบัตกิ ารคลา ยกนั ของ รปู
สามเหล่ยี มจะไดผลตามมาคือ
AB BC AC หรอื a b c
XY YZ XZ
xyz
เมอื่ a,b,c เปนความยาวของดา น AB, BC และ AC ตามลําดับในสามเหล่ียม ABC
x,y,z เปน ความยาวของดาน XY,YZ และ XZ ตามลําดบั ในสามเหลย่ี ม XYZ
67
จาก a b จะไดว า a x
จะไดวา by
xy จะไดวา b y
bc cz
yz ax
ac cz
xz
นน่ั คือ ถามีรปู สามเหลีย่ มสองรปู คลายกัน อตั ราสวนของความยาวของดา นสองดานของรปู
สามเหลี่ยมรปู หนึ่ง จะเทา กับอตั ราสว นของความยาวของดา นสองดานของรูปสามเหลี่ยมอกี รูปหนึ่ง โดย
ที่ดา นของรูปสามเหลีย่ มทีห่ าความยาวน้ันจะตองเปนดานที่สมนัยกันอยตู รงขา มกับมุมท่เี ทากนั
ในทาํ นองเดียวกนั ถารูปสามเหลี่ยมท้งั สองเปน รปู สามเหลี่ยมมมุ ฉาก ซงึ่ มีมมุ ทไ่ี มเปนมมุ ฉาก
เทากนั สมมตวิ า เปน มมุ A เทา กับมมุ X ดงั รูป
B zY
c
ax
X yZ
A bC
พบวา รูปสามเหลย่ี มสองรูปนค้ี ลา ยกัน ( มมี มุ เทากนั มุมตอ มมุ ทงั้ 3 คู )
ดังนน้ั จะไดว า ax ax cz
, ,
c zb yb y
สรปุ ไมวารูปสามเหลย่ี มดังกลา วจะมขี นาดใหญหรอื เลก็ กต็ าม ถารปู สามเหลี่ยม
ทั้งสองรปู คลา ยกนั แลว อัตราสวนความยาวของดานสองดา นของรูปสามเหลยี่ มรูปหน่งึ
จะเทากบั อตั ราสว นของความยาวของดา นสองดา นของรูปสามเหล่ียมอีกรูปหนึ่งทส่ี มนัย
กนั เสมอ ( ดานทกี่ ลา วถึงนต้ี องเปน ดานทีอ่ ยูตรงขามกับมมุ ทเ่ี ทา กัน )
68
2. สมบตั ิสามเหลีย่ มมุมฉาก
ถาให ABC เปน รปู สามเหล่ยี มมมุ ฉาก ท่ีมีมมุ ฉากท่ี C และมี a , b , c เปน ความยาวของดานตรง
ขา มมุม A , B และ C ตามลําดบั
c
a
b
ดา น AB เปนดา นท่ีอยูตรงขา มมุมฉากยาว c หนวย เรียกวา ดา นตรงขา มมุมฉาก
ดา น BC เปนดา นทอ่ี ยูตรงขา มมมุ A ยาว a หนวย เรยี กวา ดา นตรงขามมมุ A
ดาน AC เปน ดา นทีอ่ ยูตรงขา มมมุ B ยาว b หนว ย เรียกวา ดา นประชดิ มุม A
ถา ABC เปน รปู สามเหล่ยี มมุมฉาก ซึง่ มมี มุ เปน มมุ ฉาก
c แทนความยาวดา นตรงขา มมมุ ฉาก
a และ b แทนความยาวของดา นประกอบมมุ ฉาก
จะไดความสมั พันธระหวางความยาวของดา นทงั้ สามของรปู สามเหลย่ี มมมุ ฉากดังตอ ไปนี้
c2 a2 b2
เมือ่ a แทนความยาวของดานตรงขา มมุม A
b แทนความยาวของดานตรงขามมุม B
c แทนความยาวของดา นตรงขามมมุ C
69
ขอ ควรรูเกยี่ วกบั ทฤษฎีบทปทาโกรสั
ปท าโกรัสไดศกึ ษาคนควา เกยี่ วกบั ความสมั พนั ธร ะหวา งดานตรงขามมุมฉากและดา นประกอบมุม
ฉากของสามเหลี่ยมมมุ ฉาก ซ่ึงเปนทฤษฎีบทท่เี กา แกและมชี อื่ เสียงทีส่ ุดบทหน่งึ ไดแกท ฤษฎบี ทปทา
โกรสั ซง่ึ มีใจความวา
ในสามเหลี่ยมมมุ ฉากใดๆ พน้ื ทขี่ องสี่เหลีย่ มจตั ุรสั บนดานตรงขามมมุ ฉาก
จะเทา กบั ผลบวกของพนื้ ทสี่ ี่เหลี่ยมจัตรุ สั บนดานประกอบมุมฉาก
ตวั อยาง จงเขยี นความสัมพันธระหวา งความยาวของดานของรูปสามเหล่ยี มมมุ ฉากตอไปน้ี ตามทฤษฎีบท
ของปท าโกรัส
1).
a
3 5
2).
a
12
13
70
วิธีทํา พจิ ารณาความสมั พันธร ะหวางความยาวดา นของรูปสามเหล่ียมมุมฉากตามทฤษฎบี ทปท าโกรัส
52 a2 32
a2 9 25
a2 16
ดังนัน้ a 4
2).
a 2 122 132
a2 144 169
b2 25
ดงั นนั้ b 5
อัตราสวนตรโี กณมติ ิ
ถาให ABC เปน รปู สามเหลยี่ มมุมฉากทม่ี มี ุมฉากท่ี C และมี a , b , c เปน ความยาวของดานตรง
ขา มมมุ A , B และ C ตามลาํ ดับ
B
ca
A b C
A
อัตราสวนตรีโกณมติ ิ คอื อัตราสว นที่เกิดจากความยาวของดา นของรปู สามเหลยี่ มมุมฉาก
71
a
1. อัตราสวนของความยาวของดานตรงขา มมมุ A ตอ ความยาวของดานตรงขา มมมุ ฉาก หรอื c
เรยี กวา ไซน (sine) ของมุม A
b
2. อตั ราสว นของความยาวของดานประชดิ มุม A ตอ ความยาวของดา นตรงขา มมุมฉาก หรือ c
เรียกวา โคไซน (cosine) ของมุม A
a
3. อัตราสว นของความยาวของดานตรงขามมุม A ตอความยาวของดา นประชดิ มุม A หรอื b
เรยี กวา แทนเจนต (tangent) ของมุม A
เรียกอตั ราสวนท้งั สามนวี้ า อตั ราสว นตรีโกณมติ ขิ อง A เมอ่ื A เปน มมุ แหลมในรูปสามเหล่ยี ม
มุมฉากหรืออาจสรปุ ไดว า
ความยาวของดา นตรงขา มมุมA
sin A = ความยาวของดา นตรงขามมมุ ฉาก
ความยาวของดานประชดิ มุมA
cos A = ความยาวของดานตรงขา มมมุ ฉาก
ความยาวของดานตรงขา มมมุ A
tan A = ความยาวของดานประชดิ มมุ A
ตวั อยาง กาํ หนดรปู สามเหล่ียมมมุ ฉาก ABC
มมี ุม C เปนมุมฉาก มีความยาวดา นทงั้ สาม ดงั รูป จงหาคา ตอ ไปน้ี 6
1. sin A, cos A และ tan A
2. sin B, cos B และ tan B 8
วิธที าํ กําหนด ABC เปน รูปสามเหลีย่ มมมุ ฉาก มีมมุ C เปนมุมฉาก จากทฤษฎีบทปท าโกรสั จะได
วา AB 2 AC 2 BC 2
แทนคา AC = 8 , BC = 6
ดังนั้น AB2 82 62
AB2 64 36
AB2 100
AB2 10 10หรอื 102
นัน่ คอื AB = 10
72
(1) หาคา sin A, cos A และ tan A โดยการพจิ ารณาท่ีมมุ A
sin A = ความยาวของดา นตรงขามมมุ A BC 6 3
ความยาวของดานตรงขามมมุ ฉาก AB 10 5
cos A = ความยาวของดา นประชดิ มุมA AC 8 4
ความยาวของดานตรงขามมมุ ฉาก AB 10 5
tan A= ความยาวของดานตรงขามมุมA BC 6 3
ความยาวของดานประชดิ มุมA AC 8 4
(2) หาคา sin B, cos B และ tan B โดยการพิจารณาที่มมุ B
sin B = ความยาวของดานตรงขามมมุ B AC 8 4
ความยาวของดา นตรงขา มมุมฉาก AB 10 5
cos B = ความยาวของดานประชิดมุม B BC 6 3
ความยาวของดานตรงขามมมุ ฉาก AB 10 5
tan B = ความยาวของดานตรงขา มมุมB AC 8 4
ความยาวของดานประชิดมุม B BC 6 3
ขอสังเกต ถา ABC เปน รูปสามเหล่ยี มมุมฉากทม่ี ีมมุ C เปน มุมฉากแลว จะไดว า
1. Aˆ Bˆ 1800 Cˆ 1800 900 900
2. sin A = cos B
3. cos A = sin B
73
แบบฝก หดั ท่ี 1
1. จากรูปสามเหลี่ยมมุมฉากทก่ี ําหนดใหต อ ไปนี้ จงเขยี นความสัมพันธข องความยาวของรปู สามเหล่ยี ม
มุมฉากโดยใชท ฤษฎีบทปท าโกรัส และหาความยาวของดา นที่เหลือ
(1)
(2)
2. กาํ หนด ABC เปน รปู สามเหล่ยี มมุมฉาก มี Cˆ 90 และความยาวของดา นทง้ั สาม ดังรปู
จงหา 1) sin A , cos A และ tan A
2) sin B , cos B และ tan B
B
74
3. จงหาวา อัตราสว นตรโี กณมิติทกี่ าํ หนดใหตอ ไปน้ี เปน คา ไซน( sin) หรอื โคไซน( cos) หรือแทนเจนต
(tan) ของมุมทก่ี ําหนดให
1).........................A = b
c
2).........................B = b
a
3).........................A = a
c
4).........................A = b
c
4. กาํ หนด ABC เปน รปู สามเหล่ยี มมุมฉาก โดยมีมุม C เปนมมุ ฉาก มดี าน AB = 10 และ AC = 8
จงหา 1 ) ความยาวดาน BC
2) sin A , cos A และ tan A
3) sin B , cos B และ tan B
5. กาํ หนดใหร ปู สามเหล่ยี ม ABC โดยมมี มุ C เปน มุมฉาก และ a,b,c เปน ความยาวดา นตรงขามมมุ A, มมุ
B และมุม C ตามลาํ ดับ
(1) ถา cot A = 3 และ a = 5 จงหาคา b,c
(2) ถา cos B = 3 และ a = 9 จงหาคา tan A
5
75
เร่อื งท่ี 2 การหาคาอตั ราสวนตรีโกณมิติของมมุ 30 ,45 , 60 องศา
การหาคา อัตราสว นตรโี กณมติ ิของมมุ 60 องศา
พจิ ารณารูปสามเหลยี่ มดานเทา ABD มีดานยาวดา นละ 2 หนว ย ดงั นี้
A 2 B
300 300 300
2 2
60 60 60 C
B D A
1 C1 1
จากรปู สามเหลี่ยมดา นเทา ABD ลาก AC แบงครง่ึ มุม A เสนแบงครึ่งมมุ A จะตั้งฉากกับ BD ท่ี
จดุ C โดยใชห ลกั ของสมบัติของสามเหลยี่ มคลาย ABC และ ADC จะได BC = CD = 1 หนวย ดงั รูป และ
จาก
รูปสามเหล่ียมมุมฉาก ABC ใชคณุ สมบตั ขิ องปทาโกรัสไดด งั นี้
B
300 AB 2 AC 2 BC 2
2 22 12 BC 2
4 1 BC 2
BC2 4 1
60 BC 2 3
A C
1 BC 3
76
จะไดว า ดา น BC = 3
ดงั นัน้ Sin 60 3
2
Cos 60 1
2
Tan 60 3 3
1
ในทํานองเดยี วกนั
การหาคาอัตราสวนตรีโกณมิตขิ องมมุ 30 องศา
ดงั นั้น Sin 300 1
2
Cos 300 3
2
Tan 300 1
3
77
สรปุ อตั ราสว นของตรโี กณมิติทส่ี าํ คัญ ดังน้ี
น่นั คอื sin 300 1 cos 300 3 tan 300 1
2 2 3
1 1 1
sin 450 2 cos 450 2 tan 450 1 1
sin 600 3 cos 600 1 tan 600 3 3
2 2 1
78
เกรด็ ความรู การใชนิว้ มอื ชวยในการจําคา ตรีโกณมติ ขิ องมมุ พน้ื ฐาน
การจาํ คา ตรโี กณมติ พิ ้ืนฐานโดยใชน ้วิ มือ ตองใชม ือซาย มขี ้ันตอนดังตอ ไปน้ี
วธิ กี ารนใ้ี ชจ ําคาตรโี กณมติ ขิ องมมุ พน้ื ฐานกลาวคอื
1. แบมอื ซายออกมา มองเลขมุมจับคูก ับนิ้วเรยี งจากซายไปขวา เปนมมุ
องศา
2. เม่ือตองการหาคาตรโี กณมติ ขิ องมมุ ใดใหง อนิ้วนนั้ สมมตวิ า หา cos กจ็ ะตรงกบั นวิ้ ช้ี ก็งอนวิ้ ชี้
เก็บไว
3. ถอื กฎวา "sin-ซาย(ออกเสียงคลายกนั ) cos-ขวา(ออกเสียง /k/ เหมอื นกัน)" เม่ือหาคา ของฟง กช นั ใด
ใหสนใจจํานวนนว้ิ มือฝง ท่ีสอดคลอ งกับฟง กช นั นั้น
o เพื่อจะหาคา นําจาํ นวนนิว้ มอื ดานทส่ี นใจตดิ รากท่ีสองแลวหารดว ยสอง (หรืออาจจาํ วา มี
เลขสองตวั ใหญๆอยูบนฝา มือ เมอื่ อานก็จะเปน รากทส่ี องของจํานวนน้ิวมือดา นทสี่ นใจ
หารฝา มือ) สาํ หรบั cos 30 กจ็ ะไดว ามนี วิ้ มือเหลืออยูท างดา นขวาอกี สามนวิ้ (กลาง นาง
กอย) กจ็ ะได cos30= สําหรบั ฟงกชนั ตรีโกณมติ ิอืน่ กใ็ ชส มบตั ขิ องฟงกชนั นน้ั กบั sin
และ cos เชน tan=sin/cos
79
คา โดยประมาณของไซน โคไซน และแทนเจนต (ถงึ ทศนยิ มตําแหนง ที่ 3 ) หาไดจ ากตาราง
ตอไปน้ี โดยทค่ี า ของไซน โคไซน และแทนเจนต ของมุมทม่ี ีคา อยรู ะหวาง 00 และ900 จะมคี าอยู
ระหวาง 0 และ 1
80
ตัวอยา ง จงหาคาของ a, b จากรูปสามเหลีย่ มท่ีกาํ หนดใหต อไปนี้
วิธีทํา sin 320 BC
AB
แทนคา sin 320 0.530 และ BC = a , AB = 10
ดงั นน้ั 0.530 a นน่ั คอื
10
a 10 0.530
a 5.3
จงหาคาตอไปน้ี
1. sin 450 tan 450
cos 450
2.sin 300 sin 600 cos300 cos 600
3. cos300 2 sin 300 2
4.tan 2 300 2 sin 600 tan 450 tan 600 cos2 300
5.cos 600 tan 2 450 4 tan2 300 cos2 300 sin 300
3
วิธีทาํ
1
1. sin 450 tan 450 = 2 1 2 =1-1 =0
cos 450 1 = 1
1 21
2
2.sin 300 sin 600 cos300 cos 600 = 1 3 3 1 = 3 32 3= 3
2 2 2 2
44 42
3. cos300 2 sin 300 2 = 3 2 1 2 = 3 1 4 1
2 2 44 4
= 1 2 2 3 3 3 2
3 2 2
4.tan 2 300 2 sin 600 tan 450 tan 600 cos2 300 1
= 1 3 1 3 3
34
= 25
12
5. cos 60 0 tan 2 450 4 tan2 300 cos2 300 sin 300 = 1 12 4 1 2 3 2 1
3 2 3 3 2 2
= 1 1 4 3 1
2 942
=7
36
81
อัตราสว นตรีโกณมติ อิ นื่ ๆ
อตั ราสวนของความยาวของดา นของรปู สามเหลี่ยมมมุ ฉากท่ีเรียกวา ไซน โคไซน และ
แทนเจนต เรียกวาอัตราสวนตรโี กณมติ ิ (Trigonometric ratio) ซ่ึงเปนหลกั เบ้ืองตน ในคณติ ศาสตรแขนง
หนึ่ง ท่ีเรียกวา ตรโี กณมิติ (Trigonometry) หมายถงึ การวดั เกี่ยวกับรูปสามเหลีย่ ม
มีอัตราสว นตรโี กณมติ ิอีก 3 อตั ราสว น ซง่ึ กําหนดดว ยบทนิยาม ดังน้ี
1. ซแี คนตของมมุ A เขียนแทนดว ย secant A หรอื sec A คอื สวนกลบั ของ cos A เม่อื
cos A 0 นนั่ คือ sec A = 1 เมือ่ cos A 0
cos A
2. โคซแี คนตข องมมุ A เขียนแทนดว ย cosecant A หรอื cosec A คอื สว นกลับของ sin A เมือ่
sin A 0 นนั่ คือ cosec A = 1 เมอ่ื sin A 0
sin A
3. โคแทนเจนตข องมุม A เขยี นแทนดว ย cotangent A หรอื cot A คือสว นกลบั ของ tan A เม่ือ
tan A 0 น่ันคือ cotangent A = 1 เมื่อ tan A 0
tan A
82
83
แบบฝกหดั ที่ 2
1. จงหาคาตอไปนี้
1) sin 300 sin 600 cos300 cos600
2) sin 600 2 cos600 2
3) 1 tan 450
2. จงหาคาอตั ราสว นตรีโกณมติ ติ อไปน้จี ากตาราง
1) sin 200
2) sin 380
3) cos500
4) cos520
5) tan 770
6) tan 890
3. ให ABC เปนรปู สามเหล่ียมมมุ ฉาก มมี ุม C เปน มมุ ฉาก ดงั รปู
จงหา cos B, sin B, tan B, sec B, cosec B, cot B
4. จงหาคา a, b หรือ c จากรูปสามเหลี่ยมตอ ไปน้ี
(1)
84
(2)
(3)
5. กาํ หนดใหร ูปสามเหล่ียม ABC โดยมีมุม C เปนมมุ ฉาก และ a,b,c เปนความยาวดา นตรงขา มมุม A, มมุ
B และมุม C ตามลาํ ดับ
(1) ถา cot A = 3 และ a = 5 จงหาคา b,c
(2) ถา cos B = 3 และ a = 9 จงหาคา tan A
5
85
เรอ่ื งที่ 3 การนําอัตราสวนตรโี กณมติ ิไปใชแ กปญ หาเกี่ยวกับหาระยะทางและความสงู และ
การวดั
อตั ราสว นตรโี กณมติ มิ ีประโยชนม ากในการหาความยาว ระยะทางหรอื สวนสงู โดยที่ทราบคา มุมใด
มมุ หนึ่ง และความยาวของดานใดดา นหนึ่งของรปู สามเหลี่ยมมมุ ฉาก แลว จะสามารถหาดา นท่ีเหลอื ได
เสน ระดับสายตา คอื เสนทีข่ นานกับแนวพนื้ ราบ
มุมกม คอื มุมทแี่ ขนขางหนง่ึ ของมมุ อยูตาํ่ กวา ระดบั สายตา
มุมเงย คือ มมุ ทแี่ ขนขางหนง่ึ อยูส ูงกวาเสนระดบั สายตา
86
ตัวอยางที่ 1 สมพรยืนอยูห างจากบา นหลังหนง่ึ เปนระยะทาง 100 เมตร เขาเหน็ เครอ่ื งบิน เครื่องหน่ึง
บนิ อยเู หนือหลังคาบานพอดี และแนวทเี่ ขามองเปนมุมเงย 60 องศา จงหาวาเคร่อื งบนิ อยูสงู จาก
พืน้ ดินกเี่ มตร
วิธที าํ Tan 60 = ความยาวของดานตรงขา มมมุ 60
ความยาวของดานประชิดมมุ 60
3= ความยาวของดานตรงขามมุม 60
100
นน่ั คอื ความยาวของดา นตรงขามมมุ 600 100 3
จะเหน็ ไดวา ความสงู ของเคร่อื งบินอยหู า งจากพน้ื ดนิ 100 3
ตวั อยางท่ี 2 บนั ไดยาว 50 ฟตุ พาดอยูกับกําแพง ปลายบนั ไดถึงขอบกําแพงพอดี ถา บันไดทํามุม 600
กับกําแพง จงหาวาบนั ไดอยหู างจากกําแพงเทาไร
87
วิธีทาํ COS 600 = ความยาวของดา นประชดิ มมุ 60
ความยาวของดา นตรงขา มมมุ ฉาก
1 = ความยาวของดานประชิดมุม 60
2
50
จะได ความยาวของดานประชดิ มุม 60 50
2
ดงั น้นั ระยะระหวา งบนั ไดกบั กําแพงเทากบั 25 ฟุต
ตวั อยา งท่ี 3 สมพรยืนอยบู นหนาผาสงู ชนั แหง หนง่ึ ซ่ึงสูงจากระดบั ผนาํ้ ทะเล 50 เมตร เม่ือเขาทอดสายตา
ไปยงั เรือลาํ หนึ่งกลางทะเล มมุ ท่ีแนวสายตาทาํ กับเสนระดบั มีขนาด 30 องศา เรอื ลํานีอ้ ยหู า งจากฝง
โดยประมาณกเี่ มตร
วธิ ที ํา
ให A เปน ตําแหนงทสี่ มพรยนื อยู
AC แทนระยะความสูงจากนํ้าทะเลของหนา ผา คอื 50 เมตร
BC เปนระยะท่ีเรอื อยหู า งจากฝง
จาก AD // BC จะได CBˆA DAˆB 300
ABC เปนรูปสามเหล่ยี มมุมฉาก
ดงั น้ัน tan 300 AC
BC
1 50
3 BC
BC 50 3 50 1.732
BC 86.6
88
แบบฝกหดั ที่ 3
1. ตนไมต นหนงึ่ ทอดเงายาว 20 เมตร แนวของเสน ตรงทีล่ ากผา นปลายของเงาตนไม และยอดตนไม ทาํ
มุม 30 องศา กบั เงาของตนไม จงหาความสงู ของตน ไม
2. วินยั ตอ งการหาความสูงของเสาธงโรงเรยี น จึงทาํ มมุ ขนาด 45 องศา เพือ่ ใชในการเล็งไปทีย่ อดเสาธง
ถา ในขณะทีเ่ ลง็ นั้นเขามองไปท่ียอดเสาธงไดพ อดี เม่อื กาวไปอยทู จี่ ดุ ซงึ่ อยูหางโคนเสาธง 16 เมตร วนิ ยั มี
ความสูง 160 เซนติเมตร จงหาวา เสาธงสงู ประมาณกีเ่ มตร
4. จดุ พลุข้ึนไปในแนวดิ่ง โดยกําหนดจดุ สงั เกตการณบ นพนื้ ดินหา งจากตําแหนง ท่จี ดุ พลุ 1 กโิ ลเมตร
ในขณะทม่ี องเหน็ พลุทํามมุ 60 องศา กบั พ้นื ดนิ พลุขนึ้ ไปสูงเทา ใด และอยหู า งจากจดุ สังเกตการณ
เปนระยะทางเทา ใด
89
บทท่ี 6
การใชเคร่ืองมือและการออกแบบผลิตภณั ฑ
สาระสาํ คญั
1. การเลือกใชเ ครือ่ งมอื ตา ง ๆ ในการสรา งรูปเรขาคณติ
2. ในชีวติ ประจาํ วัน การออกแบบวสั ดหุ รอื ครุภณั ฑ อาคารท่ีพกั อาศัย หรืออาคารสํานกั งานตา ง ๆ
จะเก่ียวขอ งกบั รูปแบบ การเลอ่ื นขนาน การหมนุ และการสะทอ น
3. การมีบรรจุภณั ฑข องสินคา ทด่ี ี สวยงาม นาสนใจ จะมสี ว นชวยในการการเพ่มิ มลู คาของสนิ คา นน้ั
ๆ ได
ผลการเรียนรทู ่คี าดหวัง
1. สรางรปู เรขาคณติ โดยใชเ คร่อื งมือได
2. วเิ คราะหและอธบิ ายความสมั พันธระหวางรูปตน แบบ และรูปที่ไดจากการเลือ่ นขนาน การ
สะทอ นและการหมนุ ได
3. นาํ สมบตั ิเก่ยี วกบั การเลื่อนขนาน การหมนุ และการสะทอ นจากการแปลงทางเรขาคณิตศาสตร
และทางเรขาคณิต ไปใชใ นการออกแบบ งานศิลปะได
ขอบขา ยเน้อื หา
เรอ่ื งท่ี 1 การสรา งรปู ทางเรขาคณติ โดยใชเ ครอ่ื งมือ
เร่อื งที่ 2 การแปลงทางเรขาคณิต
เร่อื งท่ี 3 การออกแบบเพือ่ การสรางสรรคงานศลิ ปะโดยใชการแปลงทางคณติ ศาสตร และ
ทางเรขาคณติ
90
เรื่องท่ี 1 การสรางรปู เรขาคณิตโดยใชเ ครอื่ งมอื
1.1 รูปเรขาคณติ สองมติ ิ สามารถสรางไดโ ดยใชเสน ตรง เชน ไมบ รรทดั ฟุตเหลก็ ไมฉ าก
ไมท ี เพือ่ วดั ความยาว ใชไ มโปรแทรกเตอร เพือ่ วดั มมุ หรือขนาดของมมุ ใชว งเวยี น เพอ่ื ประกอบการ
สรา งเสนโคงทแี่ ทนความยาวรอบวงกลม หรอื ชวยในการสรา งมมุ ท่มี ขี นาดทีต่ อ งการ
สมบตั ติ าง ๆ ของรูปเรขาคณิตและความสัมพนั ธระหวา งรปู เรขาคณติ
เพื่อใหน กั ศกึ ษามคี วามเขาใจในการสรา งรปู เรขาคณิตสองมติ ิ ผเู รยี นควรทบทวนสมบัติตาง ๆ
ของรปู เรขาคณิตสองมิตแิ ละสามมิติดงั นี้
1. รูปสีเ่ หลย่ี มผืนผา
1. มีมุมทง้ั ส่เี ปนมมุ ฉาก
2. ดานทอี่ ยูตรงขา มกนั ยาวเทากนั สองคแู ละขนานกัน
3. เสน ทแยงมุมแบง คร่ึงกันและกัน
4. พื้นท่ีของสเ่ี หลยี่ มผนื ผา = ความยาวของดา นกวา ง x ความยาวของดานยาว
5. ความยาวรอบรปู ของสีเ่ หล่ียมผนื ผา
= ( 2 x ความยาวของดานกวาง ) + ( 2 x ความยาวของดานยาว )
2. รูปส่ีเหลย่ี มจตั รุ ัส
1. มุมท้ังสีเ่ ปนมุมฉาก
2. ดานท้งั ส่ยี าวเทา กนั
3. เสนทแยงมุมแบงครึ่งซ่งึ กนั และกนั และต้ังฉากกนั
4. พืน้ ทข่ี องรปู ส่เี หลีย่ มจัตรุ ัส = ความยาวดาน x ความยาวดาน หรอื 1 ผลคูณของ
2
ความยาวเสนทแยงมุม
3. รูปส่ีเหลย่ี มดานขนาน
91
1. มีดานตรงกันยาวเทา กันและขนานกันสองคู
2. เสนทแยงมุมแบงครึ่งกันและกนั แตยาวไมเทา กนั
3. พ้ืนทข่ี องรูปสี่เหลีย่ มดานขนาน = ความยาวฐาน X สวนสงู
4. รปู ส่ีเหลยี่ มขนมเปยกปนู
1. มดี านตรงขา มกนั ขนานกนั สองคู
2. ดานท้ังสี่ยาวเทา กนั
3. เสน ทแยงมมุ แบงครึ่งซงึ่ กนั และกนั และตัง้ ฉากกนั
4. พน้ื ท่รี ปู สามเหลยี่ มขนมเปย กปนู = ความยาวฐาน x สว นสงู หรือ 1 ผลคูณของความยาว
2
ของเสน ทแยงมุม
92
5. รูปสเี่ หลยี่ มรปู วา ว
1. มดี านประชิดกนั ยาวเทากนั 2 คู
2. เสนทแยงมุมสองเสน ตั้งฉากกัน
3. เสนทแยงมุมแบง ครงึ่ ซึ่งกันและกนั แตยาวไมเทากัน
4. พน้ื ที่ของรูปสี่เหล่ยี มรปู วาว = 1 ผลคณู ของความยาวของเสนทแยงมมุ
2
6. รูปส่ีเหลยี่ มคางหมู
1. มดี านขนานกนั 1 คู 1
2
2. พ้นื ทข่ี องรปู ส่เี หลีย่ มคางหมู = ผลบวกของความยาวของดานคขู นาน สว นสงู
7. รูปวงกลม
1. ระยะทางจดุ ศนู ยกลางไปยังเสน รอบวงเปน ระยะที่เทา กนั เสมอ เรียกวา รศั มขี องวงกลม
2. เสน ผา นศูนยก ลางยาวเปน 2 เทาของรศั มี
3. พ้ืนที่วงกลม = r 2
4. ความยาวเสน รอบรปู ของวงกลม 2r
93
1.2 รูปเรขาคณิตสามมิติ
รูปเรขาคณิต สามมิตสิ ามารถแสดงรปู รา งซึง่ มีทง้ั ความกวา ง ความยาว ความสงู หรอื ความ
หนา ตวั อยางรูปทรงเรขาคณติ สามมติ ิ เชน
ปริซึม เปน รปู สามมิตทิ ่มี หี นา ตดั หัวทายเทา กนั และขนานกันและผวิ ดานขางเปน รูปสเี่ หลยี่ ม เชน
ปรซิ มึ สามเหลย่ี ม ปรซิ มึ สี่เหล่ียม ปรซิ มึ หาเหลี่ยม
พรี ะมิด เปน รปู เรขาคณิตสามมติ ิท่ีมยี อดแหลม ผวิ ดานขา งเปน รูปสามเหลยี่ ม
สงู เอยี ง
พีระมดิ ฐานสเ่ี หล่ยี ม พรี ะมดิ ฐานสามเหลย่ี ม
ตัวอยางรูปเรขาคณติ สามมติ ทิ ีพ่ บเหน็ ในชวี ิตประจาํ วนั เชน ตูเย็น เปนรูปทรงสี่เหลีย่ มมมุ ฉาก
หรอื ปริซึมสี่เหล่ยี ม ปลากระปอง เปน รปู ทรงกระบอก ไอศกรมี เปนรปู กรวยกลม เปน ตน
รปู เรขาคณติ ทีพ่ บในชวี ติ ประจําวนั โดยเฉพาะรปู เรขาคณิตสามมติ แิ ละสองมติ ิ มคี วามสัมพนั ธ
กนั อยา งมาก ซึ่งตองใชก ารสังเกตหาความสมั พนั ธ การจําแนก การเปรียบเทียบภาพทม่ี องเหน็ จะ
สามารถอธบิ ายขนาด ตําแหนง ระยะทาง และใชการคาดเดารูปรางของสิง่ ที่กาํ หนดให เมอ่ื มีการเปลี่ยน
ตาํ แหนงหรือมุมมองในดา นตาง ๆ