บทที่ 3...

18
มธ.151 บทที3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน 1 บทที3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน คู ่อันดับ ในชีวิตประจาวัน มีความเกี่ยวข้องกับคู ่อันดับอยู ่เสมอ เช่น เมื่อเราไปซื ้อของจะมีการจับคู่ของที่ซื ้อ กับราคา หรือในรายการอาหารที่จะเห็นว่าส่วนมากจะพิมพ์ชื่ออาหารคู ่กับราคา สิ่งเหล่านี ้ล ้วนเป็นลักษณะ ของคู่อันดับ ถ้าเราจับคู่ระหว่างบิดากับบุตรีแล้วเขียนในวงเล็บ เช่น (ดา,มาลี)(แดง,สุดา) ,(ขาว,มีนา) สิ่งเหล่านี ้คือคู่อันดับ แต่ละคู่ประกอบด ้วยสมาชิกสองตัว คือสมาชิกตัวหน้าและสมาชิกตัวหลัง หรือสมาชิก ตัวที่หนึ ่งกับสมาชิกตัวที่สอง การเป็นสมาชิกตัวหน้าและสมาชิกตัวหลังจะแสดงอันดับซึ ่งมีความสาคัญมาก ดังจะเห็นได้จากคู่อันดับที่ยกตัวอย่างมา (ดา,มาลี) เราถือว่าสมาชิกตัวหน้าเป็นบิดา และตัวหลังเป็นบุตรี แต่ถ้าเราสลับเป็น(มาลี ,ดา) สิ่งที่ได้มาจะผิดความหมายจากที่เรากาหนดให้เดิม ดังนั ้นสิ่งสาคัญในการเป็นคู ่อันดับก็คือ จะต้องเป็นคู่และมีอันดับ คู่ลาดับประกอบด้วย โดยถือว่า ตาแหน่ง หรืออันดับ เป็นสาคัญ ถ้าสลับที่ของตาแหน่งจะทาให้ความหมายเปลี่ยนไป ในทางคณิตศาสตร์ มักเขียนคู่อันดับในรูป ( a , b ) โดยทีa เป็นสมาชิกตัวหน้า และ b เป็นสมาชิกตัวหลัง (a,b) และ (b,a) จะ ไม่เท่ากัน นอกจาก a=b เท่านั ้น หรือ (a,b) =(c,d) ก็ต่อเมื่อ a=c และ b=d ผลคูณคาร์ทีเชียน นิยาม ให้ A กับ B เป็นเซตใด ๆ ผลคูณคาร์ทีเซียนของเซต A กับเซต B จะใช้ สัญลักษณ์ A x B อ่านว่า A ครอส B คือเซตของคู่อันดับซึ ่งสมาชิกตัวแรกเป็นสมาชิกของเซต A และ สมาชิกตัวหลังเป็นสมาชิกของเซต B จะสามารถเขียน A x B ในรูปเซตแบบบอกเงื่อนไขได้ดังนี } ) | ) , ( { B b A a b a B A และ ข้อสังเกต 1. ถ้า A และ B เป็นเซตจากัด จานวนสมาชิกของเซต A x B เท่ากับ จานวน สมาชิกของเซต A คูณกับจานวนสมาชิกของเซต B 2. บางครั ้งเราอาจใชA 2 แทน A x A ตัวอย่าง เช่น A = 1,2,3 , B = 4,5,6 และ A x B คือ ผลคูณคาร์ทีเชียนของเซต A และ เซต B ดังนั ้น A x B = (1,4),(1,5),(1,6),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),( 3,6) ตัวอย่าง A={1,3,5} B = {a,b} AxB = {(1,a),(1,b),(3,a),(3,b),(5,a),(5,b)} BxA = {(a,1),(a,3),(a,5),(b,1),(b,3),(b,5)} AxA = {(1,1),(1,3),(1,5),(3,1),(3,3),(3,5), (5,1),(5,3),(5,5)} BxB = {(a,a),(a,b),(b,a),(b,b)} จากตัวอย่างจะเห็นว่า A x B B x A

Transcript of บทที่ 3...

Page 1: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 1

บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน

คอนดบ ในชวตประจ าวน มความเกยวของกบคอนดบอยเสมอ เชน เมอเราไปซอของจะมการจบคของทซอกบราคา หรอในรายการอาหารทจะเหนวาสวนมากจะพมพชออาหารคกบราคา สงเหลานลวนเปนลกษณะของคอนดบ ถาเราจบคระหวางบดากบบตรแลวเขยนในวงเลบ เชน (ด า,มาล)(แดง,สดา),(ขาว,มนา) สงเหลานคอคอนดบ แตละคประกอบดวยสมาชกสองตว คอสมาชกตวหนาและสมาชกตวหลง หรอสมาชกตวทหนงกบสมาชกตวทสอง การเปนสมาชกตวหนาและสมาชกตวหลงจะแสดงอนดบซงมความส าคญมาก ดงจะเหนไดจากคอนดบทยกตวอยางมา (ด า,มาล) เราถอวาสมาชกตวหนาเปนบดา และตวหลงเปนบตร แตถาเราสลบเปน(มาล,ด า) สงทไดมาจะผดความหมายจากทเราก าหนดใหเดม

ดงนนสงส าคญในการเปนคอนดบกคอ จะตองเปนคและมอนดบ คล าดบประกอบดวย โดยถอวาต าแหนง หรออนดบ เปนส าคญ ถาสลบทของต าแหนงจะท าใหความหมายเปลยนไป ในทางคณตศาสตร มกเขยนคอนดบในรป ( a , b ) โดยท a เปนสมาชกตวหนา และ b เปนสมาชกตวหลง (a,b) และ (b,a) จะ ไมเทากน นอกจาก a=b เทานน หรอ (a,b) =(c,d) กตอเมอ a=c และ b=d

ผลคณคารทเชยน นยาม ให A กบ B เปนเซตใด ๆ ผลคณคารทเซยนของเซต A กบเซต B จะใชสญลกษณ A x B อานวา A ครอส B คอเซตของคอนดบซงสมาชกตวแรกเปนสมาชกของเซต A และสมาชกตวหลงเปนสมาชกของเซต B

จะสามารถเขยน A x B ในรปเซตแบบบอกเงอนไขไดดงน })|),({ BbAabaBA และ

ขอสงเกต 1. ถา A และ B เปนเซตจ ากด จ านวนสมาชกของเซต A x B เทากบ จ านวนสมาชกของเซต A คณกบจ านวนสมาชกของเซต B

2. บางครงเราอาจใช A2 แทน A x A ตวอยาง เชน A = 1,2,3 , B = 4,5,6

และ A x B คอ ผลคณคารทเชยนของเซต A และ เซต B ดงนน A x B = (1,4),(1,5),(1,6),(2,4),(2,5),(2,6),(3,4),(3,5),( 3,6)

ตวอยาง A={1,3,5} B = {a,b} AxB = {(1,a),(1,b),(3,a),(3,b),(5,a),(5,b)}

BxA = {(a,1),(a,3),(a,5),(b,1),(b,3),(b,5)} AxA = {(1,1),(1,3),(1,5),(3,1),(3,3),(3,5), (5,1),(5,3),(5,5)} BxB = {(a,a),(a,b),(b,a),(b,b)}

จากตวอยางจะเหนวา A x B ≠ B x A

Page 2: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 2

ความสมพนธ (RELATIONS) ความสมพนธ เกดจากของสองสงมาเกยวของกนภายใตกฎเกณฑอยางใดอยางหนง และของทงสอง

สงนน จะเขยนในรปของคอนดบไดเสมอ นยาม 1. ความสมพนธ คอ เซตของคอนดบแทนดวยสญลกษณ r 2. r เปนความสมพนธจาก เซต Aไปเซต B กตอเมอ r เปนสบเซตของ A X B เขยนไดวา r เปนความสมพนธจาก A ไป B กตอเมอ r A X B r ไมเปนความสมพนธจาก A ไป B กตอเมอ r A X B

ตวอยาง ก าหนดให A = {2,4,6} B = {a,c,d} R1 = {(2,a),(2,c)} R2 = {(4,9),(6,d),(d,c)}

จงพจารณาวา ความสมพนธ R1, R2 เปนความสมพนธ จาก Aไป B หรอไม เพราะเหตใด วธท า A X B = {(2,a),(2,c),(2,d),(4,a),(4,c),(4,d),(6,a),(6,c),(6,d)}

R1 เปนความสมพนธจาก A ไป B เพราะเหตวา R1 A X B R2 ไมเปนความสมพนธจาก A ไป B เพราะเหตวา R2 A X B

ในท านองเดยวกน R เปนความสมพนธจาก A ไป B กตอเมอ R B X A

R เปนความสมพนธจาก A ไป A กตอเมอ R A X A

R เปนความสมพนธจาก B ไป B กตอเมอ R B X B

ความสมพนธ บางครงอาจจะเขยนอยในรปเงอนไข เชน R = {(x,y) A X A x + y < 19} โดยท A = {5,9,13,17} ดงนน เราจะแจกแจงสมาชกไดเปน R = {(5,5),(5,9),(5,13),(9,5),(9,9),(13,5)} ในทนจะเหนวา R จะตองเลอกมาจากคอนดบใน A X A เทานนและจะตองม

ความสมพนธ x + y < 19 เชนเราได (5,5) R เพราะ 5+5 = 10 < 19

ตวอยาง ถา tiiA ={2 , 3 , 4} B = {5 , 6 , 8 , 9} ให r1 คอความสมพนธ " หารลงตว" จาก A ไป B

จะได r1 = { (2,6) , (2,8) , (3,6) , (3,9) , (4,8) } ให r2 คอความสมพนธ "เปนรากทสอง" จาก A ไป B

จะได r2 = { (3,9) } ให r3คอความสมพนธ "มากกวา" จาก A ไป B

จะได r3=

Page 3: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 3

ตวอยาง ให A ={x| x เปนจ านวนเตม} B ={x| x เปนจ านวนเตมบวก} r1 และ r2 ตอไปนเปนความสมพนธจาก A ไป B r1 ={(x, y) A x B | y = x2}

r2 ={(x, y) A x B | y = 2

x } เขยน r1 และ r2 แบบแจกแจงสมาชกจะได

r1= {(1,1),(-1,1),(2,4),(-2,4),.....} หรอ r1 ={(x, y) A x B และ y = x2}

r2= {(2,1),(4,2),(6,3),(8,4), ,.....} หรอ r2 ={(x, y) A x B และ y =2

x }

ตวอยาง ให A ={0, 1, 2, 3, 4} และ B = {2, 4, 6, 8} จงหาความสมพนธจาก A ไป B 1) r1 ={(x, y) A x B | y = 2x} 2) r2 ={(x, y) A x B | y < 2x} 3) r3 ={(x, y) A x B | y > 2x} ตวอยาง ให r เปนความสมพนธในเซตของจ านวนเตม r ={(x, y) I x I | y = x2} จงแสดงกราฟของ r

ตวอยาง ให r ={(x, y) I x I | y = x } จงแสดงกราฟของ r

Page 4: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 4

โดเมน (DOMAIN) และ เรนจ (RANGE) ของความสมพนธ โดเมน ของความสมพนธ ไดแก เซตของสมาชกตวหนาของคอนดบท งหมดกลาวคอ พกด x

ทงหมดทยอมรบได เขยนแทนดวย D(r) หรอ Dr Dr = {x(x,y) r } เรจน ของความสมพนธ ไดแก เซตของสมาชกตวหลงของคอนดบทงหมดกลาวคอ พกด y ทงหมดทยอมรบได เขยนแทนดวย R(r) หรอ Rr Rr = {y(x,y) r } ตวอยาง r = {(1,2),(1,3),(2,2),(3,5)} จงหาโดเมนและเรนจของความสมพนธ วธท า Dr = {1,2,3} Rr = {2,3,5} ตวอยาง r = {(x,y) I X I | y =2x} จงหาโดเมนและเรนจของความสมพนธ วธท า r = {......,(-2,-4),(-1,-2),(0,0),(1,2),(2,4),...}

Dr = { x xI} Rr = {y y จ านวนค} ตวอยาง r = {(x,y) R X R | y =2x – 3} จงหาโดเมนและเรนจของความสมพนธ วธท า Dr = { x x R} Rr = {y y R} ตวอยาง ให A = {-3,-2,-1, 0, 1, 2, 3} และก าหนดใหความสมพนธ r ใน A คอ {(x, y)| y=x2}

จงหาโดเมนและเรนจของความสมพนธน

r เปนความสมพนธใน A หมายถง r A x A r = {(-1,1),(0,0),(1,1)} ดงนน Dr = {-1,0,1} Rr = {0,1}

ตวอยาง ก าหนดให r= {(x,y) I x I | y =x2} จงหาโดเมนและเรนจของ r เนองจาก r เปนความสมพนธในเซตของจ านวนเตมและจ านวนเตมใด ๆ ไมวาจะเปนบวกหรอ

ลบ หรอศนยกตาม สามารถน ามายกก าลงสองไดทงสน ดงนน Dr ={x | x เปนจ านวนเตม}

จ านวนเตมใด ๆ เมอน ามายกก าลงสองแลวผลท ไดออกมาจะเปนจ านวนบวกเสมอ นอกจากศนยซงยกก าลงสองแลวไดศนย

ดงนน Rf ={y | y เปนจ านวนเตมบวกทเปนก าลงสองสมบรณ หรอศนย}

Page 5: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 5

ตวอยาง ก าหนดให r = {(x,y)| y = 1

1

x } จงหาโดเมนและเรนจของ r

การหาคาของ1

1

x เมอแทน x ดวยจ านวนจรงใด ๆ ไดเสมอ นอกจาก เมอ x=1

เพราะ 1

1

x=

0

1 ไมมความหมาย ดงนน Dr = {x | x ≠ 1}

การพจารณาหาเรนจของ r เขยน x ใหอยในรปของ y ไดคอ x= 11

y จะเหนไดวา y ตอง

ไมเทากบศนย ดงนน Rr ={y | y ≠ 0}

ตวอยาง ก าหนดให r ={(x,y)| y = 216 x } จงหาโดเมนและเรนจของ r พจารณาโดเมนจะเหนวา จ านวนทจะน ามาแทนคา x นนจะตองไมท าให 16 - x2 เปนลบ

เพราะรากทสองของจ านวนลบไมเปนจ านวนจรง เมอให 16 - x2 0 จงมคาไดตงแต -4 ถง 4 หรอ เขยนไดในรป [-4,4,] หรอ |x| 4

ดงนน Dr ={x| -4 x 4} หรอ {x | |x| 4} หรอ [-4, 4]

เนองจาก 216 x จะตองไมเปนจ านวนลบ และจะมากทสดเมอ x=0 ดงนน Rf ={y|0 y 4} หรอ [0, 4]

ตวอยาง ก าหนดความสมพนธใหตอไปน จงเขยนกราฟของความสมพนธ พรอมทงหาโดเมนและเรนจของความสมพนธทก าหนดขน 1) }022|),{(1 yxRRyxr 2) }4|),{( 2

2 xyRRyxr 3) }2|),{(3 xyRRyxr

Page 6: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 6

4) }4|),{( 22

4 yxRRyxr 5) }|),{(5 xyRRyxr ฟงกชน (FUNCTION) นยาม ถา f เปนความสมพนธ จะเรยก f วาเปนฟงกชน เมอแตละสมาชกในโดเมน(สมาชกตวหนาของคอนดบ)จะจบคหรอมความสมพนธกบสมาชกในเรนจ(สมาชกตวหลงของคอนดบ)ไดเพยงสมาชกเดยว

รปท 1 และรปท 2 เปนลกษณะการจบคทท าใหความสมพนธเปนฟงกชน

รปท 3 เปนลกษณะการจบคทท าใหความสมพนธไมเปนฟงกชน

1

2

3

a

b

c

A B

f

รปท 1 1

A B

1

2

3

x

y

f

รปท 2

1

2

3

a

b

c

d รปท 3

Page 7: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 7

การตรวจสอบวาความสมพนธใดเปนฟงกชนหรอไม 1. โดยใชกราฟ วธการตรวจสอบคอ ใหลากเสนตรงขนานกบแกน y ตดกราฟของความสมพนธนน

- ถาตดกราฟเพยงจดเดยว : แสดงวา ความสมพนธนน เปนฟงกชน - ถาตดกราฟมากกวาหนงจด : แสดงวา ความสมพนธนน ไมเปนฟงกชน

2. โดยใชหลกการพจารณาทวา ถา ( a, b ) r และ ( a, c) r ถาสามารถสรปไดวา b = c กแสดงวาความสมพนธนนเปนฟงกชน

ตวอยาง จงพจารณาวาความสมพนธตอไปนเปนฟงกชนหรอไม 1) )}1,2(),1,1(),0,1(),1,0{(1 r 2) )}4,1(),1,3(),3,2(),2,1{(2 r 3) }12|),{(3 xyRRyxr

4) }4|),{( 22

4 yxRRyxr 5) }14|),{( 2

5 xyRRyxr 6) }1|),{(6 xyRRyxr

Page 8: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 8

หมายเหต ในกรณทความสมพนธ f เปนฟงกชน เราสามารถเขยน y = f(x) แทน (x,y) ∈ f ได และเรยก f(x) วาฟงกชน f ท x อานวา เอฟทเอกซ หรอ เอฟเอกซ

จาก ( x , y ) ∈ f เขยนแทนไดดวย ( x , f(x) ) ∈ f โดเมนและเรนจของฟงกชน เนองจากฟงกชนเปนความสมพนธชนดหนง ดงนนการหาโดเมนและเรนจของฟงกชนจงกระท าไดเชนเดยวกบการหาโดเมนและเรนจของความสมพนธ บทนยาม ถา f เปนฟงกชนจาก A ไป B โดเมนของ f คอ เซตของสมาชกตวหนาทกตวของคอนดบ f เขยนแทนดวย }),(|{ fyxxD f เรนจของ f คอ เซตของสมาชกตวหลงทกตวของคอนดบ f เขยนแทนดวย }),(|{ fyxyR f ตวอยาง จงหาโดเมนและเรนจของฟงกชนตอไปน 1) 13)( xxf

2) 2

1)(

xxg

3) 1)( xxh

Page 9: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 9

4. 3)( xxf

การประยกตใช

ตวอยาง จงเขยนสมการแสดงความสมพนธตอไปน

1. เจมสไดคาแรงในการรองเพลงชวโมงละ 250บาท หากเขาท างาน 15 วน เขาจะไดเงนเทาไร ให Y แทนเงนทไดรบ (บาท) และ X แทน จ านวนชวโมงทรองเพลงในแตละวน (ชวโมง) …………………………………………………………………………………………………

2. พอคาตงราคาขายทวราคา 11,800 บาท และมสวนลดส าหรบผซอเงนสดจ านวนหนง ถาพอคามก าไร 2,000 บาท พอคาซอทวมาราคาทนเทาไร ให Y แทนราคาทน (บาท) และ X แทน สวนลดทพอคาลดใหผซอเงนสด (บาท) …………………………………………………………………………………………………

3. พมเงน 3,000 บาท ซอเสอราคาโหลละ 1,800 มาจ านวนหนง พจะเหลอเงนเทาไร ให Y แทนเงนทเหลอ (บาท) และ X แทน จ านวนเสอทซอมา (ตว) …………………………………………………………………………………………………

4. แมตดเสอจ านวนหนง ใชผาตวละ 4 เมตร ถาแมซอผามา 30 เมตร แมจะเหลอผา กเมตร ให Y แทนปรมาณผาทเหลอ (เมตร) และ X แทน จ านวนเสอทตด (ตว) …………………………………………………………………………………………………

5. รถยนตคนหนงราคา 1,000,000 บาท ถาอตราคาเสอมราคาคงทเทากนทกปของรถยนตคนนคอ 20,000 บาทตอป ส าหรบ 10 ปแรกของอายการใชงาน ให Y แทนมลคารถยนตหลงหกคาเสอมราคา (เมตร) และ X แทน อายการใชงานของรถยนต (ป) …………………………………………………………………………………………………

Page 10: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 10

ตวอยาง โรงงานแหงหนงมตนทนคงทในการผลตเครองคดเลข 180,000 บาท และตนทนในการผลตตอเครองคอ 24 บาท ถาโรงงานแหงนวางแผนการผลตเครองคดเลข x เครอง 1) จงเขยนสมการแสดงความสมพนธระหวางจ านวนเครองคดเลขทผลตกบก าไรทไดรบ เมอตงราคาไว 60

บาทตอเครอง 2) จงหาจดคมทนในการผลตเครองคดเลขของโรงงานแหงน

จดคมทนหมายถง การพจารณาวาจะตองผลตเครองคดเลขกเครองจงจะท าใหยอดขายทงหมดเทากบตนทนทงหมด

Page 11: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 11

ปญหาก าหนดการเชงเสน

ก าหนดการเชงเสน (Linear Programming) เปนเทคนคหรอเครองมอทนยมน ามาใชใน การแกปญหาตางๆ เชน ปญหาดานการบรหาร วศวกรรม ทหาร การแพทย และสงคมศาสตร เปนตน ก าหนดการเชงเสนเปนเทคนคทเกยวของกบการหาคาสงสดและคาต าสด เชน ก าไรสงสด หรอตนทนต าสด เปนตน เทคนคก าหนดการเชงเสนคอ การน าเอาขอจ ากดตางๆ เงอนไขตางๆ ทรพยากรทมอย และเปาหมายทตองการมาเขยนใหอยในรปของ สมการ หรอ อสมการ จากนนน าตวแบบทไดไปแกปญหาดวยวธทางคณตศาสตรเพอใหไดค าตอบทสอดคลองกบเปาหมายทตองการและเงอนไขขอจ ากดตางๆ

ตวแบบ (model) ของปญหาก าหนดการเชงเสน ประกอบดวย 2 สวน คอ 1) ฟงกชนจดประสงค (objective function) ฟงกชนจดประสงคเปนฟงกชนทเราจะน าไปหาคา

เหมาะสมทสด (มากทสด หรอ นอยทสด) ตวอยางของฟงกชนนไดแก ฟงกชนของผลก าไร (ตองการหาคามากสด) ฟงกชนของตนทน (ตองการหาคานอยสด) เปนตน

ตวอยางการหาฟงกชนจดประสงค 1) โรงงานไมแปรรปแหงหนงสามารถผลตโตะได 7 ตว และเกาอได 22 ตวตอ 1 วน

ฟงกชนจดประสงคของรายไดแตละวน (Z) ของโรงงาน คอ

yxZ 227 เมอ x คอราคาโตะ และ y คอราคาเกาอ

2) โรงงานไมแปรรปแหงหนงสามารถผลตโตะได x ตว และเกาอได y ตวตอ 1 วน โดยโตะมมลคา 2,000 บาท ตอ 1 ตวเกาอมมลคา 250 บาท ตอ 1 ตว

ฟงกชนจดประสงคของรายไดแตละวน (Z) ของโรงงาน คอ

3) รานตดชด The Tailor ใชผาฝายและผาลนนในการตดชดถาผาฝายราคา 200 บาท ตอตารางเมตรและ ผาลนนราคา 300 บาท ตอตารางเมตร

ฟงกชนจดประสงคของคาใชจาย (Z) ของรานตดชด คอ

เมอ x แทนพนทของผาฝาย (หนวยตารางเมตร) และ y แทนพนทของลนน (หนวยตารางเมตร)

Page 12: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 12

4) รานตดชด The Tailor ขายเสอไดวนละ x ตว และกางเกงวนละ y ตว เสอราคาตวละ 1200 บาท และกางเกงราคาตวละ 800 บาท

ฟงกชนจดประสงคของรายไดของรานตดชด คอ (2) ขอจ ากดหรอเงอนไขบงคบ (Constraints) เปนสมการ หรอ อสมการ ซงเปนขอก าหนด ขอบงคบ ขอบเขตหรอ ขดจ ากด ตางๆ ทอยในปญหาเหลานน ตวอยางตความเงอนไขของปญหาใหอยรปคณตศาสตร 1) โรงงานไมแปรรปแหงหนงสามารถผลตโตะไดไมเกน 10 ตว เกาอไดไมเกน 15 ตว และไมสามารถผลต

งานไมไดเกน 20 ชน ภายใน 1 วน ถาให x เปนจ านวนโตะทโรงงานผลตไดใน 1 วน และให y เปนจ านวนเกาอทโรงงานผลตไดใน 1 วน เราสามารถตความเงอนไขดงกลาวใหอยในรปคณตศาสตรไดเปน

0x 0y 10x 15y 20 yx 2) ชางตดเสอมผาอย 2 ชนดทจะใชท าเสอและกางเกงไดแก ผาฝาย 80 ตารางเมตร และ ลนน 120 ตาราง

เมตร เสอ 1 ตวใชผาฝาย 1 ตารางเมตร ลนน 3 ตารางเมตร กางเกง 1 ตว ใชผาฝาย และ ลนน อยางละ 2 ตารางเมตร

ถาให x แทนจ านวนเสอ และ y แทนจ านวนกางเกง เราสามารถตความเงอนไขดงกลาวใหอยในรปคณตศาสตรไดเปน

Page 13: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 13

3) นายบญและนางมา ปรกษาเกษตรต าบลในการท าเกษตรสวนผสมเกษตรต าบลบอกวาพชผกทนายบญและนางมาจะปลกตองการสารอาหารอยางนอย ไนโตรเจน(N) 300 สวน, ฟอสฟอรส(P) 240 สวน และ โปรแทสเซยม(K) 90 สวน ถงจะใหผลผลตด เมอทงคไปหาปยในทองตลาดพบวายหอมาเหาะเปนปย สตร 10-5-6 และยหอมาเหน เปนปยสตร 5-10-1

ถาให x แทนจ านวนป ยยหอ มาเหาะ (หนวยเปนกระสอบ) และ y แทนจ านวนป ยยหอ มาเหน (หนวยเปนกระสอบ) เราสามารถตความเงอนไขดงกลาวใหอยในรปคณตศาสตรไดเปน

การแกปญหาก าหนดการเชงเสน

เมอสามารถตความปญหาใหอยในรปของตวแบบทางคณตศาสตรไดแลว ซงเราจะไดฟงกชนจดประสงค และเงอนไข การแกปญหาก าหนดการเชงเสน คอ การหาคาเหมาะสมทสด (สงสด หรอ ต าสด) ของฟงกชนจดประสงคภายใตเงอนไขนนเอง เทคนคการแกปญหามหลายวธ แตทจะกลาวถงคอวธการใชกราฟในการแกปญหาก าหนดการเชงเสนเทานน

การแกปญหาก าหนดการเชงเสนดวยวธกราฟ การแกปญหาดวยวธกราฟใชไดในกรณทมตวแปรเพยง 2 ตว สวนขอจ ากดจะมกขอกได เปนวธท

เขาใจงาย โดยมขนตอนดงน 1) ก าหนดตวแปร X เปนแกนนอน และ Y เปนแกนตง 2) สรางเสนตรงแสดงเงอนไขหรอขอจ ากด โดยเสนตรง 1 เสนหมายถงขอจ ากด 1 ขอ 3) หาพนททแสดงผลลพธทงหมดทเปนไปได 4) สรางเสนตรงแสดงฟงกชนวตถประสงค 5) หาผลลพธทดทสด

Page 14: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 14

ตวอยาง บรษท Pen – Pencil ผลตดนสอและปากกาออกจ าหนาย ดนสอไดก าไรแทงละ 4 บาท ปากกาไดก าไรดามละ 6 บาท ในการผลตปากกาและดนสอตองใชวตถดบ 2 ชนด คอ A และ B ดนสอ 1 แทงใชวตถดบ A จ านวน 1 หนวย วตถดบ B จ านวน 6 หนวย ปากการ 1 ดาม ใชวตถดบ A จ านวน 2 หนวย วตถดบ B จ านวน 4 หนวย ถาในสปดาหหนาทางบรษทมวตถดบ A เพยง 8 หนวยและมวตถดบ B จ านวน 24 หนวย บรษทควรวางแผนการผลตอยางไร เพอใหไดก าไรสงสด ถาสมมตวาผลตดนสอและปากกามาจ านวนเทาใดกสามารถขายไดหมด

Page 15: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 15

ตวอยาง นายสมพรประกอบอาชพเลยงสกร เขาตองสงซอวตถดบมาผลตอาหารใหสกร เขาไดศกษาสารอาหารทไดจากวตถดบ 2 ชนด ซงแตละชนดมปรมาณโปรตน ไขมน และเกลอแรแตกตางกนไป ดงน

สารอาหาร จ านวนสารอาหารในหนงกระสอบ (กโลกรม) วตถดบชนดท 1 วตถดบชนดท 2

โปรตน 30 20 ไขมน 10 20 เกลอแร 5 10

นายสมพรไดศกษาถงความตองการของสารอาหารตางๆในสกรทงหมดทเขาเลยง พบวา เขาม ความตองการโปรตนอยางนอย 110 กโลกรม ไขมนอยางนอย 50 กโลกรม และเกลอแรอยางนอย 15 กโลกรม จงจะเพยงพอในการเลยงสกรของเขา ซงทางผผลตวตถดบไดเสนอราคาวตถดบชนดท 1 ในราคากระสอบละ 40 บาท และวตถดบชนดท 2 ในราคากระสอบละ 30 บาท นายสมพรควรสงซอวตถดบแตละชนดจ านวนเทาใดจงจะใชตนทนต าทสด และไดสารอาหาร แกสกรครบถวนตามตองการ

Page 16: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 16

แบบฝกหด

1. พจารณาคอนดบตอไปน จงหาคา x และ y 1.1 (x,y) = (4,5) x = ………………… y = ………………….. 1.2 (x,3) = (-2,y) x = ………………… y = ………………….. 1.3 (2x + 1 , 13) = (3,4y - 3) x = ………………… y = …………………..

2. ก าหนดเซต A และ B ดงตอไปน 2.1 A = {1,2} และ B = {3,4} A x B = ……………………………………………………... n(A x B) = ………..

B x A = …………………………………………….……….. n(B x A) = ……….. 2.2 A = {1,2} และ B = {a,b,c} A x B = ……………………………………………………... n(A x B) = ………..

B x A = …………………………………………….……….. n(B x A) = ……….. 2.3 A = {a,b} และ B = { } A x B = ……………………………………………………... n(A x B) = ………..

B x A = …………………………………………….……….. n(B x A) = ……….. 2.4 A = และ B = {3,4,5} A x B = ……………………………………………………... n(A x B) = ………..

B x A = …………………………………………….……….. n(B x A) = ……….. 2.5 A = {a,b} และ B = {1,2,3} A x A = ……………………………………………………... n(A x A) = ………..

B x B = …………………………………………….……….. n(B x B) = ………..

3. ก าหนด A = {1,2,3} , B = {2,3} และ C = {3,5} จงหา 3.1 A x B = ……………………………………………..…………………………………………............. 3.2 A x C = …………………………………………..……………………………………………............. 3.3 (A x B) (A x C) = …………………………………………..……………………………………... 3.4 A x (BC) = …………………………………………..…………………………….……………….. 3.5 พจารณาวา (AxB) (AxC) = Ax(BC) หรอไม ตอบ ……………… 3.6 (A x B) (A x C) = ……………………………………………..…………………………………….. 3.7 A x (BC) = ……………………………………………..……………………….……………………. 3.8 พจารณาวา (A x B) (A x C) = A x (BC) หรอไม ตอบ ………………

Page 17: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 17

3.9 (A x B) - (A x C) = …………………………………………..………………………………………….. 3.10 A x (B - C) = ……………………………………………..…………...……………………………. 3.11 พจารณาวา (AxB) - (AxC) = Ax(B - C) หรอไม ตอบ ………………

4. ก าหนดให A = }2020|),{( xyandxIIyx

B = }4022

|),{( yandxy

IIyx

จงเขยนเซตตอไปน แบบแจกแจงสมาชก 4.1 A = …………………………………………………………… DA = …………………………………………………………… RA = …………………………………………………………… 4.2 B = …………………………………………………………… DB = …………………………………………………………… RB = ……………………………………………………………

5. จงเขยนสมการแสดงความสมพนธตอไปน

5.1 มลกแกว 900 ลก จดแบงใหเดกจ านวนหนง คนละ 30 ลก จะเหลอลกแกวทลก ให Y แทนจ านวนลกแกวทเหลอ (ลก) และ X แทน จ านวนเดก (คน) …………………………………………………………………………………………………

5.2 สายสดาซอปากกา 3 ดาม เปนเงน 36 บาท และซอสมดจ านวนหนง ซงราคาตอเลมเปน 2 เทาของ ปากกาหนงดาม สายสดาจายเงนคาสมดเปนเงนเทาไร ให Y แทนจ านวนเงนทจายคาสมด (บาท) และ X แทน จ านวนสมดทซอ (เลม)

…………………………………………………………………………………………………

5.3 สกญญาเตยกวาสคนธ สคนธสงกวาสทน 5 ซม. สทนสง 145 สกญญาสงก ซม. ให Y แทนความสงของสกญญา (ซม.) และ X แทนความแตกตางความสงสกญญากบสคนธ (ซม.) …………………………………………………………………………………………………

5.4 ชวงปดเทอมจกรชยไปหารายไดพเศษโดยเปนพนกงานหนาราน 8 วน ไดเงนวนละ 150 บาท ตอมา เปนพนกงานสงของตามบาน 6 วน ไดเงนแตละวนมากกวาเปนพนกงานหนารานอยจ านวนหนง จกรชยมรายไดชวงปดเทอมทงสนกบาท ให Y แทนเงนทจกรชยไดรบ (บาท) และ X แทน คาแรงทแตกตางระหวางงานทง (บาท) …………………………………………………………………………………………………

Page 18: บทที่ 3 ความสัมพันธ์และฟังก์ชันmathstat.sci.tu.ac.th/~suramase/TU151/CH3.pdf · มธ.151 บทที่ 3 ความสัมพนัธ์และฟังก์ชัน

มธ.151 บทท 3 ความสมพนธและฟงกชน 18

6. โรงงานผลตสนคาชนดหนง มวตถดบ ก 130 กโลกรม และ วตถดบ ข 170 กโลกรม โรงงานตองการผลตสนคาเพอจ าหนาย โดยจะผลต 2 สตร สตร A ประกอบดวย วตถดบ ก และ ข อยางละครง จะขายกโลกรมละ 200 บาท สตร B ประกอบดวย วตถดบ ก 1 สวนและ ข 2 สวน จะขายกโลกรมละ 125 บาท ทางโรงงานตองการทราบวาจะตองผลตออกมาอยางละเทาใด จงจะขายไดยอดขายมากทสด

7. ชาวไรคนหนงมท 10 ไร เพอการเพาะปลกออยและขาวโพด เขาตองท าการเพาะปลกอยางนอย 7 ไร แตเขามเงนทนทจะใชจายอยเพยง 1,200 บาท และแตการปลกออยแตละไรตองใชเงน 200 บาท สวนการปลกขาวโพดแตละไรตองใชเงน 100 บาท นอกจากนชาวไรยงตองท าการเพาะปลกใหเสรจสนภายใน 12 ชม. โดยตองใชเวลา 1 ชม. ในการปลกออยแตละไร และใชเวลา 2 ชม. ในการปลกขาวโพดแตละไร ถาออยมก าไรเปน 500 บาทตอไร และขาวโพดมก าไร 300 บาท ตอไร จะตองปลกพชแตละชนดอยางละกไรเพอใหไดก าไรสงสด

8. เหมองแรแหงหนงมเหมองแรของบรษทเองอยสองแหงโดยทแตละเหมองจะผลตแร ไดสามชนด คอ ดบก ทองแดง และ สงกะส จ านวนแรแตละชนดผลตไดดงตารางตอไปน

ชนดแร เหมอง

จ านวนผลตเปนตนตอวน ดบก ทองแดง

สงกะส

A 6 2 4

B 2 2 12

บรษทมสญญาจะตองสงแรใหลกคาในหนงสปดาหดงน ดบก จ านวน 12 ตน

ทองแดง จ านวน 8 ตน สงกะส จ านวน 24 ตน

ถาตนทนการผลตแรตอวนของเหมอง A เปน 40,000 บาท และเหมอง B เปน 32,000 บาทแลว บรษทจะจดการผลตแรอยางไรจงจะมจ านวนครบตามสญญาและตนทนการผลตทงหมดต าสดดวย