วันอังคารที่ 20 กันยายน พ.ศ. 2554

วิธีพิสจน์ทางคณิตศาสตร์

การพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์
การพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ ถือว่าเป็นหัวใจสำคัญในการเรียนรู้วิชาคณิตศาสตร์ เป็นการฝึกทักษะกระบวนการให้เหตุผลเชิงคณิตศาสตร์ โดยการนำกฎเกณฑ์เบื้องต้นในวิชาตรรกศาสตร์ มาประยุกต์ใช้ เพื่อเป็นรากฐานสำหรับแขนงวิชาคณิตศาสตร์ขั้นสูงต่อไป
 จุดมุ่งหมายโดยรวมของการพิสูจน์ ก็คือ เป็นการยืนยันหรือทำให้แน่ใจว่า ผลสรุปเป็นจริง โดยมีการกำหนดเงื่อนไข หรือ สมมติฐานมาก่อนหน้า
 สาระสำคัญ การพิสูจน์ (proof ) ก็คือการแสดงการอ้างเหตุผลที่สมเหตุสมผล ซึ่งการอ้างเหตุผลจากเหตุ ถ้า ( P1ÙP2 ÙP3 ÙÙPn  )   --> q  เป็นสัจนิรันดร์ จะกล่าวได้ว่า การอ้างเหตุผลดังกล่าวสมเหตุสมผล กล่าวคือ P1ÙP2 ÙP3 ÙÙPn   สามารถสรุปได้ผล q เมื่อประพจน์  ( P1ÙP2 ÙP3 ÙÙPn  )  --> q  เป็นสัจนิรันดร์ และการที่ทราบว่าประพจน์ใดสมมูลกันจะเป็นประโยชน์ต่อการอ้างเหตุผลอย่างสมเหตุสมผล สำหรับการพิสูจน์ในทางคณิตศาสตร์นั้นเหตุที่นำมาอ้างอิงมาจากทฤษฎีบทที่เคยทราบมาก่อน หรือบทนิยาม หรือสัจพจน์ เป็นต้น แต่มักจะมีปัญหาว่าสัจพจน์ บทนิยาม หรือทฤษฎีบทต่างๆ ที่จะนำมาอ้างอิงเพื่อนำไปสู่ผลสรุปนั้นมีมากมาย เป็นการยากที่จะเลือกใช้ ดังนั้นผู้เรียนควรจะศึกษาตรรกศาสตร์ และการพิสูจน์หลายๆ แบบ เพื่อจะช่วยให้มีทักษะในการพิสูจน์ สามารถเลือกวิธีการพิสูจน์ได้อย่างเหมาะสม ซึ่งจะกล่าวถึงวิธีการพิสูจน์แบบต่างๆ ดังต่อไปนี้
 1. การพิสูจน์ p --> q     โดยวิธีพิสูจน์ตรง (Direct Proof)
2. การพิสูจน์  ~q --> ~p โดยใช้การแย้งสลับที่ (Contrapositive )
3. การพิสูจน์ p <-->   (If and only if)
4. การพิสูจน์โดยแจงกรณี (Proof by Exhaustion)
5. การพิสูจน์โดยข้อขัดแย้ง (Proof by Contradiction)
6. การพิสูจน์ p หรือ q
7. การพิสูจน์ p --> (q Ù r )
8. การพิสูจน์แย้งโดยตัวอย่างค้าน (Disproof by Counterexample)
9. การพิสูจน์ว่ามีและเป็นไปได้เพียงอย่างเดียว (Proof by Existence and Uniqueness)
10. การพิสูจน์โดยอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ (Proof by Mathematical Induction)

รูปแบบการพิสูจน์
แบบที่ 1 การพิสูจน์ p --> q  โดยวิธีพิสูจน์ตรง (Direct Proof)
สาระสำคัญ
การพิสูจน์ p --> q  โดยวิธีพิสูจน์ตรง เป็นการพิสูจน์ที่เริ่มจากการสมมติให้เหตุ (p) เป็นจริง แล้วดำเนินการจากเหตุ โดยใช้บทนิยาม สัจพจน์หรือทฤษฎีบทต่างๆ เพื่อให้ผล (q) เป็นจริง
ในการพิสูจน์ว่า p --> q  โดยวิธีพิสูจน์ตรง ว่าเป็นจริงนั้น เนื่องจาก p --> q มีโอกาสเป็นเท็จกรณีเดียวคือเมื่อ p เป็นจริงและ q เป็นเท็จ ฉะนั้นถ้าสามารถแสดงได้ว่า เมื่อใดก็ตามที่ p เป็นจริง qจะต้องเป็นจริงเสมอ ก็สามารถสรุปได้ว่า p --> q  เป็นจริง ดังนั้นจึงเป็นการเพียงพอที่จะพิสูจน์ว่า p --> q  เป็นจริง โดยสมมติว่า p เป็นจริง แล้วพยายามแสดงให้เห็นว่า q เป็นจริง หรือทำให้เกิด q นั่นเอง 
การพิสูจน์วิธีนี้มีรูปแบบหรือโครงสร้างหลักดังนี้
รูปแบบ          สมมติ p
                            :
                   ดังนั้น q
ตัวอย่างที่ 1 กำหนด a เป็นจำนวนเต็มใดๆ จงพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคู่ แล้ว a+4 เป็นจำนวนคู่      พิสูจน์       กำหนด เป็นจำนวนเต็มใดๆ
 ให้               a เป็นจำนวนคู่ จะได้ a = 2k ;  
               พิจารณา   a + 4 = 2k + 4
                                     = 2(k + 2)
               เพราะว่า 𝑘 𝐼    ดังนั้น k + 2 ∈ 𝐼 ทำให้ a + 4 เป็นจำนวนคู่
                   ดังนั้น ถ้า a เป็นจำนวนคู่ แล้ว a + 4 เป็นจำนวนคู่
ตัวอย่างที่ 2 กำหนดให้ a และ b เป็นจำนวนเต็มใดๆ จงพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคู่ และ b เป็น                    จำนวนคี่ แล้ว a + b เป็นจำนวนคี่
พิสูจน์         กำหนด a และ b เป็นจำนวนเต็มใดๆ
ให้                a เป็นจำนวนคู่  จะได้ว่า a = 2m ; ∃𝑚 ∈ 𝐼
และให้            b เป็นจำนวนคี่ จะได้ว่า b = 2n+1; ∃𝑛∈𝐼
                  พิจารณา   a + b = 2m + 2n + 1
                                     = 2(m + n) +1
               เพราะว่า 𝑚 ∈ 𝐼 และ 𝑛 ∈   ดังนั้น 𝑚+𝑛 ∈ 𝐼 ทำให้ a + b เป็นจำนวนคี่
                     ดังนั้น ถ้า a เป็นจำนวนคู่ และ b เป็นจำนวนคี่ แล้ว a + b เป็นจำนวนคี่ เป็นจริง

ตัวอย่างที่ 3 กำหนดให้ a,b และ c เป็นจำนวนเต็มใดๆ จงพิสูจน์ว่า ถ้า a|b และ b|c แล้ว a|c
 พิสูจน์          กำหนด a และ b เป็นจำนวนเต็มใดๆ
ให้                  a|b จะได้ว่า b = am ; ∃𝑚 ∈ 𝐼
และให้             b|c จะได้ว่า c = bn ; ∃n ∈ 𝐼
                   พิจารณา  c = ( am )n
                                   = a( mn )
                    เพราะว่า 𝑚 ∈ 𝐼 และ n ∈ 𝐼 ดังนั้น 𝑚n ∈ 𝐼 ทำให้ a|c
                      ดังนั้น ถ้า a|b และ b|c แล้ว a|c เป็นจริง

แบบทดสอบ
  กำหนดให้ a เป็นจำนวนเต็ม จงพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคู่ แล้ว a2  เป็นจำนวนเต็มคู่
Sol………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………

เฉลยแบบทดสอบ
พิสูจน์   กำหนด  a เป็นจำนวนเต็มใดๆ
   ให้   a   เป็นจำนวนคู่   จะได้  a = 2n   ;  n ∈𝐼
    พิจารณา   a2  =   (2n)2  
                      =    4n2
                      =    2(2n2)
    เพราะว่า   n ∈ 𝐼    ดังนั้น   2n2  ∈ 𝐼   ทำให้  a2   เป็นจำนวนเต็มคู่
     ดังนั้น  ถ้า a  เป็นจำนวนคู่ แล้ว a2 เป็นจำนวนเต็มคู่  เป็นจริง
แบบที่ 2 การพิสูจน์ ~q --> ~p โดยใช้การแย้งสลับที่ (Contrapositive)
สาระสำคัญ
เพราะว่า p --> q  สมมูลกับ   ~q --> ~p
ดังนั้นเราจึงพิสูจน์ ~q --> ~p แทน  p --> q ได้
ในบางครั้งการพิสูจน์ ~q -->  ~p ง่ายกว่าการพิสูจน์ p --> q โดยการพิสูจน์ตรง
การพิสูจน์วิธีนี้มีรูปแบบหรือโครงสร้างหลักดังนี้
รูปแบบ         สมมติ     ~q
                                 :
                   ดังนั้น     ~p
นั่นคือ ~q --> ~p ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า p --> q 
ตัวอย่างที่ 1 กำหนดให้ a เป็นจำนวนเต็มใด ๆ จงพิสูจน์ว่า ถ้า a2 เป็นจำนวนคี่ แล้ว a เป็นจำนวนคี่
พิสูจน์    ให้     p แทนข้อความ a2 เป็นจำนวนคี่
                    q แทนข้อความ a  เป็นจำนวนคี่
             ดังนั้นประพจน์ที่แทนข้อความที่กำหนดให้ คือ p --> q  ซึ่งสมมูลกับ ~q -->  ~p
             นั่นคือ จะต้องพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคู่แล้ว a2 เป็นจำนวนคู่
             กำหนด a เป็นจำนวนเต็มใด ๆ
              ให้ a เป็นจำนวนคู่  จะได้ว่า a = 2n ; ∃n ∈ 𝐼
                   พิจารณา a2 = (2n)2
                                  = 4n2
                                  = 2 (2n2)
               เพราะว่า n ∈ 𝐼 ดังนั้น 2n2 ∈ 𝐼 ทำให้ a2 เป็นจำนวนคู่
               นั่นคือ  ถ้า a เป็นจำนวนคู่แล้ว a2 เป็นจำนวนคู่
               สรุปได้ว่า ถ้า a2 เป็นจำนวนคี่ แล้ว a เป็นจำนวนคี่ เป็นจริง

ตัวอย่างที่ 2 กำหนดให้ a เป็นจำนวนเต็มใด ๆ ถ้า 4|a2 แล้ว a เป็นจำนวนคู่
พิสูจน์     จะต้องพิสูจน์ว่า  ถ้า 4|a2 แล้ว a เป็นจำนวนคู่
                พิสูจน์โดยการแย้งสลับที่ นั่นคือ จะต้องพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคี่ แล้ว 4 หาร a ไม่ลงตัว
                กำหนด a เป็นจำนวนเต็มใด ๆ
                ให้ a เป็นจำนวนเต็มคี่ จะได้ว่า a = 2n + 1 ; ∃n ∈ 𝐼
                พิจารณา a2 = (2n+1)2
                                = 4n2+4n + 1
                                = 4(n2+n) + 1
                เนื่องจาก n ∈ 𝐼 ดังนั้น n2 + n ∈ 𝐼  ทำให้ 4 หาร a ไม่ลงตัว
                แสดงว่า ถ้า a เป็นจำนวนคี่ แล้ว 4 หาร a ไม่ลงตัว
                สรุปได้ว่า ถ้า 4 | a2 แล้ว a เป็นจำนวนคู่ เป็นจริง
ตัวอย่างที่ 3 กำหนดให้ a และ b เป็นจำนวนเต็มใด ๆ จงพิสูจน์ว่า ab เป็นจำนวนคู่ แล้ว a หรือ b เป็นจำนวนคู่
พิสูจน์        ให้ p แทนข้อความ ab เป็นจำนวนคู่
                    q แทนข้อความ a หรือ b เป็นจำนวนคู่
           ดังนั้นประพจน์ที่แทนข้อความที่กำหนดให้ คือ p --> q ซึ่งสมมูลกับ ~q --> ~p
           นั่นคือ จะต้องพิสูจน์ว่า ถ้า a และ b เป็นจำนวนคี่ แล้ว ab เป็นจำนวนคี่
           กำหนดให้ a และ b เป็นจำนวนเต็มใด ๆ
           ให้ a และ b เป็นจำนวนคี่ จะได้ว่า a = 2n + 1 ; ∃n ∈ 𝐼 และ b = 2m + 1 ; ∃m ∈ 𝐼  
               พิจารณา  ab = (2n+1)(2m+1)
                                = 4nm + 2n + 2m + 1
                                = 2(2nm+n+m)+1
            เพราะว่า n,m ∈ 𝐼 ดังนั้น (2nm + n + m)  ∈ 𝐼 ทำให้ ab เป็นจำนวนคี่
            นั่นคือ ถ้า a และ b เป็นจำนวนคี่ แล้ว ab เป็นจำนวนคี่
            สรุปได้ว่า ถ้า ab เป็นจำนวนคู่ แล้ว a หรือ b เป็นจำนวนคู่ เป็นจริง


แบบทดสอบ
  จงบอกแนวการพิสูจน์ เมื่อ กำหนดให้  x  เป็นจำนวนเต็มใด ๆ จงพิสูจน์ว่า ถ้า x2  เป็นจำนวนคู่ แล้ว  x  เป็นจำนวนคู่ 
Sol…………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………...
เฉลยแบบทดสอบ

พิสูจน์

ให้  x  เป็นจำนวนเต็ม  ที่ไม่เป็นจำนวนเต็มคู่
ดังนั้น  x  เป็นจำนวนเต็มคี่                                  
    x    = 2n +1  สำหรับจำนวน เต็ม  n   บางจำนวน                    
    x2   = x×x                                                           
=  (2n+1) (2n+1)                                             
=  (2n+1)2n+ (2n+1)1                                      
 =  (2n)(2n)+(2n)(1)+ (2n)(1) +(1)(1)            
=  4n2 + 4n + 1                                         
=  2(2n2 + 2n )+ 1                            
=  2m + 1                   (m = 2n2 + 2n  ซึ่งเป็นจำนวนเต็มโดยสมบัติปิด)
         เพราะฉะนั้น  x2  เป็นจำนวนเต็มคี่
         ดังนั้นจากการพิสูจน์โดยการแย้งสลับที่สรุปได้ว่า ถ้า x2   เป็นจำนวนเต็มคู่  แล้ว  x  เป็นจำนวนเต็มคู่
แบบที่ 3 การพิสูจน์   (If and only if)
สาระสำคัญ
จาก    ดังนั้นในการพิสูจน์  มีรูปแบบดังนี้
         1)   เป็นจริง และ
         2)  เป็นจริง
 สรุปได้ว่า  เป็นจริง

ตัวอย่างที่ 1 กำหนดให้ a เป็นจำนวนเต็ม จงพิสูจน์ว่า a เป็นจำนวนคี่ ก็ต่อเมื่อ a+1 เป็นจำนวนคู่ พิสูจน์     ตอนที่ 1 จะต้องพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคี่ แล้ว a+1 เป็นจำนวนคู่
                         ให้ a เป็นจำนวนคี่ จะได้ว่า a = 2m + 1 ;∃𝑚 ∈ 𝐼
                         พิจารณา a+1 = (2m+1)+1
                                           = 2(m+1)
                  เพราะว่า 𝑚 ∈ 𝐼 ดังนั้น m + 1 ∈ 𝐼 ทำให้ a+1 เป็นจำนวนคู่
                  ดังนั้น ถ้า a เป็นจำนวนคี่ แล้ว a+1 เป็นจำนวนคู่
              ตอนที่ 2  จะต้องพิสูจน์ว่า ถ้า a+1 เป็นจำนวนคู่แล้ว a เป็นจำนวนคี่
                            ให้ a+1 เป็นจำนวนคู่ จะได้ว่า a + 1 = 2m ;∃𝑚∈𝐼
                            พิจารณา a = (a + 1) – 1
                                          = 2m - 1
                                          = 2(m - 1) + 1
                     เพราะว่า 𝑚∈𝐼 และ m – 1 = m + (-1) ∈𝐼 ทำให้ a เป็นจำนวนคี่
                     ดังนั้น ถ้า a+1 เป็นจำนวนคู่แล้ว a เป็นจำนวนคี่
         จากตอนที่ 1 และตอนที่ 2 สรุปได้ว่า a เป็นจำนวนคี่ ก็ต่อเมื่อ a+1เป็นจำนวนคู่
แบบทดสอบ
จงแยกข้อความ   (If  and  only  if) เป็นสองตอน  กำหนดให้  a  และ b  เป็นจำนวนเต็ม จงพิสูจน์ว่า  a  เป็นจำนวนคู่ ก็ต่อเมื่อ a+2  เป็นจำนวนคู่

Sol………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
เฉลยแบบทดสอบ
     กำหนดให้ a และ b เป็นจำนวนเต็ม
ตอนที่ 1 จงพิสูจน์ว่า a เป็นจำนวนคู่ก็ต่อเมื่อ a+2 เป็นจำนวนคู่  
  
ตอนที่ 2
  


แบบที่ 4 การพิสูจน์โดยแจงกรณี (Proof by Exhaustion)
สาระสำคัญ
การพิสูจน์ว่า   เป็นจริง ก็คือการพิสูจน์ว่า               เป็นจริงนั่นเอง
การพิสูจน์แบบนี้จะแยกสิ่งที่พิสูจน์ออกเป็นกรณีย่อยๆ แล้วพิสูจน์แต่ละกรณีย่อยๆ นั้น
ในกรณีที่ p คือ  การพิสูจน์  จะต้องแยกการพิสูจน์เป็น n กรณี คือ p1 q , p2 q ,…, pn q
การพิสูจน์วิธีนี้มีรูปแบบหรือโครงสร้างหลักดังนี้
รูปแบบ     กรณีที่ 1 พิสูจน์ 1 p1 q
                                          
              กรณีที่ 2 พิสูจน์ 2 p2 q
                                   
                        กรณีที่ n พิสูจน์ pn q
                        สรุปได้ว่า
ตัวอย่างที่ 1 จงพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนเต็มแล้ว a2 - a เป็นจำนวนคู่
พิสูจน์         กำหนด a เป็นจำนวนเต็มใดๆ จะได้ว่า a เป็นจำนวนคู่หรือจำนวนคี่
                 ดังนั้น ในการพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนเต็ม แล้ว a2 - a เป็นจำนวนคู่
                 ต้องพิสูจน์ 2 กรณี คือ
                     กรณีที่ 1  พิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคู่ แล้ว a2 - a เป็นจำนวนคู่ และ
                     กรณีที่ 2  พิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนคี่ แล้ว a2 - a เป็นจำนวนคู่
                 รายละเอียดการพิสูจน์ของทั้งสองกรณีเป็นดังนี้
                     กรณีที่ 1 ให้ a เป็นจำนวนคู่ จะได้ a=2n ;∃𝑛∈𝐼
                       พิจารณา a2 - a  = (2n)2 – 2n
                                            = 4n2 – 2n
                                            = 2(2n2-n)
                  เพราะว่า 𝑛∈𝐼 ดังนั้น (2n2-n) ∈𝐼 ทำให้ a2 - a เป็นจำนวนคู่
                       ดังนั้น ถ้า a เป็นจำนวนคู่ แล้ว a2 - a เป็นจำนวนคู่
                     กรณีที่ 2 ให้ a เป็นจำนวนคี่ จะได้ a = 2n+1; ∃𝑛∈𝐼
                       พิจารณา a2 - a = (2n+1)2(2n+1)
                                           = (4n2+4n+1) - 2n-1
                                           = 4n2 + 2n
                                           = 2(2n2+n)
                   เพราะว่า 𝑛∈𝐼 ดังนั้น (2n2+n) ∈𝐼 ทำให้ a2 - a เป็นจำนวนคู่
                       ดังนั้น ถ้า a เป็นจำนวนคี่ แล้ว a2 - a เป็นจำนวนคู่
            จากกรณีที่ 1 และ กรณีที่ 2 สรุปได้ว่า ถ้า a เป็นจำนวนเต็ม แล้ว a2 - a เป็นจำนวนคู่
ตัวอย่างที่ 2 จงพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนเต็ม แล้ว 3a+a2 เป็นจำนวนคู่
พิสูจน์       กำหนด a เป็นจำนวนเต็มใดๆ จะได้ว่า a เป็นจำนวนคู่หรือจำนวนคี่
               ดังนั้น ในการพิสูจน์ว่า ถ้า a เป็นจำนวนเต็ม แล้ว a2-a เป็นจำนวนคู่
               ต้องพิสูจน์ 2 กรณี คือ
                  กรณีที่ 1 ให้ a เป็นจำนวนคู่ จะได้ a=2n ; ∃𝑛∈𝐼
                     พิจารณา 3a+a2 = 3(2n) + (2n)2
                                          = 6n + 4n2
                                          = 2(3n + 2n)2
                   เพราะว่า 𝑛∈𝐼 ดังนั้น (3n + 2n2) ∈ 𝐼 ทำให้ 3a+a2 เป็นจำนวนคู่
                       ดังนั้น ถ้า a เป็นจำนวนคู่ แล้ว 3a+a2 เป็นจำนวนคู่
                  กรณีที่ 2 ให้ a เป็นจำนวนคี่ จะได้ a=2n+1; ∃𝑛∈𝐼
                     พิจารณา 3a+a2 = 3(2n+1) + (2n+1)2
                                          = (6n+3) + (4n2+4n+1)
                                          = 4n2+10n+4
                                          = 2(2n2+5n+2)
                   เพราะว่า 𝑛∈𝐼 ดังนั้น (3n2+ 5n + 2) ∈𝐼 ทำให้ 3a+a2 เป็นจำนวนคู่
                      ดังนั้น ถ้า a เป็นจำนวนคี่ แล้ว 3a+a2 เป็นจำนวนคู่
              จากกรณีที่ 1 และกรณีที่ 2 สรุปได้ว่า ถ้า a เป็นจำนวนเต็ม แล้ว 3a+a2 เป็นจำนวนคู่
แบบทดสอบ
จงพิสูจน์ สำหรับจำนวนจริง x ใดๆ ค่าสัมบูรณ์ ของ x เขียนแทนด้วย  นิยามโดย
                                      
      จงพิสูจน์ว่า  =
Sol……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
เฉลยแบบทดสอบ
พิสูจน์      จากนิยามที่กำหนดให้ จะแบ่งการพิสูจน์ออกเป็น 3 กรณี ดังนี้
           กรณีที่ 1 ถ้า x > 0 แล้ว  =
           กรณีที่ 2 ถ้า x = 0 แล้ว  =
           กรณีที่ 3 ถ้า x < 0 แล้ว  =
                 รายละเอียดการพิสูจน์ของทั้งสามกรณีเป็นดังนี้
            กรณีที่ 1   ให้  x > 0  นั่นคือ –x < 0
                         เมื่อ x > 0 จากบทนิยาม จะได้  = x
                         เมื่อ –x < 0 จากบทนิยาม จะได้  = -(-x) = x
                         ดังนั้น  =
             กรณีที่ 2   ให้ x = 0 นั่นคือ –x = 0
                         ดังนั้น  =
              กรณีที่ 3   ให้ x < 0 นั่นคือ –x > 0
                         เมื่อ x < 0 จากบทนิยาม จะได้ = -x
                         เมื่อ –x > 0 จากบทนิยาม จะได้ = -x
                          ดังนั้น  =
           จากทั้งสามกรณี สรุปได้ว่า  =
แบบที่ 5 การพิสูจน์โดยข้อขัดแย้ง (Proof by Contradiction)
สาระสำคัญ
          การพิสูจน์โดยข้อขัดแย้งของประพจน์ p มีวิธีการพิสูจน์โดยสมมติว่า เป็นจริง และเป็นผลให้เกิดประพจน์ โดยที่ r คือประพจน์ที่ได้จาก สัจพจน์ หรือทฤษฎีที่ได้พิสูจน์มาแล้ว การพิสูจน์แบบนี้ได้จาก Tautology คือ
          การพิสูจน์โดยข้อขัดแย้งของประพจน์ มีวิธีการพิสูจน์โดยสมมติ หรือ เป็นจริง นี่คือ สมมติว่า p เป็นจริง และ จริง แล้วหาข้อขัดแย้ง      

ตัวอย่างที่ 1 กำหนดให้ x เป็นจำนวนจริงใดๆ ถ้า    แล้ว x = 3
พิสูจน์       กำหนด x เป็นจำนวนจริงใดๆ
                สมมติให้     แต่ x  3
                     พิจารณา             x2 = 2x + 3
                                  X2 – 2x -3 = 0
                                (x - 3)(x + 1)= 0
                จึงได้ว่า x = 3 หรือ x = -1
                จากสมมติฐาน x  3 จึงได้ว่า x = -1
                    ดังนั้น -1 =  =  =  = 1ซึ่งเป็นข้อขัดแย้ง
                 ดังนั้นที่สมมติว่า x  3 ไม่เป็นจริง จึงสรุปได้ว่า ถ้า  แล้ว x = 3





 
แบบทดสอบ
กำหนดให้  a เป็นจำนวนจริงใดๆ ถ้า แล้ว x = 4

Sol…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

เฉลยแบบทดสอบ

พิสูจน์       กำหนด a เป็นจำนวนจริงใดๆ
                สมมติให้     แต่ x  4
                     พิจารณา             a2 = 3a + 4
                                  a2 – 3x -4 = 0
                                (x - 4)(x + 1)= 0
                จึงได้ว่า x = 4 หรือ x = -1
                จากสมมติฐาน x  4 จึงได้ว่า x = -1
                    ดังนั้น -1 =  =  =  = 1ซึ่งเป็นข้อขัดแย้ง
                 ดังนั้นที่สมมติว่า x  3 ไม่เป็นจริง จึงสรุปได้ว่า ถ้า  แล้ว x = 4

แบบที่ 6 การพิสูจน์  
สาระสำคัญ
เพราะว่า pÚq º ~p®q ดังนั้นเราจึงพิสูจน์ ~p®q แทน pÚq ได้
เนื่องจาก pÚq º qÚp  ดังนั้น เราจึงพิสูจน์ ~p®q แทน qÚp ได้
ในการพิสูจน์ pÚq เราสามารถเลือกประพจน์ย่อย ~p หรือ ~q เป็นจุดเริ่มต้นในการพิสูจน์เพื่อนำไปสู่ q หรือ p ตามลำดับ
การพิสูจน์วิธีนี้มีรูปแบบหรือโครงสร้างหลักดังนี้
รูปแบบ     สมมติ     ~p           หรือ               สมมติ    ~q
                           M                                      M
                               ดังนั้น        q                                ดังนั้น          p
            นั่นคือ ~p®q หรือ ~q ® p  ดังนั้น  จึงสรุปได้ว่า pÚq

ตัวอย่างที่ 1 จงพิสูจน์ว่า ถ้าผลคูณของจำนวนเต็มสองจำนวนเป็นจำนวนคู่แล้ว จำนวนใดจำนวนหนึ่งเป็นจำนวนคู่
พิสูจน์     กำหนด m และ n เป็นจำนวนเต็มใดๆ
                    ให้ mn  เป็นจำนวนคู่  จะได้ว่า mn = 2k : $k Î I
                    สมมติว่า m ไม่เป็นจำนวนคู่  จะได้ว่า m = 2q + 1 : $q Î I
                     พิจารณา  2k =mn
                                     = (2q + 1)n
                                        = 2qn + n
                      ดังนั้น     n = 2k – 2qn
                                        = 2(k – q n )
                       เพราะว่า k , q , n Î I ดังนั้น (k - qn) Î I ซึ่งทำให้ n เป็นจำนวนคู่
                      สรุปได้ว่า สำหรับจำนวนเต็ม m และ n ใดๆ ถ้า mn เป็นจำนวนคู่ แล้ว m เป็นจำนวนคู่ หรือ n เป็นจำนวนคู่ เป็นจริง

แบบทดสอบ
จงพิสูจน์ ข้อความที่กำหนดให้
         สำหรับจำนวนเต็มบวก m และ n ใดๆ ถ้า n3 –n <m แล้ว n เป็นจำนวนคี่  หรือ  m > 6 
Sol…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

เฉลยแบบทดสอบ
พิสูจน์    กำหนด m และ n เป็นจำนวนเต็มบวกใดๆ
       ให้ n3 –n <m
              สมมติว่า n ไม่เป็นจำนวนคี่ จะได้ว่า n=2k:
              เนื่องจาก n เป็นจำนวนเต็มบวก ดังนั้น k > 0 หรือ k  1และได้ว่า k2 ด้วย
             พิจารณา                m > n3 - n
                                              = (2k)3 - (2k)
                                              = (8k2 -2)k
                                                 8k2 -2 (เพราะว่า k    1 )
                                               8 -2  (เพราะว่า k2 1)
                                              = 6
               สรุปได้ว่า ถ้า n3 – n < m แล้ว n เป็นจำนวนคี่ หรือ m > 6 เป็นจริง
แบบที่ 7 การพิสูจน์
สาระสำคัญ
เนื่องจาก  ดังนั้น เมื่อต้องการพิสูจน์ว่า  เป็นจริง ทำได้โดย สมมติ p เป็นจริง แสดงให้ได้ว่า q เป็นจริง และ  r เป็นจริง
การพิสูจน์วิธีนี้มีรูปแบบหรือโครงสร้างหลักดังนี้
รูปแบบ      สมมติ  p
                                M
                       ดังนั้น q
                                M
                                ดังนั้น r
                          ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า

ตัวอย่างที่ 1 สำหรับจำนวนเต็ม a ใดๆ จะได้ว่า a2-a เป็นจำนวนคู่ และ a2+a+3 เป็นจำนวนคี่
พิสูจน์        กำหนด a เป็นจำนวนเต็มใดๆ
                 จะพิสูจน์โดยแจงกรณี แบ่งเป็น 2 กรณี คือ a เป็นจำนวนคู่ หรือ a เป็นจำนวนคี่
                     กรณีที่ 1 ให้ a เป็นจำนวนคู่ จะได้ว่า a = 2n : $n Î I
                     พิจารณา     a2 - a = (2n)2 - (2n)
                                                   = 4n2 – 2n
                                                   = 2(n2 – n)
                      เพราะว่า n Î I  ดังนั้น (n2 - n )Î I ซึ่งทำให้ a2 - a เป็นจำนวนคู่
                     พิจารณา   a2 + a + 3  =  (2n)2 + (2n) + 3
                                                          = 4n2 + 2n + 3
                                                          = 2(2n2 + n +1) + 1
                      เพราะว่า n Î I ดังนั้น (2n2+n+1)Î I  ซึ่งทำให้ a2 + a + 3  เป็นจำนวนคี่
                      ดังนั้น a2-a เป็นจำนวนคู่ และ a2 + a + 3 เป็นจำนวนคี่
                      กรณีที่ 2 ให้ a เป็นจำนวนคี่ จะได้ว่า a = 2k+1 : $k Î I
                             พิจารณา      a2 - a = (2k+1)2(2k+1)
                                              = (4k2 + 4k + 1) -  2k -1
                                              = 4k2 +2k
                                              = 2(2k2 + k )
                         เพราะว่า k Î I ดังนั้น (2𝑘2− k) Î I ซึ่งทำให้ a2 - a เป็นจำนวนคู่
                              พิจารณา     a2 + a + 3  =  (2k+1)2(2k+1) + 3
                                                     = (4k2 + 4k + 1) +( 2k +1) +3
                                                     = 4k2 + 6k +5
                                                    = 2(2k2 +3k + 2) + 1
          เพราะว่า k Î I ดังนั้น (2𝑘2+3𝑘+2) Î I ซึ่งทำให้ a2 + a + 3  เป็นจำนวนคี่
             ดังนั้น a2 - a เป็นจำนวนคู่ และ a2 + a + 3  เป็นจำนวนคี่
              จากทั้งสองกรณีสรุปได้ว่า สำหรับจำนวนเต็ม a ใดๆ จะได้ว่า a2 - a เป็น จำนวนคู่ และ       a2 + a + 3   เป็นจำนวนคี่ เป็นจริง







แบบทดสอบ
จงพิสูจน์ ข้อความที่กำหนดให้
ถ้า a ,b และ เป็นจำนวนเต็ม    ซึ่ง  a|b  และ a|c  จะได้ว่า  a|(bm + cn)  สำหรับจำนวนเต็ม  m และ n ทุกตัว
Sol…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

เฉลยแบบทดสอบ
พิสูจน์       เนื่องจาก   a|b   และ  a|c    จะมีจำนวนเต็ม  h และ k     ซึ่ง b = ah  และ  c|ak 
                ดังนั้นสำหรับจำนวนเต็ม m และ ทุกตัว
                           bm + cn  =  (ah)m + (ak)n
                                         = a(hm) + a(kn)
                                         = a(hm + kn)
             ดังนั้น  a|bm + cn

แบบที่ 8 การพิสูจน์แย้งโดยตัวอย่างค้าน (Disproof by Counterexample)
สาระสำคัญ
การพิสูจน์แย้งโดยการยกตัวอย่างค้าน เป็นการคัดค้านข้อความสำหรับทุกๆ สมาชิกใน     เอกภพสัมพัทธ์ สอดคล้องกับลักษณะที่กำหนดให้เป็นเท็จ มาจากกฎการนิเสธ ของข้อความที่มีวลีบ่งปริมาณ ดังนี้                         
ดังนั้นการพิสูจน์ว่าเป็นเท็จโดยการยกตัวอย่างค้าน เป็นการพิสูจน์ว่าข้อความ เป็นเท็จ ทำได้โดยการแสดงว่า  เป็นจริง หรือแสดงว่ามีสมาชิกในเอกภพสัมพัทธ์อย่างน้อยหนึ่งตัวที่ทำให้ เป็นเท็จ

ตัวอย่างที่ 1 จงพิสูจน์ว่า ข้อความต่อไปนี้ เป็นเท็จ
                      ก สัตว์ทุกชนิดมี 4 ขา
                      ข ถ้า ,ab และ c เป็นจำนวนจริง และ a > b แล้ว ac > bc
                             ค ผลบวกของจำนวนอตรรกยะเป็นจำนวนอตรรกยะ
พิสูจน์     ก ข้อความที่ว่าสัตว์ทุกชนิดมี 4 ขาเป็นเท็จ เช่น ไก่เป็นสัตว์ชนิดหนึ่งแต่มี 2 ขา
             ข ข้อความที่ว่าถ้า ab และ c เป็นจำนวนจริง และ a>b แล้ว ac>bcเป็นเท็จ เช่น  a=5 b=2 c=-1 จะได้ 5>2 เป็นจริง แต่ (5)(-1) > (2)(-1) เป็นเท็จ
                 ค ข้อความที่ว่าผลบวกของจำนวนอตรรกยะ เป็นจำนวนอตรรกยะเป็นเท็จ เช่น  เป็นจำนวนอตรรกยะ และ  เป็นจำนวนอตรรกยะ แต่  ซึ่ง "0"  ไม่ใช่จำนวนอตรรกยะ
ตัวอย่างที่ 2 กำหนดให้ A = {1,2,3}และ B = {3,4,5,6} จงพิสูจน์ว่า AÌB เป็นเท็จ
พิสูจน์        จากบทนิยาม AÌB ก็ต่อเมื่อ สำหรับสมาชิก x ใดๆ ในเอกภพสัมพัทธ์
                ถ้า xÎA  แล้ว xÎB   
                   1ÎA  แต่ 1ÏB  ดังนั้น AÌB เป็นเท็จ

 
แบบทดสอบ
จงพิสูจน์แย้งโดยยกตัวอย่างค้าน
         จงพิสูจน์ว่า  ข้อความ  "ผลคูณของจำนวนอตรรกยะ เป็นจำนวนอตรรกยะ" เป็นเท็จ

Sol…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

เฉลยแบบทดสอบ
พิสูจน์  
                  เนื่องจาก            เป็นจำนวนอตรรกยะ
                  พิจารณา      ×         =  3     ซึ่ง  3  ไม่เป็นจำนวนอตรรกยะ 
                 สรุปได้ว่า  ผลคูณของจำนวนอตรรกยะเป็นจำนวนอตรรกยะ  จึงเป็นเท็จ



แบบที่ 9 การพิสูจน์ว่ามีและเป็นไปได้เพียงอย่างเดียว (Proof by Existence and Uniqueness)
สาระสำคัญ
การพิสูจน์ว่ามี (Existence) เป็นการพิสูจน์ข้อความที่มีวลีบ่งปริมาณในรูป x [p(x)] เป็นจริง เป็นการตรวจสอบว่า มีสมาชิก a ในเอกภพสัมพัทธ์ที่ p(a) เป็นจริง ส่วนการพิสูจน์การเป็นไปได้เพียงอย่างเดียว เป็นการแสดงว่า ถ้า a และ b เป็นสมาชิกใดๆในเอกภพสัมพัทธ์ซึ่ง p(a) และ p(b)  เป็นจริงแล้ว a = b
ตัวอย่างที่ 1 จงพิสูจน์ว่า มีจำนวนเต็มอย่างน้อยหนึ่งจำนวน ซึ่ง x2 = x + x
พิสูจน์        โจทย์ต้องการพิสูจน์ว่า x [x เป็นจำนวนเต็มและ x2 = x + x ] เป็นจริง
                     ให้ x = 0 ดังนั้น x เป็นจำนวนเต็ม และ x2 = x + x (02 = 0 + 0) เป็นจริง
                นั่นคือ x [ x เป็นจำนวนเต็มและ x2 = x + x ] เป็นจริง หรือ  
                     ให้ x = 2 ดังนั้น x เป็นจำนวนเต็ม และ x2 = x + x  (22 = 2 + 2) เป็นจริง
                 นั่นคือ มีจำนวนเต็มอย่างน้อยหนึ่งจำนวน ซึ่ง x2 = x + x
ตัวอย่างที่ 2 จงพิสูจน์ว่า มีจำนวนนับ n เพียงจำนวนเดียวเท่านั้นที่ n2 = 9
พิสูจน์        การพิสูจน์แยกเป็น 2 ขั้นตอนคือ
           ขั้นตอนที่ 1 จะต้องพิสูจน์ว่า มีจำนวนนับ n ที่ n2 = 9
                  เลือก n = 3 จะได้ n เป็นจำนวนนับที่ n2 = (3)2 = 9

           ขั้นตอนที่ 2 จะต้องพิสูจน์ว่า มีจำนวนนับ n เพียงจานวนเดียวเท่านั้นที่ n2 = 9
                   ให้ a เป็นจำนวนนับใดๆ ที่ n2 = 9  จะแสดงว่า a = 3 (จากขั้นตอนที่ 1 มี n=3 แล้ว) 
              โดยการแก้สมการ n2 = 9  จะได้ a =  3 แต่ a เป็นจำนวนนับ ดังนั้น a = 3 เท่านั้น

        จากทั้งสองขั้นตอน สรุปได้ว่ามีจำนวนนับ n เพียงจานวนเดียวเท่านั้นที่ n2 = 9
แบบทดสอบ
จงพิสูจน์ว่ามีและเป็นไปได้เป็นอย่างเดียว
          จงพิสูจน์ว่ามีจำนวนนับ n เพียงจำนวนเดียวเท่านั้นที่ n2 = 16

Sol…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

เฉลยแบบทดสอบ
พิสูจน์   เพราะว่ามีจำนวนนับ 4  ที่  42 = 16    
                และ ถ้ามี จำนวนนับ x , y ที่      x2  = 16 และ       y2  = 16 

 ดังนั้น      x2 =  y2      จะได้       x  =   ±  y
 แต่ x , y เป็นจำนวนนับ ดังนั้น x = y
                 สรุปได้ว่า  มีจำนวนนับ  n  เพียงจำนวนเดียวเท่านั้นที่   n2 = 16


แบบที่ 10 การพิสูจน์โดยอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ (Proof by Mathematical Induction)
สาระสำคัญ
อุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ (Mathematical Induction) คือการพิสูจน์สำหรับประโยคที่มีตัวแปรเป็นจำนวนนับ  โดยการพิสูจน์อาศัยหลักที่ว่า ประโยคเริ่มต้นเป็นจริง [คือ P(1) เป็นจริง] และถ้าเราสามารถแสดงว่า การพิสูจน์ค่าความจริงของประโยค P(n+1) เกิดจากค่าความจริงของประโยค P(n)  เราจะได้ว่า P(n) เป็นจริงทุกค่าของ n
หลักอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์      
     สำหรับแต่ละจำนวนเต็มบวก n ให้ P(n) แทนข้อความที่เกี่ยวข้องกับ n
                 ถ้า     1)   P(1) เป็นจริง
                 และ   2)   สำหรับจำนวนเต็มบวก k ใดๆ ถ้า P(k) เป็นจริงแล้ว P(k+1)  เป็นจริงด้วย
              จะสรุปได้ว่า P(n) เป็นจริง สำหรับทุกๆ จำนวนเต็มบวก n
เราลองเปรียบเทียบการอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ กับการล้มของโดมิโน
       ถ้าเราเอาโดมิโนมาตั้งเรียงเป็นแถวยาว แล้วเรารู้ว่า
1. โดมิโนตัวแรกล้ม
2. ไม่ว่า k จะเป็นอะไรก็ตาม ถ้าโดมิโนตัวที่ k ล้มแล้วโดมิโนตัวที่ k+1 ล้มด้วย เราก็จะรู้ว่า ตัวที่ 1 ล้มทำให้ตัวที่ 2 ล้ม ตัวที่ 2 ล้มทำให้ตัวที่ 3 ล้ม ตัวที่ 3 ล้มทำให้ตัวที่ 4 ล้ม ไปเรื่อยๆจนหมดแถว เราก็จะสรุปได้ว่าโดมิโนล้มทุกตัว
ทีนี้ลองมาดูการอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์บ้าง เราจะพิสูจน์ว่า P(n) [ประพจน์ในตัวแปร n] เป็นจริงสำหรับทุกจำนวนนับ n
1. เราก็ต้องบอกว่าตัวแรกจริงก่อน ก็คือบอกว่า P(1) เป็นจริง [เหมือนเอา 1 ไปแทนที่ n]
2. สำหรับทุกๆ k ถ้าตัวที่ k จริงแล้วตัวที่ k+1 จริงด้วย ก็คือบอกว่า P(k) เป็นจริงแล้ว P(k+1) จริงด้วย
ถ้าเราได้สองข้อนี้ก็จะสรุปได้ว่า P(n) จริงสำหรับทุกจำนวนนับ n
ตัวอย่างที่ 1 จงพิสูจน์ว่า 1+3+5+7+…+(2n –1) = n2 สำหรับทุก ๆ จำนวนเต็มบวก n
วิธีทำ ให้ P(n) แทนข้อความ 1+3+5+7+…+(2n – 1) = n2 ……… (1)
            1. จะพิสูจน์ P(1) เป็นจริง
                   เมื่อ n = 1 จะได้ว่า
                   ทางซ้ายมือของสมการ (1) คือ 1
         ทางขวามือของสมการ (1) คือ 12 = 1
         ดังนั้น P(1) เป็นจริง
            2. จะพิสูจน์ว่า ถ้า P(k) เป็นจริง แล้ว P(k+1) เป็นจริงด้วย
                   สมมติว่า p(k) เป็นจริง
                   นั่นคือ 1+3+5+…+(2k –1) = k2 ……… (2)
         จะพิสูจน์ว่า P(k+1) เป็นจริงด้วย กล่าวคือ จะพิสูจน์ว่า
                   1+3+5+…+[2(k + 1) 1] = (k + 1)2 ……… (3)
         พิจารณาทางซ้ายมือของสมการ (3) จะได้ว่า
                   1+3+5+…+[2(k + 1) 1] = 1+3+5+…+(2k – 1) + [2(k + 1) 1]
                                                    = k2 + [2(k + 1) 1]
                                                    = k2 + 2k + 1
                                                    = (k + 1)2
  ดังนั้น P(k + 1) เป็นจริง

            เพราะฉะนั้น   โดยหลักการอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ จะได้ว่า P(n) เป็นจริง สำหรับทุก ๆ จำนวนเต็มบวก n

ตัวอย่างที่2 จงพิสูจน์ว่า n3 – n หารด้วย 3 ลงตัว สำหรับทุก ๆ จำนวนเต็มบวก n
วิธีทำ ให้
P(n) แทนข้อความ n3 - n หารด้วย 3 ลงตัว
     1. จะแสดงว่า P(1) เป็นจริง
เมื่อ
n = 1 จะได้ 13 1 = 0 ซึ่งหารด้วย 3 ลงตัว ดังนั้น P(1) เป็นจริง
2. จะแสดงว่า ถ้า P(k) เป็นจริง แล้ว p(k+1) เป็นจริงด้วย
สมมติว่า ถ้า
P(k) เป็นจริง นั่นคือ k3 - k หารด้วย 3 ลงตัว
จะพิสูจน์ว่า
P(k + 1) เป็นจริง กล่าวคือ
จะพิสูจน์ว่า (
k + 1)3 – (k + 1) หารด้วย 3 ลงตัว
เนื่องจาก
k3 - k หารด้วย 3 ลงตัว
ดังนั้น ให้
k3 – k = 3a เมื่อ a เป็นจำนวนเต็ม
เพราะว่า (
k + 1)3 – (k + 1) = (k3 + 3k2 + 3k +1) – (k + 1)                                   = k3 + 3k2 + 2k
                                   = k3 –k + 3k2 + 3k
                                   = (k3 – k) + 3(k2 + k)
                                   = 3a + 3(k2 + k)
                                   = 3(a + k2 + k)
เนื่องจาก
a + k2 + k เป็นจำนวนเต็ม จะได้ว่า (k + 1)3 – (k + 1) หารด้วย 3 ลงตัว
  ดังนั้น P(k + 1) เป็นจริง
            เพราะฉะนั้น   โดยหลักการอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ จะได้ว่า P(n) เป็นจริง สำหรับทุก ๆ จำนวนเต็มบวก n















แบบทดสอบ
จงพิสูจน์โดยอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์
                 n(n2 + 2)  หารด้วย 3 ลงตัว สำหรับทุกๆ จำนวนเต็มบวก  n
Sol………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
เฉลยแบบทดสอบ
พิสูจน์        ให้ P(n ) แทนข้อความ  n(n2 + 2)  หารด้วย 3 ลงตัว
                1)  ถ้า  n=1 แล้ว  P(1) แทนข้อความ  1(12 + 2) = 3
                 หารด้วย 3 ลงตัว ซึ่งเป็นจริง  ดังนั้น   P(1) เป็นจริง
                 2) ให้ k เป็นจำนวนเต็มบวกใดๆ
                  ให้ p(k) เป็นจริง นั่นคือ k(k2 + 2)  หารด้วย 3 ลงตัว                ………(1)
                   จะต้องพิสูจน์ว่า p(k+1) เป็นจริง นั้นคือพิสูจน์ว่า
                                       (K + 1) [(k + 1)2 + 2]   หารด้วย 3 ลงตัว
จาก(1) ได้ว่า  k(k2 + 2) หารด้วย 3 ลงตัว ดังนั้น
                           k(k2 + 2)     = 3t ;  $tÎ I                            ……….(2)
พิจารณา   (K + 1) [(k + 1)2 + 2]  =  (K + 1) (k2 + 2k + 3)
                                           = (k3 + 2k2 +3k) + (k2 + 2k + 3)
                                           = k(k2 + 2) + 3(k2 + k + 1)
                                           = 3t + 3(k2 + k + 1)  จากสมการ (2)
                                           = 3(t + k2 + k + 1 )
    เพราะว่า t,k Î I  ดังนั้น (t + k2 + k + 1 ) Î I  ซึ่งทำให้ 3 หาร (k + 1) [(k + 1)2 + 2]    ลงตัว ดังนั้น p(k+1)  เป็นจริง
     นั่น คือ ถ้า p(k) เป็นจริง แล้ว p(k+1) เป็นจริง
     โดยหลักการอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ สรุปได้ว่า หารด้วย 3 ลงตัว สำหรับทุกๆจำนวนเต็มบวก n

ทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง
ทฤษฎีจำนวนคู่ จำนวนคี่
          จำนวนคู่คือ จำนวนเต็มที่สามารถเขียนอยู่ในรูป  2n  โดยที่ n เป็นจำนวนเต็ม
          จำนวนคี่คือ จำนวนเต็มที่สามารถเขียนอยู่ในรูป  2n + 1  โดยที่ n เป็นจำนวนเต็ม
ทฤษฎีการหารลงตัว
          จำนวนเต็ม  b  ซึ่งไม่เท่ากับศูนย์จะหารจำนวนเต็ม  a  ลงตัว ก็ต่อเมื่อ มีจำนวนเต็ม    ซึ่ง a = bc
ค่าสัมบูรณ์
        บทนิยาม กำหนดให้ a เป็นจำนวนจริง
                           
     

นั่นคือ ค่าสัมบูรณ์ของจำนวนจริงใดๆ ต้องมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับศูนย์เสมอ
      • สมบัติของค่าสัมบูรณ์

1. |x| = |-x|

2. |xy| = |x||y|

3.  =

4. | x - y | = | y - x |

5. |x|2 = x2

6. | x + y | ≤ |x| +|y|

7. เมื่อ a เป็นจำนวนจริงบวก

    |x| < a หมายถึง -a < x < a

    |x| ≤ a หมายถึง -a ≤ x ≤ a

8. เมื่อ a เป็นจำนวนจริงบวก

    |x| > a หมายถึง x < -a หรือ x > a

    |x| ≥ a หมายถึง x ≤ -a หรือ x ≥ a

 

 

5 ความคิดเห็น:

  1. ขอบคุณมากๆค่ะ สรุปเข้าจง่าย มีเเบบทดสอบให้ลองทำ เยี่ยมฝุดๆ

    ตอบลบ
  2. ข้อมูลบางส่วนหายไปเลยไม่รู้ว่า อะไรหายไป รบกวนช่วยแก้ไขให้สมบูรณ์หน่อยครับ

    ตอบลบ
  3. MGM Grand in Las Vegas: Review, Opening & Closing Hours
    MGM Grand Hotel & Casino. Located on the Strip, a lively spa and an elegant 밀양 출장마사지 casino-themed 대전광역 출장안마 resort, MGM Grand Las 수원 출장마사지 Vegas 경주 출장안마 is home 세종특별자치 출장샵 to an

    ตอบลบ