descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 8 กราฟและความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงกับหนังสือ ม.1 เล่ม 2 บทที่ 3

8.2 กราฟจากสถานการณ์

ร้านลูกชิ้นหน้าโรงเรียนขายไม้ละ 5 บาท ซื้อกี่ไม้ก็ราคาไม้ละเท่าเดิม จำนวนไม้กับราคาที่ต้องจ่ายเป็นปริมาณสองอย่างที่เปลี่ยนตามกัน หน้านี้จะเปลี่ยนเรื่องแบบนี้ให้เป็นตาราง เป็นคู่อันดับ แล้วเป็นกราฟ ซึ่งช่วยให้เห็นภาพรวมได้ในครั้งเดียว

จากตารางเป็นกราฟ

ตัวอย่าง 1

ลูกชิ้นไม้ละ 5 บาท เขียนตารางแสดงราคาเมื่อซื้อ 1 ถึง 5 ไม้ เขียนคู่อันดับ แล้วเขียนกราฟ

  1. ให้ xx แทนจำนวนไม้ และ yy แทนราคาเป็นบาท ราคาคือ 55 คูณจำนวนไม้ จึงได้ y=5xy = 5x

  2. ตาราง

    จำนวนไม้ xx12345
    ราคา yy (บาท)510152025
  3. คู่อันดับ (x,y)(x, y) ได้แก่ (1,5)(1, 5) (2,10)(2, 10) (3,15)(3, 15) (4,20)(4, 20) (5,25)(5, 25)

  4. จุดคู่อันดับทั้งห้าบนระนาบ แกน xx ใช้ช่องละ 1 ไม้ แกน yy ใช้ช่องละ 5 บาท จะเห็นว่าจุดทั้งห้าเรียงตัวอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน

12345510152025ไม้บาท
ราคาลูกชิ้นเทียบกับจำนวนไม้ เป็นจุดเท่านั้น ไม่ลากเส้นต่อ

ปริมาณไหนอยู่แกนไหน

ปริมาณที่เราเลือกหรือกำหนดเอง เช่น จำนวนไม้ที่ซื้อ หรือเวลาที่ผ่านไป ให้อยู่บนแกน xx ปริมาณที่เปลี่ยนตาม เช่น ราคาที่ต้องจ่าย ให้อยู่บนแกน yy และเขียนชื่อพร้อมหน่วยไว้ที่ปลายแกนทุกครั้ง

ต่อจุดหรือไม่ต่อจุด

กราฟของลูกชิ้นมีแค่ห้าจุด ไม่ลากเส้นต่อ เพราะร้านไม่ขายครึ่งไม้หรือ 2.5 ไม้ จุดระหว่างกลางจึงไม่มีความหมาย แต่บางเรื่องปริมาณบนแกน xx เปลี่ยนได้ต่อเนื่อง เช่นเวลา ซึ่งมีครึ่งชั่วโมง หรือ 1 ชั่วโมง 15 นาทีได้ กรณีนี้ควรลากเส้นต่อ

ตัวอย่าง 2

เทียนเล่มหนึ่งสูง 20 เซนติเมตร เมื่อจุดแล้วไหม้สั้นลงชั่วโมงละ 4 เซนติเมตรเท่าๆ กัน เขียนตารางความสูงของเทียนตั้งแต่จุดจนเทียนหมด แล้วบอกว่าหลังจุด 3 ชั่วโมงเทียนสูงเท่าไร

  1. ให้ xx แทนเวลาเป็นชั่วโมง และ yy แทนความสูงเป็นเซนติเมตร ทุกชั่วโมงความสูงลดลง 44 จาก 2020 จึงได้ y=20−4xy = 20 - 4x

  2. ตาราง

    เวลา xx (ชั่วโมง)012345
    ความสูง yy (ซม.)201612840
  3. ที่ x=5x = 5 ความสูงเป็น 00 คือเทียนหมดพอดี ตารางจึงหยุดที่ 5 ชั่วโมง

  4. หลังจุด 3 ชั่วโมง เทียนสูง 20−4(3)=820 - 4(3) = 8 เซนติเมตร

เวลาเปลี่ยนต่อเนื่อง ระหว่างชั่วโมงที่ 1 กับชั่วโมงที่ 2 เทียนก็ยังไหม้อยู่ จึงลากเส้นต่อจุดได้ ลองติ๊กช่องข้างล่าง

ความสูงของเทียนเทียบกับเวลาที่ผ่านไป

พอต่อเป็นเส้นแล้ว อ่านค่าที่ไม่มีในตารางได้ เช่น เทียนสูง 10 เซนติเมตรเมื่อใด ลากจากแกน yy ที่ 1010 ไปชนเส้น แล้วลงมาที่แกน xx ได้ 2.52.5 ชั่วโมง คือ 2 ชั่วโมง 30 นาที ตรวจจากสมการได้ 20−4(2.5)=1020 - 4(2.5) = 10 จริง

ลองคิดก่อน

เพื่อนลากเส้นต่อจุดในกราฟราคาลูกชิ้น แล้วอ่านจากเส้นว่าซื้อ 2.5 ไม้ต้องจ่าย 12.5 บาท เพื่อนผิดตรงไหน

ดูคำตอบ

ตัวเลขจากเส้นคำนวณถูก แต่ไม่มีความหมาย เพราะจำนวนไม้ต้องเป็นจำนวนนับ ไม่มีใครซื้อลูกชิ้น 2.5 ไม้ได้ กราฟของเรื่องนี้จึงต้องเป็นจุดเท่านั้น ก่อนลากเส้นต่อให้ถามตัวเองเสมอว่าค่าระหว่างจุดเกิดขึ้นจริงได้ไหม

เลือกระยะบนแกนให้พอดี

ถ้าตัวเลขบนแกน yy ใหญ่ เช่นเป็นร้อยบาท ไม่ต้องให้ช่องละ 1 บาท ให้แต่ละช่องแทน 50 หรือ 100 บาท โดยทุกช่องบนแกนเดียวกันต้องแทนค่าเท่ากัน แกน xx กับแกน yy ใช้ระยะต่างกันได้

ตัวอย่าง 3

มดมีเงินในกระปุก 200 บาท และหยอดเพิ่มทุกวันจันทร์ ครั้งละ 50 บาท เขียนตารางจำนวนเงินในกระปุกหลังผ่านไป 0 ถึง 6 สัปดาห์ และหาว่ามีเงินครบ 450 บาทเมื่อผ่านไปกี่สัปดาห์

  1. ให้ xx แทนจำนวนสัปดาห์ และ yy แทนเงินในกระปุกเป็นบาท ได้ y=50x+200y = 50x + 200

  2. ตาราง

    สัปดาห์ xx0123456
    เงิน yy (บาท)200250300350400450500
  3. เขียนกราฟ แกน xx ช่องละ 1 สัปดาห์ แกน yy ช่องละ 50 บาท เงินเพิ่มเฉพาะวันที่หยอด จึงใช้จุดเท่านั้น ไม่ลากเส้นต่อ

  4. จากตาราง เงินเท่ากับ 450 บาทเมื่อ x=5x = 5 คือผ่านไป 5 สัปดาห์

ทั้งสามตัวอย่างในหน้านี้มีลักษณะเดียวกัน คือ xx เพิ่มทีละ 1 แล้ว yy เปลี่ยนไปเท่าเดิมทุกครั้ง ลูกชิ้นเพิ่มทีละ 5 เทียนลดทีละ 4 เงินเพิ่มทีละ 50 และจุดทุกชุดเรียงเป็นแนวเส้นตรง หน้าต่อไปจะดูว่าทำไมจึงเป็นเช่นนั้น

สรุป

  • เปลี่ยนสถานการณ์เป็นกราฟ ตั้งตัวแปร ทำตาราง เขียนคู่อันดับ แล้วจุดบนระนาบ
  • ปริมาณที่เลือกเองอยู่แกน xx ปริมาณที่เปลี่ยนตามอยู่แกน yy เขียนชื่อและหน่วยกำกับแกน
  • ลากเส้นต่อจุดเมื่อค่าระหว่างจุดเกิดขึ้นได้จริง เช่นเวลา ถ้าเป็นจำนวนนับ เช่นจำนวนชิ้น ให้ใช้จุดเท่านั้น
  • แต่ละช่องบนแกนเดียวกันต้องแทนค่าเท่ากัน