19.3 บทกลับ
ก่อนกีฬาสี ครูประกาศว่า "ถ้าเป็นนักเรียนห้อง ม.2/3 แล้วอยู่สีแดง" ข้อความนี้จริง เพราะทั้งห้องจับฉลากได้สีแดง
วันซ้อมเชียร์ ปาล์มเห็นเพื่อนคนหนึ่งใส่เสื้อสีแดง เลยทักว่า "อยู่ห้อง ม.2/3 ใช่ไหม" ปรากฏว่าเพื่อนอยู่ ม.2/5 ซึ่งก็ได้สีแดงเหมือนกัน ปาล์มเอาข้อความของครูมากลับข้าง เป็น "ถ้าอยู่สีแดง แล้วเป็นนักเรียนห้อง ม.2/3" ซึ่งไม่จริง ข้อความเดิมจริง ไม่ได้แปลว่าข้อความที่กลับข้างจะจริงด้วย
บทกลับคืออะไร
นิยาม
บทกลับ (converse) ของข้อความ "ถ้า แล้ว " คือข้อความ "ถ้า แล้ว " ได้จากการสลับสิ่งที่กำหนดให้กับสิ่งที่ต้องพิสูจน์
ตัวอย่าง 1
เขียนบทกลับของข้อความ "ถ้าเส้นตรงสองเส้นขนานกันและมีเส้นตัด แล้วมุมแย้งมีขนาดเท่ากัน"
- แยกส่วน คือ เส้นตรงสองเส้นขนานกัน ส่วน คือ มุมแย้งมีขนาดเท่ากัน ส่วนที่ว่ามีเส้นตัดเป็นเงื่อนไขที่ต้องมีทั้งสองข้อความ จึงคงไว้
- สลับกัน ได้บทกลับว่า "ถ้าเส้นตรงสองเส้นมีเส้นตัด และมุมแย้งมีขนาดเท่ากัน แล้วเส้นตรงสองเส้นนั้นขนานกัน"
- บทกลับนี้จริง เป็นสมบัติที่ใช้ในบทที่ 18 และในตัวอย่าง 3 ของหน้า 19.2
บทกลับอาจไม่จริง
จะบอกว่าข้อความหนึ่งไม่จริง ไม่ต้องพิสูจน์ยาว แค่หากรณีเดียวที่สิ่งที่กำหนดให้เป็นจริง แต่ข้อสรุปไม่จริง กรณีนั้นเรียกว่าตัวอย่างค้าน เพื่อน ม.2/5 ที่อยู่สีแดงคือตัวอย่างค้านของข้อความที่ปาล์มพูด
ตัวอย่าง 2
ข้อความ "ถ้ามุมสองมุมเป็นมุมตรงข้าม แล้วมุมสองมุมนั้นมีขนาดเท่ากัน" จริงตามหน้า 19.1 บทกลับของข้อความนี้จริงหรือไม่
- บทกลับคือ "ถ้ามุมสองมุมมีขนาดเท่ากัน แล้วมุมสองมุมนั้นเป็นมุมตรงข้าม"
- หาตัวอย่างค้าน ต้องการมุมสองมุมที่เท่ากัน แต่ไม่ได้เป็นมุมตรงข้าม
- มุมฉากที่มุมโต๊ะกับมุมฉากที่มุมประตู มีขนาด เท่ากัน แต่ไม่ได้เกิดจากเส้นตรงสองเส้นเดียวกันตัดกัน จึงไม่เป็นมุมตรงข้าม
- บทกลับไม่จริง
ตัวอย่าง 3
ข้อความ "ถ้ารูปสี่เหลี่ยมเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส แล้วมีมุมฉากสี่มุม" จริง บทกลับของข้อความนี้จริงหรือไม่
- บทกลับคือ "ถ้ารูปสี่เหลี่ยมมีมุมฉากสี่มุม แล้วเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส"
- รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ากว้าง 3 เซนติเมตร ยาว 5 เซนติเมตร มีมุมฉากสี่มุม แต่ด้านยาวไม่เท่ากัน จึงไม่เป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส
- นี่คือตัวอย่างค้าน บทกลับไม่จริง
ตัวอย่าง 4
ข้อความ "ถ้า แล้ว " จริง บทกลับของข้อความนี้จริงหรือไม่
- บทกลับคือ "ถ้า แล้ว "
- ลอง ได้ สิ่งที่กำหนดให้จริง แต่ ไม่ใช่
- เป็นตัวอย่างค้าน บทกลับไม่จริง
ลองคิดก่อน
ข้อความ "ถ้าจำนวนนับหารด้วย 4 ลงตัว แล้วหารด้วย 2 ลงตัว" จริง ภูมิอยากรู้ว่าบทกลับจริงไหม จึงลองกับ 8 12 16 และ 20 ทุกตัวหารด้วย 2 ลงตัวและหารด้วย 4 ลงตัว ภูมิจึงสรุปว่าบทกลับจริง ภูมิสรุปถูกไหม
ดูคำตอบ
ไม่ถูก บทกลับคือ "ถ้าจำนวนนับหารด้วย 2 ลงตัว แล้วหารด้วย 4 ลงตัว" ลอง 6 ดู หารด้วย 2 ลงตัว แต่หารด้วย 4 ไม่ลงตัว แค่ตัวเดียวก็พอให้บทกลับไม่จริง ตัวอย่างที่เข้ากันกี่ตัวก็พิสูจน์ไม่ได้ว่าข้อความจริง เพราะยังมีตัวที่ไม่ได้ลองอีกมาก ภูมิเลือกแต่จำนวนที่หารด้วย 4 ลงตัวตั้งแต่แรก จึงไม่มีทางเจอตัวอย่างค้าน
บทกลับที่จริง
บทกลับบางข้อก็จริง แต่ต้องพิสูจน์แยกต่างหาก จะอ้างว่า "ข้อความเดิมจริง บทกลับจึงจริง" ไม่ได้
ตัวอย่าง 5
ทฤษฎีบทพีทาโกรัสบอกว่า ถ้ารูปสามเหลี่ยมเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก แล้วกำลังสองของด้านตรงข้ามมุมฉากเท่ากับผลบวกของกำลังสองของอีกสองด้าน บทกลับของทฤษฎีบทนี้คืออะไร และใช้ตัดสินได้หรือไม่ว่ารูปสามเหลี่ยมที่มีด้านยาว 9 12 และ 15 เซนติเมตร เป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก
- บทกลับคือ "ถ้ารูปสามเหลี่ยมมีกำลังสองของด้านหนึ่ง เท่ากับผลบวกของกำลังสองของอีกสองด้าน แล้วรูปสามเหลี่ยมนั้นเป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก" บทกลับนี้จริง ได้พิสูจน์ไว้ในบทที่ 10
- ด้านยาวที่สุดคือ 15 คำนวณ และ เท่ากัน
- ตามบทกลับ รูปสามเหลี่ยมนี้เป็นรูปสามเหลี่ยมมุมฉาก มุมฉากอยู่ตรงข้ามด้านที่ยาว 15 เซนติเมตร
ช่างก่อสร้างใช้บทกลับข้อนี้ตรวจว่ามุมห้องเป็นมุมฉากจริง โดยวัดตามผนังสองด้านจากมุมห้อง แล้ววัดระยะทแยงระหว่างจุดปลายทั้งสอง ถ้าตัวเลขเข้ากับทฤษฎีบทพีทาโกรัสพอดี มุมนั้นเป็นมุมฉาก
เมื่อข้อความและบทกลับจริงทั้งคู่ เขียนรวมเป็นข้อความเดียวได้ด้วยคำว่าก็ต่อเมื่อ เช่น เส้นตรงสองเส้นที่มีเส้นตัดขนานกัน ก็ต่อเมื่อ มุมแย้งมีขนาดเท่ากัน
สี่กรณีที่เกิดได้
| ข้อความ | บทกลับ | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| จริง | จริง | เส้นขนานกับมุมแย้ง ทฤษฎีบทพีทาโกรัส |
| จริง | ไม่จริง | มุมตรงข้าม รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสกับมุมฉาก |
| ไม่จริง | จริง | ถ้าหารด้วย 2 ลงตัว แล้วหารด้วย 4 ลงตัว |
| ไม่จริง | ไม่จริง | ถ้ารูปสี่เหลี่ยมมีด้านยาวเท่ากันทั้งสี่ด้าน แล้วมีมุมฉากสี่มุม |
ความจริงของข้อความไม่ได้บอกอะไรเลยเกี่ยวกับความจริงของบทกลับ ต้องตรวจแยกกันทุกครั้ง
แถวสุดท้ายของตาราง ข้อความไม่จริงเพราะรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่ไม่มีมุมฉากเป็นตัวอย่างค้าน บทกลับไม่จริงเพราะรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ด้านยาวไม่เท่ากันเป็นตัวอย่างค้าน
สรุป
- บทกลับของ "ถ้า แล้ว " คือ "ถ้า แล้ว "
- ข้อความจริง บทกลับอาจจริงหรือไม่จริงก็ได้ ต้องตรวจแยก
- จะแสดงว่าไม่จริง ใช้ตัวอย่างค้านเพียงหนึ่งตัวอย่าง ที่สิ่งที่กำหนดให้จริงแต่ข้อสรุปไม่จริง
- จะแสดงว่าจริง ต้องพิสูจน์ ตัวอย่างที่เข้ากันกี่ตัวก็ไม่พอ
- ข้อความกับบทกลับที่จริงทั้งคู่ เขียนรวมกันด้วยคำว่า ก็ต่อเมื่อ