descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 32 เซตตรงกับหนังสือ พื้นฐาน ม.4 บทที่ 1 และเพิ่มเติม ม.4 เล่ม 1 บทที่ 1พื้นฐานเพิ่มเติม

32.6 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 สมาชิกที่ไม่ซ้ำ

ระดับง่าย

ให้ A={2,2,4,6,4}A=\{2,2,4,6,4\} จงหา n(A)n(A)

คำใบ้ขั้นที่ 1

ลบรายการที่ซ้ำกันก่อน แล้วนับสมาชิกที่ต่างกัน

ดูวิธีทำ

เซตไม่นับรายการที่เขียนซ้ำ 22 เขียนสองครั้งและ 44 เขียนสองครั้ง ตัดส่วนที่ซ้ำออกเหลือ A={2,4,6}A=\{2,4,6\} จึงได้ n(A)=3n(A)=3 รายการที่เขียนมีห้ารายการ แต่สมาชิกที่ต่างกันมีสามตัว

ข้อ 2 สมาชิกที่อยู่ทั้งสองเซต

ระดับง่าย

ให้ A={1,2,4,6}A=\{1,2,4,6\} และ B={2,3,4}B=\{2,3,4\} หา A∩BA\cap B ตอบสมาชิกทุกตัว

คำใบ้ขั้นที่ 1

วงสมาชิกใน A ที่ปรากฏใน B ด้วย

คำใบ้ขั้นที่ 2

อย่ารวมสมาชิกที่อยู่เพียงเซตเดียว

ดูวิธีทำ

ไล่สมาชิกของ BB ทีละตัวว่าอยู่ใน AA ด้วยหรือไม่ 2∈A2\in A 3∉A3\notin A และ 4∈A4\in A จึงได้ A∩B={2,4}A\cap B=\{2,4\} ส่วน 11 กับ 66 อยู่เฉพาะใน AA และ 33 อยู่เฉพาะใน BB จึงไม่อยู่ในอินเตอร์เซกชัน

ข้อ 3 แยกสมาชิกและสับเซต

ระดับง่าย

ให้ A={1,2,3}A=\{1,2,3\} ข้อใดเป็นจริง

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

แยกว่าแต่ละข้อความเปรียบเทียบจำนวนกับเซต หรือเซตกับเซต

คำใบ้ขั้นที่ 2

สับเซตต้องมีสมาชิกทุกตัวอยู่ใน A

ดูวิธีทำ

{1,2}\{1,2\} เป็นเซตที่สมาชิกทุกตัวอยู่ใน AA จึงเป็นสับเซต แต่ไม่ใช่สมาชิกหนึ่งตัวของ AA

ข้อ 4 คอมพลีเมนต์

ระดับง่าย

ให้ U={1,2,3,4,5,6}U=\{1,2,3,4,5,6\} และ A={2,4,6}A=\{2,4,6\} หา A′A\prime

คำใบ้ขั้นที่ 1

เริ่มจากรายการใน U แล้วตัดสมาชิกของ A ออก

ดูวิธีทำ

คอมพลีเมนต์เริ่มจาก UU ไม่ใช่จาก AA ไล่ 11 ถึง 66 แล้วตัดตัวที่อยู่ใน AA คือ 2,4,62,4,6 ออก เหลือ A′={1,3,5}A\prime=\{1,3,5\} ตรวจได้ว่า AA กับ A′A\prime รวมกันได้ UU พอดีและไม่มีตัวซ้ำกัน

ข้อ 5 สมาชิกชมรม

ระดับกลาง

นักเรียน 4545 คน สมัครวาดภาพ 2626 คน สมัครดนตรี 2020 คน สมัครทั้งสอง 88 คน มีคนไม่สมัครชมรมใดเลยในสองชมรมนี้กี่คน

คำใบ้ขั้นที่ 1

หาจำนวนคนที่สมัครอย่างน้อยหนึ่งชมรมด้วยการบวกยอดแล้วลบส่วนซ้อน

คำใบ้ขั้นที่ 2

นำจำนวนทั้งหมดลบจำนวนในยูเนียน

ดูวิธีทำ

สมัครอย่างน้อยหนึ่ง 26+20−8=3826+20-8=38 คน จึงไม่สมัครเลย 45−38=745-38=7 คน

ข้อ 6 วิธีเดินทาง

ระดับกลาง

สำรวจคนที่เคยใช้รถเมล์และรถไฟ มีคนเคยใช้รถเมล์ 3232 คน เคยใช้รถไฟ 2121 คน และเคยใช้ทั้งสอง 1212 คน มีกี่คนที่เคยใช้เพียงวิธีเดียว

คำใบ้ขั้นที่ 1

หาจำนวนคนในแต่ละชมรมอย่างเดียว โดยลบคนสมัครทั้งคู่จากแต่ละยอด

คำใบ้ขั้นที่ 2

รวมสองบริเวณที่ไม่ซ้อนกันแล้ว

ดูวิธีทำ

เพียงวิธีเดียวต้องตัดส่วนที่เคยใช้ทั้งสองออกจากยอดของแต่ละวิธี รถเมล์อย่างเดียว 32−12=2032-12=20 คน รถไฟอย่างเดียว 21−12=921-12=9 คน สองบริเวณนี้ไม่ซ้อนกัน จึงบวกได้ 20+9=2920+9=29 คน ตรวจ 29+12=41=32+21−1229+12=41=32+21-12 คือจำนวนคนที่เคยใช้อย่างน้อยหนึ่งวิธี

ข้อ 7 จำนวนสับเซต

ระดับง่าย เฉพาะสายเพิ่มเติม

เซต AA มีสมาชิก 44 ตัว เพาเวอร์เซตของ AA มีสมาชิกกี่ตัว

คำใบ้ขั้นที่ 1

สมาชิกแต่ละตัวมีสองทางเลือกคืออยู่หรือไม่อยู่ในสับเซต

คำใบ้ขั้นที่ 2

จำนวนสมาชิกของเพาเวอร์เซตเท่ากับจำนวนสับเซต

ดูวิธีทำ

แต่ละสมาชิกเลือกใส่หรือไม่ใส่ได้ จึงมี 24=162^4=16 สับเซต

ข้อ 8 เพาเวอร์เซตของเซตว่าง

ระดับกลาง เฉพาะสายเพิ่มเติม

เขียน P(∅)\mathcal P(\varnothing) และอธิบายว่าเหตุใดจึงไม่ใช่เซตว่าง

คำใบ้ขั้นที่ 1

ลองเขียนสับเซตทุกเซตของเซตว่าง

คำใบ้ขั้นที่ 2

เพาเวอร์เซตต้องใช้วงเล็บปีกกาครอบรายชื่อสับเซตอีกชั้น

ดูเฉลยและเกณฑ์ตรวจ

P(∅)={∅}\mathcal P(\varnothing)=\{\varnothing\} เพราะเซตว่างเป็นสับเซตของตัวเอง เกณฑ์ตรวจคือมีวงเล็บปีกกาชั้นนอก มีเซตว่างเป็นสมาชิกหนึ่งตัว และจำนวนตรงกับ 20=12^0=1

ข้อ 9 วิชาเรียนเสริมสามวิชา

ระดับยาก

นักเรียน 5050 คน เลือกเรียนเสริมได้สามวิชา เรียนดนตรี 2222 คน ศิลปะ 1818 คน คอมพิวเตอร์ 2525 คน เรียนทั้งดนตรีและศิลปะ 88 คน ทั้งดนตรีและคอมพิวเตอร์ 1010 คน ทั้งศิลปะและคอมพิวเตอร์ 77 คน และเรียนทั้งสามวิชา 44 คน มีนักเรียนกี่คนที่ไม่เรียนเสริมวิชาใดเลย

คำใบ้ขั้นที่ 1

เริ่มเติมบริเวณที่เรียนทั้งสามวิชาก่อน แล้วหักออกจากจุดตัดแต่ละคู่

คำใบ้ขั้นที่ 2

หาจำนวนคนที่เรียนอย่างน้อยหนึ่งวิชา แล้วนำไปลบออกจาก 50

ดูวิธีทำ

เติมจากตรงกลาง ทั้งสามวิชา 44 คน หักออกจากจุดตัดเป็นคู่ได้ ดนตรีกับศิลปะเท่านั้น 8−4=48-4=4 ดนตรีกับคอมพิวเตอร์เท่านั้น 10−4=610-4=6 ศิลปะกับคอมพิวเตอร์เท่านั้น 7−4=37-4=3

วิชาเดียว ดนตรีอย่างเดียว 22−4−6−4=822-4-6-4=8 ศิลปะอย่างเดียว 18−4−3−4=718-4-3-4=7 คอมพิวเตอร์อย่างเดียว 25−6−3−4=1225-6-3-4=12

เรียนอย่างน้อยหนึ่งวิชา 8+7+12+4+6+3+4=448+7+12+4+6+3+4=44 คน ตรงกับสูตร 22+18+25−8−10−7+4=4422+18+25-8-10-7+4=44 จึงไม่เรียนเลย 50−44=650-44=6 คน

ข้อ 10 สับเซตที่มีเงื่อนไข

ระดับกลาง เฉพาะสายเพิ่มเติม

ให้ A={1,2,3,4,5,6}A=\{1,2,3,4,5,6\} สับเซตของ AA ที่มี 22 และ 33 อยู่ด้วย แต่ไม่มี 66 มีกี่เซต

คำใบ้ขั้นที่ 1

สมาชิกที่ถูกบังคับหรือถูกห้ามมีทางเลือกเดียว

คำใบ้ขั้นที่ 2

นับเฉพาะสมาชิกที่ยังใส่หรือไม่ใส่ได้อิสระ

ดูวิธีทำ

22 กับ 33 ถูกบังคับให้อยู่ และ 66 ถูกห้าม สามตัวนี้จึงมีทางเดียว ไม่มีทางเลือก

สมาชิกที่เหลือคือ 1,4,51,4,5 แต่ละตัวใส่หรือไม่ใส่ได้อิสระ ตัวละสองทาง จึงได้ 23=82^3=8 เซต

ตรวจขอบเขต สับเซตที่เล็กที่สุดคือ {2,3}\{2,3\} ใหญ่ที่สุดคือ {1,2,3,4,5}\{1,2,3,4,5\} ทั้งคู่ผ่านเงื่อนไขและถูกนับอยู่ใน 88 เซตนี้