บทเรียนที่ 1: เซต (Sets) มัธยมปลาย

เซต(Sets) หมายถึง กลุ่มสิ่งของต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็น คน สัตว์ สิ่งของ หรือนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ ซึ่งสามารถระบุสมาชิกในกลุ่มได้และเรียกสมาชิกในกลุ่มว่า สมาชิก (Element) ตัวอย่างเช่น เซตของพยัญชนะภาษาไทย เซตของจำนวนเต็มที่ยกกำลังสองแล้วได้ 36 เป็นต้น

  • คำว่า เป็นสมาชิกของ หรือ อยู่ใน เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ ∈
  • คำว่า ไม่เป็นสมาชิกของ เขียนแทนด้วยสัญลักษณ์ ∉

บทนิยาม: 
เซต A เท่ากับเซต B ก็ต่อเมื่อเซตทั้งสองมีสมาชิกเหมือนกัน

  • เซต A เท่ากับเซต B เขียนแทนด้วย A = B
  • เซต A ไม่เท่ากับเซต B เขียนแทนด้วย A ≠ B

การเขียนเซตอาจเขียนได้ 2 แบบ คือ 
1. การเขียนซตแบบแจกแจงสมาชิก เขียนสมาชิกทุกตัวลงในเครื่องหมายวงเล็บปีก กา { }  และใช้เครื่องหมายจุลภาค ( , ) คั่นระหว่างสมาชิกแต่ละตัว  เช่น

  • เซตของจำนวนนับที่น้อยกว่า  7  เขียนแทนด้วย  {1,2,3,4,5,6,}
  • เซตของพยัญชนะไทย  5  ตัวแรก  เขียนแทนด้วย  { ก,ข,ฃ,ค,ฅ }

ในการเขียนเซตแบบแจกแจงสมาชิกนั้นจะใช้จุด ( … )  เพื่อแสดงว่ามีสมาชิกอื่นๆ ซึ่งเป็นที่เข้าใจกันทั่วไปว่ามีอะไรบ้างที่อยู่ในเซต  เช่น

  • { 1,2,3,…,10 }  สัญลักษณ์ … แสดงว่ามี 4,5,6,7,8 และ9 เป็นสมาชิกของเซต
  • { วันจันทร์, อังคาร, พุธ,…, อาทิตย์ } สัญลักษณ์ … แสดงว่ามีวันพฤหัสบดี  วันศุกร์  และวันเสาร์  เป็นสมาชิกของเซต

2. เขียนแบบบอกเงื่อนไข  ใช้ตัวแปรเขียนแทนสมาชิกของเซต  แล้วบรรยายสมบัติของสมาชิกที่อยู่รูปของตัวแปร  เช่น

  • {x| x เป็นสระในภาษาอังกฤษ } อ่านว่า เซตของ x โดยที่ x เป็นสระในภาษาอังกฤษ
  • {x| x  เป็นเดือนแรกและเดือนสุดท้ายของปี } อ่านว่า เซตของ xโดยที่ x เป็นเดือนแรกและเดือนสุดท้ายของปี  เครื่องหมาย “ | ”  แทนคำว่า  โดยที่

สัญลักษณ์แทนเซต ในการเขียนเซตโดยที่ทั่วไปจะแทนเซตด้วยอักษรภาษาอังกฤษตัวพิมพ์ใหญ่  เช่น A,B,C และแทนสมาชิกของเซตด้วยตัวพิมพ์เล็ก เช่น a,b,c เช่น

  • A = {1,4,9,16,25,36}  หมายถึง A เป็นเซตของกำลังสองของจำนวนนับหกจำนวนแรก }

เอกภพสัมพัทธ์
เอกภพสัมพัทธ์ คือ เซตที่กำหนดขึ้นโดยมีข้อตกลงว่า จะไม่กล่าวถึงสิ่งใดนอกเหนือไปจากสมาชิกของเซตที่กำหนดขึ้น โดยทั่วไปจะใช้สัญลักษณ์ แทนเซตที่เป็นเอกภพสัมพัทธ์ เขียนแทนด้วย U
เช่น

  • U = {x / x เป็นอักษรในภาษาอังกฤษ}
  • A = {x / x เป็นสระในภาษาอังกฤษ}
  • B = {x / x เป็นอักษรในภาษาอังกฤษในคำว่า Math}

ตัวอย่างที่ 1 
U = {x| x เป็นพยัญชนะในภาษาไทย } และ {x| x เป็นพยัญชนะในภาษาไทย 3 ตัวแรก }
จงเขียนเซต A  แบบแจกแจงสมาชิก
วิธีทำ         
U = {ก,ข,ค,…,ฮ}
ดังนั้น   A = {ก,ข,ค}

ตัวอย่างที่ 2  
U = {1,2,3,…} , B {x| x เป็นจำนวนนับที่น้อยกว่า 5 } จงเขียน B แบบแจกแจงสมาชิก
วิธีทำ       
U = {1,2,3,…}
ดังนั้น       B = {1,2,3,4}

ตัวอย่างที่ 3
กำหนดให้ A = {1, 2, 3, …, 20} จงหาเอกภพสัมพัทธ์มา 3 เซต
วิธีทำ
เอกภพสัมพัทธ์(U) ได้แก่
1. {1, 2, 3, …,}
2. {x / x เป็นจำนวนเต็มบวก}
3. {x / x เป็นจำนวนเต็ม}

ตัวอย่างที่ 4
กำหนดเอกภพสัมพัทธ์ (U) เป็นเซตจำนวนนับ จงเขียนเซตต่อไปนี้ แบบแจกแจงสมาชิก
1) A = {x / x ≤ 10}
2) B = {x / x2 + x – 12 = 0}
3) C = {x / x เป็นจำนวนนับที่ 5 หารลงตัว}
วิธีทำ
1) จาก A เป็นเซตจำนวนนับที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10
A = {1, 2, 3, …, 10}

2) จาก B เป็นเซตจำนวนนับที่สอดคล้องกับสมการ x2 + x – 12 = 0
พิจารณา x2 + x – 12 = 0
(x + 4)(x – 3) = 0
x = 3, -4
จะได้ 3 เป็นจำนวนนับ แต่ -4 ไม่เป็นจำนวนนับ
ดังนั้น B = {3}

3) จาก C เป็นจำนวนนับที่ 5 หารลงตัว
C = {5, 10, 15, …}

เซตว่าง
เซตว่าง (empty set) คือ เซตจำกัดที่ไม่มีสมาชิก หรือจำนวนสมาชิกเป็นศูนย์ เรียกว่า เซตว่าง สัญลักษณ์ที่ใช้ในเซตว่าง คือ {} หรือ Ø (อ่านว่าไฟ (phi))

ตัวอย่างของเซตว่างได้แก่

  • A = { x| x เป็นจังหวัดในประเทศไทยที่ขึ้นต้นด้วย “ข”}

เซตจำกัด
เซตจำกัด (finite sets) คือ เซตซึ่งมีจำนวนสมาชิกเท่ากับจำนวนเต็มบวกใด ๆ หรือศูนย์ ว่า เซตจำกัด จำนวนสมาชิกของเซตจำกัด A เขียนแทนด้วย n(A) หรือ #(A)

ตัวอย่างเซตจำกัด ได้แก่

  • A = {0,2,4,…,10} , n(A) = 11
  • B = {x| x เป็นพยัญชนะในคำว่า “เซตว่าง” }, n( A ) =  4
  • C = {1,2,…,8}

เซตอนันต์
เซตอนันต์ (infinite sets) คือ เซตที่มีจำนวนมากมายนับไม่ถ้วน หรือ เซตที่ไม่ใช่เซตจำกัด
เช่น เซตของจุดบนส่วนของเส้นตรง, เชตของวงกลมในระนาบ, {x| x เป็นจำนวนอตรรกยะ}

ตัวอย่างเซตอนันต์ ได้แก่

  • A = {x| x เป็นจำนวนเฉพาะที่มากกว่า 5 }
  • B = {x| x 3,7,11,15,…}
  • C = {1,2,3,…}

ข้อตกลงเกี่ยวกับเซต

  1. เซตว่างเป็นเซตจำกัด
  2. การเขียนเซตแบบแจกแจงสมาชิกเขียนสมาชิกแต่ละตัวเพียงครั้งเดียวเท่านั้น เช่น เซตของเลขโดดที่อยู่ในจำนวน 232 คือ {2,3}
  3. เซตของจำนวนที่มักจะกล่าวถึงเสมอและใช้กันทั่วไป  มีดังนี้

I เป็นเซตของจำนวนเต็ม หรือ I = {…,-2,-1,0,1,2,…}
I เป็นเซตของจำนวนต็มบวก หรือ I = {1,2,3,…}
I เป็นเซตของจำนวนต็มลบ หรือ I = {-1,-2,-3,…}
N เป็นเซตของจำนวนนับ หรือ N = {1, 2, 3,…}
P เป็นเชตของจำนวนเฉพาะ หรื P = { 2, 3 , 5 , 7,…}

เซตที่เท่ากัน
เซต A = B หมายถึง สมาชิกทุกตัวของเซต A เป็นสมาชิก ของเซต A เป็นสมาชิกของเซต B เป็นสมาชิกของเซต A เท่ากับเซต B เขียนแทนด้วย A = B

และเซตA ไม่เท่ากับเซต B หมายความว่า มีสมาชิกอย่างน้อยหนึ่งตัวของเซต A ที่ไม่ใช้สมาชิกของเซต B หรือมีสมาชิกอย่างน้อยของเซต B ที่ไม่ใช่สมาชิกของเซต A เขียนแทนด้วย AB

ตัวอย่างที่ 1 
A = {0,1,2 } และ  B = {2,0,1}
ดั้งนั้น เซต A เท่ากันกับเซต B เขียนแทนด้วย  A = B

ตัวอย่างที่ 2 
กำหนด A= {1,1,2,4,5,6} , B ={2,1,2,4,5,6}, C = {1,2,4,5,5,6,7,8}
จงหาว่ามีเซตใดบ้างที่เท่ากัน
วิธีทำ   
A = {1,1,2,4,5,6}, B ={2,1,2,4,5,6}
จะได้  A=B เพราะมีสมาชิกเหมือนกันทุกตัว
แต่ AC , BC เพราะว่า7 €A และ 7 € B

สับเซต

  • เซต A เป็นสับเซตของเซต B ก็ต่อเมื่อ สมาชิกทุกตัวของ A เป็นสมาชิกของ B เขียนแทนด้วย A ⊂ B หรือ A ⊆ B
  • เซต A ไม่เป็นสับเซตของเซต B ก็ต่อเมื่อ มีสมาชิกอย่างน้อยหนึ่งตัวของเซต A ที่ไม่ป็นสมาชิกของเซต B เขียนแทนด้วย A ⊄ B 

เช่น
A = {1, 2, 3}
B = {4, 3, 2, 1}
จะได้ A ⊂ B เพราะสมาชิกทุกตัวของ A เป็นสมาชิกของ B

C = {1, 5, 7}
D = {7, 5, 1}
จะได้ C ⊂ D เพราะสมาชิกทุกตัวของ C เป็นสมาชิกของ D

เช่น A = {a, b, c, d, e}
B = {a, e, i, o, u}
จะได้ A ⊄ B เพราะว่า สมาชิกบางตัวของ A ได้แก่ b, c, d ไม่เป็นสมาชิกของ A
และจะได้ว่า B ⊄ A เพราะว่า สมาชิกบางตัวของ B ได้แก่ i, o, u ไม่เป็นสมาชิกของ B

ตัวอย่าง จงพิจารณาว่าเซตใดเป็นสับเซตของเซตใดบ้าง
1) A = {a, b, c}, B = {a, b, c, d, e, f}
2) A = {x / x เป็นจำนวนคู่}, B = {x / x = 2n และ n ∈ I+}
วิธีทำ
1) A = {a, b, c}, B = {a, b, c, d, e, f}
ดังนั้น A ⊂ B เพราะสมาชิกทุกตัวของ A เป็นสมาชิกของ B
2) A = {x / x เป็นจำนวนคู่}
ดังนั้น A = {0, ±2, ±4, ±6, …}
B = {x / x = 2n และ n ∈ I+}
จาก x = 2n, n ∈ I+ จะได้ x = 21, 22, 23, 24, …
ดังนั้น B = {2, 4, 8, 16, …}
ดังนั้น A ⊂ B เพราะสมาชิกทุกตัวของ B เป็นสมาชิกของ A

สับเซตแท้ (Proper Subset)
A เป็นสับเซตแท้ของ B ก็ต่อเมื่อ A ⊂ B แต่ A ≠ B
เช่น {a, i, o} เป็นสับเซตแท้ของ {a, e, i, o, u}
และ {a, e, i, o, u} เป็นสับเซตของ {a, e, i, o, u}

ข้อสังเกต

  1. เซตทุกเซตเป็นสับเซตของตัวมันเอง นั่นคือ ถ้า A เป็นเซตใด ๆ แล้ว A ⊂ A
  2. เซตว่างเป็นสับเซตของทุกเซต นั่นคือ A เป็นเซตใด ๆ แล้ว Ø ⊂ A
  3. จำนวนสับเซตของเซต มีได้เท่ากับ 2n สับเซต เมื่อ n แทนจำนวนสมาชิกของเซต A
  4. ถ้าเซตสองเซตเป็นสับเซตซึ่งกันและกัน กล่าวคือ A ⊂ B และ B ⊂ A แล้ว A จะเท่ากับเซต B หรือ A = B

สมบัติของซับเซต

  1. A ⊂ A (เซตทุกเซตเป็นสับเซตของตัวมันเอง)
  2. A ⊂ U (เซตทุกเซตเป็นสับเซตของเอกภพสัมพัทธ์)
  3. Ø ⊂ A (เซตว่างเป็นสับเซตของทุกๆ เซต)
  4. ถ้า A ⊂ ø แล้ว A = ø
  5. ถ้า A ⊂ B และ B ⊂ C แล้ว A ⊂ C (สมบัติการถ่ายทอด)
  6.  A = B ก็ต่อเมื่อ A ⊂ B และ B ⊂ A
  7. ถ้า A มีจำนวนสมาชิก n ตัว สับเซตของเซตจะมีทั้งสิ้น 2n สับเซต

การหาสับเซตทั้งหมดของA

  • จำนวนสับเซตทั้งหมดหาได้จาก 2n เมื่อ n = จำนวนสมาชิกในเซต

ตัวอย่าง           
จงหาสับเซตทั้งหมดของ A เมื่อ A = {2, 4, 6, 8}
A จะมีสับเซตทั้งหมด 24 =16 สับเซต เมื่อแจกแจงสับเซตทั้งหมดจะได้ดังนี้

Ø
{2}  {4}  {6}  {8}
{2, 4}  {2, 6}  {2, 8}  {4, 6}  {4, 8}  {6, 8}
{2, 4, 6}  {2, 6, 8}  {2, 4, 8}  {4, 6, 8}
{2, 4, 6, 8}

เพาเวอร์เซต
  • ถ้า A เป็นเซตใด ๆ เพาเวอร์ของเซต A คือ เซตที่มีสมาชิกเป็นสับเซตทั้งหมดของ A เขียนแทนด้วย P(A)
  • กำหนดให้ A เป็นเซตใด ๆ เพาเวอร์เซตของ A คือ เซตที่มีสับเซตทั้งหมดของ A เขียนแทนด้วย P(A) เขียนอยู่ในรูปเซต นั่นคือ P(A) = {x / x ⊂ A}
เซต A P(A)
Φ {Φ}
{a} {Φ, {a}}
{a, b} {Φ, {a}, {b}, {a, b}}
{a, b, c} {Φ, {a}, {b}, {c}, {a, b}, {b, c}, {a, c}, {a, b, c}}
ถ้า A เป็นสับเซตใด ๆ ที่มีสมาชิก n ตัว แล้วจำนวนสับเซตของ A เท่ากับ 2n
การเขียนสับเซต จะต้องเขียนเซตซึ่งประกอบด้วย
  1. เซตว่าง
  2. เซตที่ประกอบด้วยสมาชิก 1 ตัว
  3. เซตที่ประกอบด้วยสมาชิก 2 ตัว
  4. เซตที่ประกอบด้วยสมาชิก n ตัว
เช่น 
A = {a, b}
จะได้สับเซตของ A คือ Ø, {a}, {b}, {a, b}
ดังนั้น เพาเวอร์เซตของเซต A คือ {Ø, {a}, {b}, {a, b}}
ตัวอย่าง 
จงหาจำนวนสับเซตทั้งหมดของเซต A
เมื่อกำหนด A = {3, 5}
วิธีทำ
A = {3, 5} จำนวนสมาชิกของเซต A เท่ากับ 2
ดังนั้น จำนวนสับเซตของเซต A เท่ากับ 22 = 4
คือ Ø, {3}, {5}, {3, 5}
ดังนั้น P(A) = {Ø, {3}, {5}, {3, 5}}
การดำเนินการของเซต
การดำเนินการของเซต(Operation With set) เป็นการสร้างเซตขึ้นมาใหม่จากการนำเซตที่กำหนดให้ มาดำเนินการตามต้องการ ซึ่งจะมีการดำเนินการหลายแบบ เช่น ยูเนียนของเซต อินเตอร์เซกชันของเซต คอมพลีเมนต์ของเซต และผลต่าง
ยูเนียน(Union)
ถ้า A และ B เป็นเซต 2 เซตใด ๆ ยูเนียนของเซต A และเซต B คือ เซตที่มีสมาชิกทั้งหมดที่เป็นสมาชิกของเซต A หรือสมาชิกของเซต B หรือสมาชิกของเซต A และเซต B เขียนแทนด้วย A υ B
นั่นคือ A υ B {x / x ∈ A หรือ x ∈ B หรือ x เป็นสมาชิกทั้งสองเซต}
ตัวอย่าง กำหนดเซต A และ B จงหา A υ B
1) กำหนด A = {3, 9}
B = {4, 6, 7}
A υ B = {3, 4, 6, 7, 9}
2) กำหนด A = {6, 7, 8, 9}
B = {5, 7, 9}
A υ B = {5, 6, 7, 8, 9}
3) กำหนดให้ A = {1, 2, 3, 4, 5}
B = {1, 2, 5}
A υ B = {1, 2, 3, 4, 5}
4) กำหนดให้ A = {3, 6, 8}
B = {3, 6, 8}
A υ B = {3, 6, 8}
สมบัติที่สำคัญ เมื่อ A, B และ C เป็นเซตใด ๆ
  1. A υ A = A
  2. A υ U = U
  3. A υ B = B υ A
  4. (A υ B) υ C = A υ (B υ C)
  5. A υ Ø = Ø υ A = A
  6. A ⊂ B ก็ต่อเมื่อ A υ B = B
  7. A ⊂ A υ B และ B ⊂ A υ B
อินเตอร์เซกชัน (Intersection)
ถ้า A และ B เป็นสองเซตใด ๆ อินเตอร์เซกชันของเซต A และเซต B คือ เซตของสมาชิกที่ซ้ำกันของ A และ เซต B เขียนแทนด้วย A ∩ B
ตัวอย่าง 
กำหนด เซต A และเซต B จงหา A ∩ B
1) กำหนด A = {3, 9}
B = {4, 6, 7}
A ∩ B = {}
2) กำหนด A = {6, 7, 8, 9}
B = {5, 7, 9}
A ∩ B = {7, 9}
สมบัติที่สำคัญ เมื่อ A, B และ C เป็นเซตใด ๆ
1. A ∩ A = A
2. A ∩ U = A
3. A ∩ B = B ∩ A
4. (A ∩ B) ∩ C = A ∩ (B ∩ C)
5. A ∩ Ø = Ø ∩ A = Ø
6. A ⊂ B ก็ต่อเมื่อ A ∩ B = A
7. A υ (B ∩ C) = (A υ B) ∩ (A υ C)
8. A ∩ (B υ C) = (A ∩ B) υ (A ∩ C)
คอมพลีเมนต์ (Complement)
ถ้า A เป็นสับเซตของเอกภพสัมพัทธ์ คอมพลีเมนต์ของ A คือ เซตที่ประกอบด้วยสมาชิกของเซต U แต่ไม่เป็นสมาชิกของเซต A เขียนแทนด้วย A’
ตัวอย่าง
กำหนด U = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
A = {3, 5, 9}
A’ = {1, 2, 4, 6, 7, 8}
สมบัติที่สำคัญ
  1. Ø’ = U, U’ = Ø’
  2. (A’)’ = A
  3. (A ∩ B)’ = A’ υ B’
  4. (A υ B)’ = A’ ∩ B’
  5. A υ A’ = U
  6. A ∩ A’ = Ø
ผลต่าง(Difference)
ถ้า A และ B ต่างก็เป็นสับเซตของเซต U ผลต่างของเซต A และ B คือ เซตที่ประกอบด้วยสมาชิกของเซต A แต่ไม่เป็นสมาชิกของ B เขียนแทนด้วย A – B
ตัวอย่าง 
กำหนดเซต A และ B จงหา A – B และแรเงาแผนภาพแสดง A – B
กำหนด A = {3, 9}
B = {4, 6, 7}
A – B = {3, 9}
กำหนด A = {6, 7, 8, 9}
B = {5, 7, 9}
A – B = {6, 8}
สัญลักษณ์ที่ควรทราบ

  • N          เซตของจำนวนนับ
  • I+         เซตของจำนวนเต็มบวก (จำนวนนับ)
  • I-          เซตของจำนวนเต็มลบ
  • I           เซตของจำนวนเต็ม
  • Q          เซตของจำนวนตรรกยะ
  • Q’         เซตของจำนวนอตรรกยะ
  • R+        เซตของจำนวนจริงบวก
  • R-         เซตของจำนวนจริงลบ
  • R          เซตของจำนวนจริง

  • FINN

    Related Posts

    หัวข้อที่ 4: ประวัติศาสตร์ประเทศพม่า (Myanmar History)

    ตอนที่ 1: ประวัติศาสตร์ประเทศพม่า (Myanmar History)

    ตอนที่ 1: ประวัติศาสตร์ประเทศพม่า (Myanmar History)

    ประวัติประเทศพม่า ประเทศพม่า (Burma หรือ Myanmar) มีชื่ออย่างเป็นทางการว่า สาธารณรัฐแห่งสหภาพพม่า (อังกฤษ: Republic of the Union of Myanmar( ปี่เด่าง์ซุ ซัมมะดะ มยะหม่า ไหน่หงั่นด่อ) เป็นประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้และคาบสมุทรอินโดจีนซึ่งมีขนาดใหญ่ที่สุด มีพรมแดนทางทิศเหนือติดต่อกับจีน ทางทิศตะวันตกติดต่อกับอินเดียและบังกลาเทศ ทางทิศตะวันออกติดต่อกับลาวและไทยและทางทิศใต้จรดทะเลอันดามัน ยกเว้นทางฝั่งตะวันตกซึ่งอาจจรดมหาสมุทรอินเดีย แต่เดิมชาวตะวันตกเรียกประเทศนี้ว่า Burma จนกระทั่งเมื่อปี พ.ศ. 2532 พม่าได้เปลี่ยนชื่อประเทศเป็น Myanmar…

    You Missed

    General Well (2024) งานเลี้ยงหนานเฉิง

    • By FINN
    • June 22, 2024
    • 16 views
    General Well (2024) งานเลี้ยงหนานเฉิง

    ร้านราเมนทงคตสึชื่อดัง อุเมดะ ชิบาตะ (ICHIRAN Umeda Shibata)

    • By FINN
    • June 17, 2024
    • 10 views
    ร้านราเมนทงคตสึชื่อดัง อุเมดะ ชิบาตะ (ICHIRAN Umeda Shibata)

    The Legend of Heroes Hot Blooded (2024) มังกรหยก ก๊วยเจ๋งอึ้งย้ง

    • By FINN
    • June 17, 2024
    • 11 views
    The Legend of Heroes Hot Blooded (2024) มังกรหยก ก๊วยเจ๋งอึ้งย้ง

    Miss Night and Day (2024) มิส ไนท์ แอนด์ เดย์

    • By FINN
    • June 16, 2024
    • 15 views
    Miss Night and Day (2024) มิส ไนท์ แอนด์ เดย์

    Jade’s Fateful Love (2024) ปาฏิหาริย์รักหยกวิเศษ

    • By FINN
    • June 16, 2024
    • 9 views
    Jade’s Fateful Love (2024) ปาฏิหาริย์รักหยกวิเศษ

    Deep Love Love Again (2024) ปมรักในรอยแค้น

    • By FINN
    • June 15, 2024
    • 13 views
    Deep Love Love Again (2024) ปมรักในรอยแค้น