วันอังคารที่ 29 มีนาคม พ.ศ. 2554
สมการกำลังสอง
สมการกำลังสอง
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ในทางคณิตศาสตร์ สมการกำลังสอง (สมการควอดราติก) คือสมการของพหุนามตัวแปรเดียวที่มีดีกรีเท่ากับ 2 รูปแบบทั่วไปของสมการกำลังสองคือ
สูตรกำลังสอง
สมการกำลังสองใดๆ ที่มีสัมประสิทธิ์เป็นจำนวนจริง (หรือจำนวนเชิงซ้อน) จะมีรากของสมการ 2 คำตอบเสมอ ซึ่งอาจจะเท่ากันก็ได้ โดยที่รากของสมการสามารถเป็นได้ทั้งจำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อน สามารถคำนวณได้จากสูตร
ดิสคริมิแนนต์
ดิสคริมิแนนต์เป็นตัวบ่งบอกว่าสมการกำลังสองจะมีคำตอบของสมการเป็นประเภทใดประเภทหนึ่ง ดังต่อไปนี้
การแยกตัวประกอบ
พจน์นี้
สูตรกำลังสอง
สมการกำลังสองใดๆ ที่มีสัมประสิทธิ์เป็นจำนวนจริง (หรือจำนวนเชิงซ้อน) จะมีรากของสมการ 2 คำตอบเสมอ ซึ่งอาจจะเท่ากันก็ได้ โดยที่รากของสมการสามารถเป็นได้ทั้งจำนวนจริงหรือจำนวนเชิงซ้อน สามารถคำนวณได้จากสูตร
ดิสคริมิแนนต์
จากสูตรด้านบน นิพจน์ที่อยู่ภายใต้เครื่องหมายรากที่สอง
-
- Δ
ดิสคริมิแนนต์เป็นตัวบ่งบอกว่าสมการกำลังสองจะมีคำตอบของสมการเป็นประเภทใดประเภทหนึ่ง ดังต่อไปนี้
- ถ้าดิสคริมิแนนต์เป็นค่าบวก ดังนั้นจะมีรากของสมการ 2 ค่าที่แตกต่างกัน และเป็นจำนวนจริงทั้งคู่ สำหรับกรณีที่สัมประสิทธิ์เป็นจำนวนเต็ม และดิสคริมิแนนต์เป็นกำลังสองสมบูรณ์ ดังนั้นรากของสมการจะเป็นจำนวนตรรกยะ ส่วนในกรณีอื่นจะเป็นจำนวนอตรรกยะ
- ถ้าดิสคริมิแนนต์เป็นศูนย์ ดังนั้นจะมีรากของสมการ 2 ค่าที่เท่ากัน (หรือมีเพียงค่าเดียว) และเป็นจำนวนจริง รากของสมการนี้จะมีค่าเท่ากับ
- ถ้าดิสคริมิแนนต์เป็นค่าลบ จะไม่มีคำตอบเป็นจำนวนจริง แต่จะเป็นจำนวนเชิงซ้อน 2 จำนวนที่ต่างกัน ซึ่งเป็นสังยุคของกันและกัน นั่นคือ
- x
การแยกตัวประกอบ
พจน์นี้
การแยกตัวประกอบ
การแยกตัวประกอบ
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ในทางคณิตศาสตร์ การแยกตัวประกอบ (อังกฤษ: factorization) หมายถึงการแบ่งย่อยวัตถุทางคณิตศาสตร์ (เช่น จำนวน พหุนาม หรือเมทริกซ์) ให้อยู่ในรูปผลคูณของวัตถุอื่น ซึ่งเมื่อคูณตัวประกอบเหล่านั้นเข้าด้วยกันจะได้ผลลัพธ์ดังเดิม ตัวอย่างเช่น จำนวน 15 สามารถแยกตัวประกอบให้เป็นจำนวนเฉพาะได้เป็น 3 × 5 และพหุนาม x2 − 4 สามารถแยกได้เป็น (x − 2)(x + 2) เป็นต้น
จุดมุ่งหมายของการแยกตัวประกอบคือการลดทอนวัตถุให้เล็กลง อาทิ จากจำนวนไปเป็นจำนวนเฉพาะ จากพหุนามไปเป็นพหุนามลดทอนไม่ได้ (irreducible polynomial) การแยกตัวประกอบจำนวนเต็มเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีบทมูลฐานของเลขคณิต ส่วนการแยกตัวประกอบพหุนามเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีบทมูลฐานของพีชคณิต สำหรับพหุนาม สิ่งที่ตรงข้ามกับการแยกตัวประกอบคือการกระจายพหุนาม (polynomial expansion) ซึ่งเป็นการคูณตัวประกอบทุกตัวเข้าด้วยกันเป็นพหุนามใหม่
การแยกตัวประกอบจำนวนเต็มสำหรับจำนวนขนาดใหญ่อาจกลายเป็นข้อปัญหาที่ยุ่งยาก ซึ่งไม่มีวิธีใดที่สามารถแยกตัวประกอบจำนวนขนาดใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว แต่ความยุ่งยากนี้เป็นประโยชน์ต่อการรักษาความปลอดภัยในขั้นตอนวิธีของการเข้ารหัสลับแบบกุญแจอสมมาตร อย่างเช่น RSA
สำหรับการแยกตัวประกอบของเมทริกซ์เรียกว่า การแยกเมทริกซ์ (matrix decomposition) ซึ่งมีวิธีการที่เหมาะสมแตกต่างกันไปสำหรับเมทริกซ์นั้นๆ เช่น การแยกแบบคิวอาร์ (QR decomposition) เป็นต้น วิธีหลักอย่างหนึ่งที่นิยมคือการทำให้เป็นผลคูณของ เมทริกซ์เชิงตั้งฉาก (orthogonal matrix) หรือเมทริกซ์ยูนิแทรี (unitary matrix) กับเมทริกซ์แบบสามเหลี่ยม (triangular matrix)
อีกตัวอย่างหนึ่งของการแยกตัวประกอบคือการแยกฟังก์ชันให้กลายเป็นการประกอบฟังก์ชัน (function composition) กับฟังก์ชันอื่นโดยมีเงื่อนไขที่เจาะจง ตัวอย่างเงื่อนไขเช่น ฟังก์ชันทุกฟังก์ชันสามารถเขียนให้อยู่ในรูปของการประกอบของฟังก์ชันทั่วถึง (surjective function) กับฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง (injective function) เป็นต้น
การแยกตัวประกอบเฉพาะของจำนวนเต็ม
- จำนวนเต็มบวกทุกจำนวนสามารถแยกตัวประกอบเฉพาะและได้ผลลัพธ์เพียงแบบเดียวตามทฤษฎีบทมูลฐานของเลขคณิต เราสามารถแยกตัวประกอบของจำนวนเต็มโดยการหารจำนวนนั้นด้วยจำนวนเฉพาะซ้ำๆ จนกว่าจะไม่มีจำนวนเฉพาะอื่นใดหารได้ จะได้ว่าจำนวนเฉพาะที่เป็นตัวหารทั้งหมดคือตัวประกอบของจำนวนนั้น ซึ่งวิธีการนี้เป็นขั้นตอนวิธีหลักของการแยกตัวประกอบจากจำนวนเต็มซึ่งใช้ได้ผลกับจำนวนน้อยๆ สำหรับจำนวนเต็มขนาดใหญ่ยังไม่มีขั้นตอนวิธีใดที่มีประสิทธิภาพที่สุด อย่างไรก็ตามยังมีวิธีการที่หลากหลายแตกต่างกันออกไปเพื่อแยกตัวประกอบจำนวนขนาดเล็ก ไปเลย
การแยกตัวประกอบพหุนามกำลังสอง
พหุนามกำลังสองใดๆ บนจำนวนเชิงซ้อน (คือพหุนามที่อยู่ในรูป ax2 + bx + c เมื่อ
) สามารถแยกตัวประกอบให้เป็นนิพจน์ที่อยู่ในรูป
เมื่อ α และ β คือรากของพหุนาม ซึ่งคำนวณได้จากสูตรกำลังสองดังนี้
- พหุนามที่สามารถแยกได้บนจำนวนเต็มบางครั้งพหุนามกำลังสองสามารถแยกออกได้เป็นทวินาม (binomial) สองตัวด้วยสัมประสิทธิ์ที่เป็นจำนวนเต็ม โดยไม่จำเป็นต้องใช้สูตรกำลังสองในการคำนวณ ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการหารากของสมการกำลังสอง โดยที่พหุนามสามารถแยกได้เป็นเมื่อจากนั้นจึงให้ทวินามแต่ละตัวเท่ากับศูนย์ แล้วคำนวณหาค่าของ x เพื่อหารากของสมการกำลั
-
- สอง
- ไตรนามกำลังสองสมบูรณ์พหุนามกำลังสองบางชนิดสามารถแยกตัวประกอบออกได้เป็นทวินามที่เหมือนกัน พหุนามนั้นเรียกว่า ไตรนามกำลังสองสมบูรณ์ หรือเพียงแค่ กำลังสองสมบูรณ์ ซึ่งพหุนามดังกล่าวสามารถแยกได้ดังนี้
- ผลบวกและผลต่างกำลังสอง
- ดูบทความหลักที่ ผลต่างกำลังสอง
- การแยกตัวประกอบพหุนามอื่น ๆ
ผลบวกและผลต่างกำลังสาม
สูตรสำหรับการแยกตัวประกอบของผลบวกและผลต่างกำลังสามเป็นดังนี้ ผลบวกสามารถแยกตัวประกอบเป็น
วันพฤหัสบดีที่ 24 มีนาคม พ.ศ. 2554
กราฟ
- บทความนี้เกี่ยวกับนิยามทั่วไปของกราฟ สำหรับรายละเอียดอื่น ๆ ดูที่ ทฤษฎีกราฟ
- สำหรับความหมายอื่นในทางคณิตศาสตร์ ดูที่ กราฟของฟังก์ชัน และกราฟของความสัมพันธ์
นิยาม
การให้นิยามในทฤษฎีกราฟมีความแตกต่างกันบ้าง ด้านล่างนี้คือมาตรฐานที่ใช้ในสารานุกรมนี้
กราฟไม่ระบุทิศทาง หรือ กราฟ G คือคู่อันดับ G:=(V, E) ที่
- V คือ เซต ของ จุดยอด (vertices) หรือ จุด (nodes)
- E คือ เซตของคู่ของจุดยอดที่แตกต่างกัน ซึ่งแต่ละอันเรียกว่า เส้นเชื่อม (edges) หรือ เส้น (lines)
- จุดยอดที่ติดกับเส้นเชื่อมเรียกว่า จุดยอดปลาย (end vertices) ของเส้นเชื่อม
กราฟระบุทิศทาง
กราฟระบุทิศทาง (directed graph) หรือ ไดกราฟ G คือคู่อันดับ G:=(V, A) ที่
- V คือ เซต ของ จุดยอด (vertices) หรือ จุด (nodes)
- A คือ เซตของคู่ลำดับของจุดยอด ซึ่งแต่ละอันเรียกว่า เส้นเชื่อมระบุทิศทาง (directed edges), เส้นเชื่อม (arcs) หรือ ลูกศร (arrows). เส้นเชื่อม e = (x, y) จะถูกพิจารณาว่าเป็นเส้นเชื่อม จาก x ไป y โดยที่ y จะถูกเรียกว่า หัว (head) และ x จะถูกเรียกว่า หาง (tail) ของเส้นเชื่อม
กราฟผสม
กราฟผสม G คือ สามสิ่งอันดับ (3-tuple) G:=(V,E,A) ที่ V, E และ A เหมือนดังนิยามด้านบน
การนิยามที่แตกต่างไป
จากนิยามข้างต้น เส้นเชื่อมในกราฟไม่มีทิศทางจะต้องมีจุดปลายที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ E และ A ยังเป็นเซต (ที่มีสมาชิกแตกต่างกัน) อย่างไรก็ตามในหลายๆ การประยุกต์ใช้ เราจะใช้นิยามที่กว้างกว่านี้เราสามารถมี วงวน (loop) ที่หมายถึงเส้นเชื่อมที่มีจุดปลายเป็นจุดเดียวกัน ซึ่งการอนุญาตให้มีวงวนหรือไม่ขึ้นกับแต่ละการประยุกต์ใช้งาน
บางครั้ง E หรือ A สามารถเป็นมัลติเซต ซึ่งทำให้มีเส้นเชื่อมจุดปลายคู่ใด ๆ มากกว่าหนึ่งเส้นได้ เมื่อกล่าวถึง "กราฟ" ผู้เขียนอาจหมายถึงกราฟที่อนุญาตให้มีเส้นเชื่อมซ้ำกันหรือไม่ก็ได้ อย่างไรก็ตาม ถ้าต้องการระบุให้ชัดเจนว่ากราฟนั้นไม่มีเส้นเชื่อมซ้ำกัน จะเรียกกราฟนั้นว่ากราฟ กราฟเชิงเดียว (simple graph) ในทางกลับกันสำหรับกราฟที่อนุญาตให้มีเส้นเชื่อมซ้ำกันได้จะเรียกกราฟนั้นว่า มัลติกราฟ (multigraph) บางครั้งก็มีการใช้คำว่า กราฟจำลอง เพื่อระบุว่ากราฟสามารถมีได้ทั้งเส้นเชื่อมซ้ำและวงวน
คุณลักษณะของกราฟ
เราจะกล่าวว่า
- เส้นเชื่อมสองเส้น ประชิด (adjacent) กัน ถ้าเส้นเชื่อมทั้งสองมีจุดปลายร่วมกัน
- จุดยอดสองจุด ประชิด กัน ถ้าจุดยอดทั้งสองเป็นจุดปลายของเส้นเชื่อมเดียวกัน
- เส้นเชื่อม ต่อ (incident) กับจุดปลายของเส้นเชื่อมเสมอ
กราฟถ่วงน้ำหนัก (weighted graph) คือ กราฟที่มีการกำหนดค่าให้กับเส้นเชื่อมแต่ละเส้น ซึ่งอาจเป็น ค่าใช้จ่าย, น้ำหนัก, ความยาว หรืออื่นๆขึ้นกับการใช้งาน กราฟถ่วงน้ำหนักนำไปใช้ในการแก้ปัญหาหลายๆอย่าง เช่น ปัญหาเส้นทางที่ดีที่สุด เป็นต้น
โดยทั่วไปแล้วจุดยอดของกราฟนั้นจะไม่สามารถถูกแยกแยะ หรือพิจารณาว่าแตกต่างกันได้ (ยกเว้นในบางกรณีเช่นมีจำนวนเส้นเชื่อมที่แตกต่างกันเป็นต้น) อย่างไรก็ตาม บางสาขาของทฤษฎีกราฟต้องการให้ระบุจุดยอดที่ชัดเจนได้ ถ้าแต่ละจุดยอดมีการระบุชื่อที่ชัดเจน (มี label) กำกับ เราจะเรียกกราฟเหล่านั้นนั้นว่า กราฟระบุชื่อ (labeled graph) ในกรณีที่ไม่มีการระบุชื่อจะเรียกกราฟว่า กราฟไม่ระบุชื่อ
ที่ทา wikipedia
วันพุธที่ 23 มีนาคม พ.ศ. 2554
วันอังคารที่ 22 มีนาคม พ.ศ. 2554
ปริมาตร
จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ปริมาตร หมายถึงความมากน้อยในปริภูมิสามมิติซึ่งวัสดุชนิดหนึ่งในสถานะใด ๆ (ของแข็ง ของเหลว แก๊ส หรือพลาสมา) หรือรูปทรงชนิดหนึ่งยึดถืออยู่หรือบรรจุอยู่ บ่อยครั้งที่ปริมาตรระบุปริมาณเป็นตัวเลขโดยใช้หน่วยกำกับ เช่นลูกบาศก์เมตรซึ่งเป็นหน่วยอนุพันธ์เอสไอ นอกจากนี้ยังเป็นที่เข้าใจกันโดยทั่วไปว่า ปริมาตรของภาชนะคือ ความจุ ของภาชนะ เช่นปริมาณของของไหล (ของเหลวหรือแก๊ส) ที่ภาชนะนั้นสามารถบรรจุได้ มากกว่าจะหมายถึงปริมาณเนื้อวัสดุของภาชนะ
รูปทรงสามมิติทางคณิตศาสตร์มักถูกกำหนดปริมาตรขึ้นด้วยพร้อมกัน ปริมาตรของรูปทรงอย่างง่ายบางชนิด เช่นมีด้านยาวเท่ากัน สันขอบตรง และรูปร่างกลมเป็นต้น สามารถคำนวณได้ง่ายโดยใช้สูตรต่าง ๆ ทางเรขาคณิต ส่วนปริมาตรของรูปทรงที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นสามารถคำนวณได้ด้วยแคลคูลัสเชิงปริพันธ์ถ้าทราบสูตรสำหรับขอบเขตของรูปทรงนั้น รูปร่างหนึ่งมิติ (เช่นเส้นตรง) และรูปร่างสองมิติ (เช่นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส) ถูกกำหนดให้มีปริมาตรเป็นศูนย์ในปริภูมิสามมิติ
ปริมาตรของของแข็ง (ไม่ว่าจะมีรูปทรงปกติหรือไม่ปกติ) สามารถตรวจวัดได้ด้วยการแทนที่ของไหล และการแทนที่ของเหลวสามารถใช้ตรวจวัดปริมาตรของแก๊สได้อีกด้วย ปริมาตรรวมของวัสดุสองชนิดโดยปกติจะมากกว่าปริมาตรของวัสดุอย่างใดอย่างหนึ่ง เว้นแต่เมื่อวัสดุหนึ่งละลายในอีกวัสดุหนึ่งแล้ว ปริมาตรรวมจะไม่เป็นไปตามหลักการบวก [2]
ในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ ปริมาตรถูกอธิบายด้วยความหมายของรูปแบบปริมาตร (volume form) และเป็นตัวยืนยงแบบไรมันน์ (Riemann invariant) ที่สำคัญโดยรวม ในอุณหพลศาสตร์ ปริมาตรคือตัวแปรเสริม (parameter) ชนิดพื้นฐาน และเป็นตัวแปรควบคู่ (conjugate variable) กับความดัน
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)






