ข้ามไปยังเนื้อหา

1 · จำนวนและพีชคณิต

International Baccalaureate · IB Diploma · Mathematics: Applications and Interpretation · HL · หัวข้อ 1

ดูสไลด์ ฝึกฝน
1.1

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

เอกสารนี้ครอบคลุมหัวข้อ HL ที่เลือกสำหรับหลักสูตรที่เริ่มประเมินใน 2021; ไม่ใช่หลักสูตรทั้งหมด

เงื่อนไขก่อนหน้า: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด, และใช้ arithmetic และเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง

The examples are original and fictional: they are not real measurements or real student investigations.

1.2

การคำนวณอย่างแม่นยำและการประมาณค่า

เราบรรจุของได้โดยไม่เหลือหรือไม่?

  • ผู้จำหน่ายบรรจุดินสอ 72 ด้าม และปากกา 90 ด้าม ลงในถุงของขวัญที่เหมือนกัน เราจะหลีกเลี่ยงเศษเหลือได้อย่างไร
  • บทเรียนนี้ศึกษา ตัวประกอบ πρώ: จำนวนเต็มบวกที่หารจำนวนเต็มนั้นได้พอดี

วิธีทำ

  • ตัวประกอบร่วม prime factors แสดงโครงสร้างร่วมกัน
  • ใช้กำลัง prime powers ที่น้อยที่สุดร่วมกันสำหรับ GCD และมากที่สุดใน LCM
  • ประมาณค่าก่อนคำนวณ ใช้วงเล็บเพื่อรักษาลำดับการดำเนินการ

กรณีฝึกทำ

$$a=\prod p_i^{\alpha_i},\quad b=\prod p_i^{\beta_i},\quad \operatorname{HCF}(a,b)=\prod p_i^{\min(\alpha_i,\beta_i)}$$

ตัวอย่าง:

72=2^3×3^2 และ 90=2×3^2×5. HCF ของทั้งสองคือ 2×9=18. จัดทำ 18 ถุง โดยใส่ดินสอ 4 ด้าม และปากกา 5 ด้าม ในแต่ละถุง LCM คือ 2^3×3^2×5=360

ต้นไม้ตัวประกอบ: 72 แยกเป็น 2, 2, 2, 3, 3 และ 90 แยกเป็น 2, 3, 3, 5; ตัวประกอบร่วมให้ GCD คือ 18
ต้นไม้ตัวประกอบ: 72 = 2³ × 3² และ 90 = 2 × 3² × 5, ดังนั้น HCF = 2 × 3² = 18

จุดที่เข้าใจผิด

  • GCD หารทั้งสองจำนวนได้; LCM เป็นพหุคูณของทั้งสองจำนวน
  • พวกเขาตอบคำถามที่แตกต่างกัน
  • ค่าประมาณทศนิยมไม่ใช่เศษส่วนที่แม่นยำ

ไม่ถูกต้อง: GCD ของจำนวนเต็มบวกสองจำนวนจะมีค่ามากกว่าจำนวนใดจำนวนหนึ่งเสมอ GCD หารทั้งสองจำนวนได้ ดังนั้นจึงไม่มีวันมากกว่าจำนวนที่น้อยกว่า: GCD ของ 72 และ 90 คือ 18


การนำไปใช้

  • สำหรับข้อสอบที่ไม่ใช้เครื่องคิดเลข ให้รักษาเศษส่วนให้ถูกต้องและแสดงการตัดทอน
  • สำหรับข้อสอบที่ใช้เครื่องคิดเลข ให้ป้อนนิพจน์ทั้งหมดและเปรียบเทียบกับค่าประมาณของคุณ

ในหลักสูตรเรียนของคุณ

  • Applications and Interpretation HL, หลักสูตรนี้ประเมินครั้งแรกใน 2021

จุดสำคัญ:

  • Prime factor: จำนวนเฉพาะที่หารจำนวนเต็มได้พอดี
  • ตัวประกอบร่วม prime factors แสดงโครงสร้างร่วมกัน
  • ข้อควรระวัง: HCF จะหารทั้งสองจำนวนได้ลงตัว และ LCM เป็นพหุคูณของทั้งสองจำนวน

เขียนจากตัวหารร่วมมาก 4

  • หา HCF และ LCM ของ 20 และ 28
  • HCF มีค่าน้อยกว่าจำนวนเต็มทั้งสอง
สำรวจ

การคำนวณแบบแม่นยำและการประมาณค่า

ตัวประกอบของจำนวนเฉพาะเปิดเผยโครงสร้างที่ร่วมกัน

รวมกำลังที่ร่วมกัน 2 และ 9 เพื่อแสดงเหตุผลว่า 18 กระเป๋าเหมือนกันทุกประการ

คำศัพท์ ฝึกฝน
English ไทย
prime factor/praɪm ˈfæktə/ ตัวประกอบร่วม
multiplier/ˌmʌltɪˈplaɪə/ ตัวคูณ
common ratio/ˈkɒmən ˈreɪʃɪəʊ/ อัตราส่วนร่วม
1.3

เปอร์เซ็นต์ อัตราส่วน และการคิดเชิงสัดส่วน

เราสามารถหาราคาต้นฉบับกลับมาได้หรือไม่?

  • เสื้อโค้ดลดราคา 20% เหลือ ¥240 ส่วนลดคำนวณจากราคาเดิม ไม่ใช่จากราคาสินค้าลด
  • บทเรียนนี้ศึกษา ตัวคูณ: ตัวประกอบที่ทำเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์ในการคูณครั้งเดียว

วิธีทำ

  • การเพิ่มขึ้น p% มีตัวคูณ 1+p/100; การลดลงมีตัวคูณ 1-p/100
  • กลับค่าเปอร์เซ็นต์โดยการหารด้วยตัวคูณ
  • ในอัตราส่วน ให้หาจำนวนส่วนรวมก่อน

กรณีฝึกทำ

$$P_{\mathrm{new}}=P_{\mathrm{old}}\left(1+\frac{r}{100}\right)$$

ตัวอย่าง:

ให้ราคาเดิมคือ P โมเดลคือ ราคาสินค้าลด=0.8P ดังนั้น P=240/0.8=300. การเพิ่มขึ้น 20% ต่อมาทำให้ได้ 240×1.2=288 ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงทั้งสองจึงไม่หักล้างกัน

แผนภูมิแท่ง: ราคาเดิม 300 หยวน, 240 หลังลด 20%, 288 หลังเพิ่มอีก 20%
300 → 240 → 288 หยวน: ลด 20% แล้วเพิ่ม 20% ไม่กลับไปที่ 300 เพราะการเพิ่ม 20% ครั้งหลังนั้นคำนวณจาก 240

จุดที่เข้าใจผิด

  • เปอร์เซ็นต์ใช้ฐานที่ระบุไว้เป็นเกณฑ์
  • การลบเปอร์เซ็นต์จะทำให้สูญเสียฐานนั้นไป
  • สำหรับการเปลี่ยนแปลงแบบสะสม ให้คูณตัวคูณเข้าด้วยกัน อย่าบวกเปอร์เซ็นต์

ไม่ถูกต้อง: การลดลง 20% ตามด้วยการเพิ่มขึ้น 20% ไม่คืนราคาเริ่มต้นให้ เพราะการเพิ่มขึ้น 20% นั้นคำนวณจากจำนวนที่น้อยลง: 100×0.8×1.2=96 ไม่ใช่ 100


การนำไปใช้

  • สำหรับความแปรผันตรง ใช้ y=kx; สำหรับความแปรผกผัน ใช้ y=k/x
  • คำนวณค่า k จากคู่ตัวเลขที่กำหนดก่อนนำไปใช้กับค่าใหม่
  • ระบุสิ่งที่คุณควบคุมให้คงที่

ในหลักสูตรเรียนของคุณ

  • Applications and Interpretation HL, หลักสูตรนี้ประเมินครั้งแรกใน 2021
  • ทุกข้อสอบอนุญาตใช้เครื่องคิดเลข แต่คะแนนวิธีทำยังต้องการให้เขียนนิพจน์หรือสมการก่อนค่าตัวเลขนั้น

จุดสำคัญ:

  • ตัวคูณ: ค่าคูณที่ใช้ดำเนินการเปลี่ยนแปลงเปอร์เซ็นต์ในขั้นตอนการคูณเดียว
  • การเพิ่มขึ้น p% มีตัวคูณ 1+p/100; การลดลงมีตัวคูณ 1-p/100
  • ระวัง: เปอร์เซ็นต์ต้องใช้ฐานที่ระบุไว้เป็นเกณฑ์

เขียนจากราคาสุดท้าย 396

  • ราคา 400 ลดลง 10% แล้วเพิ่มขึ้น 10%
  • หาราคาสุดท้าย การเปลี่ยนแปลงสองครั้งนี้ไม่หักล้างกัน
สำรวจ

เปอร์เซ็นต์ อัตราส่วน และเหตุผลเชิงสัดส่วน

การเพิ่มขึ้น p% มีตัวคูณ 1+p/100; การลดลงมีตัวคูณ 1-p/100

อธิบายว่าทำไมการลด 20% ตามด้วยการเพิ่ม 20% จึงได้ผลลัพธ์เป็น 288 แทนที่จะได้ 300

1.4

ลำดับเลขอนุกรมและความสัมพันธ์แบบวนซ้ำ

การเปลี่ยนแปลงเป็นการบวกหรือคูณ?

  • แผนการออมเงินเพิ่ม ¥30 ทุกสัปดาห์; โมเดลประชากรเพิ่มขึ้น 5% ต่อปี ผลต่างเท่ากันและอัตราส่วนเท่ากันต้องใช้โมเดลที่แตกต่างกัน
  • บทเรียนนี้ศึกษา อัตราส่วนร่วม: ตัวคูณคงที่ระหว่างพจน์ติดกันในอนุกรมเรขาคณิต

วิธีทำ

  • สำหรับอนุกรมเลขคณิต u_n=a+(n-1)d และ S_n=n(2a+(n-1)d)/2
  • สำหรับอนุกรมเรขาคณิต u_n=ar^(n-1) และ S_n=a(1-r^n)/(1-r)
  • ผลบวกอนันต์ของอนุกรมเรขาคณิตจะมีอยู่ก็ต่อเมื่อ |r|<1 เท่านั้น

กรณีฝึกทำ

$$u_n=a+(n-1)d,\qquad S_n=\frac{n}{2}\left[2a+(n-1)d\right]$$

ตัวอย่าง:

สำหรับ a=5, d=3, n=8, u_8=5+7×3=26 และ S_8=8(10+21)/2=124. สำหรับ a=12, r=1/2, ผลรวมอนันต์=12/(1-1/2)=24. สำหรับ u_(n+1)=2u_n+1 โดยที่ u_1=1, พจน์ถัดไปคือ 3,7,15.

จุดของอนุกรมเลขคณิต 5, 8, 11 และอื่นๆ เพิ่มขึ้นทีละ 3 สำหรับแต่ละพจน์ จนถึงพจน์ที่แปด 26
uₙ = 5 + 3(n − 1): ก้าวเท่ากัน 3 จัดให้พจน์อยู่บนเส้นตรง

จุดที่เข้าใจผิด

  • พจน์แรกมีดัชนี 1 ดังนั้นเลขชี้กำลังคือ n-1
  • ลำดับคือรายการ;อนุกรมคือผลบวก
  • ลำดับเรขาคณิตสามารถสลับเครื่องหมายและยังลู่เข้าได้

ไม่จริง: อนุกรมเรขาคณิตทุกชุดมีผลบวกอนันต์จำกัด ผลบวกอนันต์จะมีอยู่ก็ต่อเมื่อ −1<r<1; สำหรับ r=2 พจน์จะเพิ่มขึ้นโดยไม่จำกัด


การนำไปใช้

  • อธิบายว่าบริบทสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงแบบบวกหรือคูณ
  • ในด้านการเงิน ให้แยกแยะระหว่างเงินฝากครั้งเดียวกับกระแสเงินฝากก่อนเลือกสูตรผลรวม

ในหลักสูตรเรียนของคุณ

  • Applications and Interpretation HL, หลักสูตรนี้ประเมินครั้งแรกใน 2021
  • ทุกข้อสอบอนุญาตใช้เครื่องคิดเลข แต่คะแนนวิธีทำยังต้องการให้เขียนนิพจน์หรือสมการก่อนค่าตัวเลขนั้น

จุดสำคัญ:

  • อัตราส่วนร่วม: ค่าคูณคงที่ระหว่างพจน์ติดกันในลำดับเรขาคณิต
  • สำหรับอนุกรมเลขคณิต u_n=a+(n-1)d และ S_n=n(2a+(n-1)d)/2
  • ระวัง: พจน์แรกมีดัชนี 1 ดังนั้นเลขชี้กำลังคือ n-1

เขียนจากพจน์ที่ 6 19

  • ลำดับเลขคณิตมีพจน์แรก 9 และผลต่างร่วม 2
  • หาพจน์ที่ 6อนุกรมเรขาคณิตอนันต์ต้องมีอัตราส่วนร่วมที่มีค่าสัมบูรณ์น้อยกว่า 1
สำรวจ

อนุกรม เรขาคณิต และความสัมพันธ์แบบวนซ้ำ

สำหรับอนุกรมเลขคณิต, u_n=a+(n-1)d และ S_n=n(2a+(n-1)d)/2

เปรียบเทียบแบบจำลองกับกรณีที่มีตัวอย่างวิธีทำ และอธิบายการเปลี่ยนแปลงหนึ่งอย่าง

1.5

โมเดลลำดับการฝากซ้ำและช่วงเวลา

เส้นเวลาใดที่ผลรวมนี้อธิบาย?

  • การชำระเงินเท่ากันสองครั้งสามารถสร้างดอกเบี้ยได้ต่างกันหากมีการชำระก่อนหน้า
  • บทเรียนนี้ศึกษา เงินฝาก (deposit): จำนวนเงินที่เพิ่มเข้าไปในบัญชี ณ เวลาที่กำหนด

วิธีทำ

  • กำหนดยอดคงเหลือทันทีหลังเหตุการณ์ที่กำหนด และกำหนดยอดคงเหลือเริ่มต้น
  • ด้วยตัวคูณการเติบโต r และการฝากเงิน d ที่สิ้นรอบ B₀=0 และ B_n=rB_(n−1)+d
  • ยอดคงเหลือที่ n คือ d(1+r+…+r^(n−1))=d(r^n−1)/(r−1) สำหรับ r≠1
  • สำหรับ r=1 ใช้ B_n=nd
  • จำนวนรอบ n เป็นจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบ

กรณีฝึกทำ

$$B_0=0,\quad B_n=rB_{n-1}+d,\quad B_n=d\frac{r^n-1}{r-1}\ (r\ne1)$$

ตัวอย่าง:

ใช้ตัวอย่างอัตราการเติบโต 5% ต่องวด และฝาก 100 หน่วย ปลายแต่ละงวด B₁=100, B₂=1.05×100+100=205 และ B₃=1.05×205+100=315.25 เงินฝากครั้งแรกได้รับดอกเบี้ย n−1 งวด ในขณะที่เงินฝากสุดท้ายไม่ได้รับดอกเบี้ยเมื่อวัดยอด B_n ดังนั้น B_n=100(1.05^n−1)/0.05 หากเป้าหมายอย่างน้อย 500, B₄=431.0125<500 และ B₅=552.563125≥500 ดังนั้น 5 งวดแรกก็เพียงพอ ยอดคงเหลือเกินกว่าเงินฝากทั้งหมด 5 ครั้งรวม 500 อยู่ 52.563125 หน่วย หากมีการฝากเท่าเดิมทุกต้นงวด และวัดยอดคงเหลือปลายงวด C_n=1.05(B_n); ดังนั้น C₃=331.0125 ไม่ใช่ 315.25

เส้นสมดุลสองเส้นบน 6 ช่วง, การฝากที่จุดเริ่มต้นสูงกว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับฝากที่จุดสิ้นสุด; เส้นฝากที่จุดสิ้นสุดข้ามเป้าหมาย 500 ที่ n = 5
การฝากเงินตอนต้นจะรับดอกเบี้ยเพิ่มหนึ่งรอบ; ยอดคงเหลือจากการฝากตอนท้ายจะผ่าน 500 ครั้งแรกที่ n = 5

จุดที่เข้าใจผิด

  • อย่าให้เงินฝากที่สิ้นรอบสุดท้ายได้รับระยะเวลาเพิ่มในการสร้างดอกเบี้ย
  • ยอดคงเหลือประกอบด้วยทั้งเงินฝากและการเติบโต ไม่ใช่เพียงดอกเบี้ยเท่านั้น
  • เป้าหมายที่แน่นอนกับเป้าหมายอย่างน้อยต้องมีการตรวจสอบจำนวนเต็มที่แตกต่างกัน
  • อัตราต่อปีที่ประกาศไม่สามารถนำไปใช้เป็นตัวคูณรายเดือนได้โดยตรงโดยไม่มีการแปลงที่เหมาะสม

ไม่จริง: การฝากที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของรอบให้ยอดคงเหลือสุดท้ายเท่ากันเสมอ การฝากที่จุดเริ่มต้นของรอบจะได้รับดอกเบี้ยเพิ่มหนึ่งรอบ ดังนั้นยอดคงเหลือสุดท้ายจึงมากกว่า


การนำไปใช้

  • ภาพประกอบนี้สมมติว่าอัตราต่องวดคงที่ ฝากเงินเท่ากัน ไม่มีค่าธรรมเนียมหรือการถอนเงิน และใช้ช่วงเวลาการคิดดอกเบี้ย/ชำระเงินตามที่ระบุไว้
  • หากสิ่งเหล่านี้เปลี่ยนแปลง ให้ปรับสมการถอยหลัง: B_n=(1+i_n)B_(n−1)+d_n−w_n สำหรับกรณีฝาก/ถอนเงินที่ปลายงวด
  • รักษาบัญชีแยกประเภทการชำระเงินไว้ต่างหากเพื่อระบุการเติบโต
  • เปรียบเทียบยอดคงเหลือของงวดติดต่อกันก่อนจะอ้างถึงจุดตัดเป้าหมายครั้งแรก ในที่นี้ยอดคงเหลือทั้งหมดเป็นบวกหรือไม่เป็นลบ และ B_n−B_(n−1)=0.05B_(n−1)+100>0

ในหลักสูตรเรียนของคุณ

  • Applications and Interpretation HL, หลักสูตรนี้ประเมินครั้งแรกใน 2021
  • ทุกข้อสอบอนุญาตใช้เครื่องคิดเลข แต่คะแนนวิธีทำยังต้องการให้เขียนนิพจน์หรือสมการก่อนค่าตัวเลขนั้น

จุดสำคัญ:

  • การฝากเงิน: จำนวนเงินที่เพิ่มเข้าไปในบัญชี ณ เวลาที่กำหนด
  • กำหนดยอดคงเหลือทันทีหลังเหตุการณ์ที่กำหนด และกำหนดยอดคงเหลือเริ่มต้น
  • ระวัง: อย่าให้เงินฝากที่ปลายงวดสุดท้ายได้รับช่วงดอกเบี้ยเพิ่มเติม
สำรวจ

แบบจำลองและช่วงเวลาของการฝากซ้ำ

นิยามยอดคงเหลือทันทีหลังเหตุการณ์ที่กำหนด และระบุยอดเริ่มต้น

ติดตามการชำระเงินแต่ละรายการตามกรอบเวลาของดอกเบี้ยทบต้นที่กำหนด

คำศัพท์ ฝึกฝน
English ไทย
deposit/dɪˈpɒzɪt/ เงินฝาก
1.6

การแปลงเมทริกซ์, เมทริกซ์ผกผัน และค่าเฉพาะ

เวกเตอร์พื้นฐานไปอยู่ที่ไหน?

  • แผนที่ยืดแนวหนึ่งและบิดอีกแนวหนึ่ง เมทริกซ์บันทึกการแปลงของแต่ละเวกเตอร์พื้นฐาน
  • บทเรียนนี้ศึกษา ดีเทอร์มิแนนต์: สเกลาร์ที่กำหนดว่าเมทริกซ์สี่เหลี่ยมสามารถกลับด้านได้หรือไม่ และในสองมิติคือปัจจัยพื้นที่ที่มีเครื่องหมาย

วิธีทำ

  • เมทริกซ์ 2×2 [[a,b],[c,d]] มีดีเทอร์มิแนนต์ ad-bc และมีอินเวอร์ส [[d,-b],[-c,a]]/(ad-bc) หากดีเทอร์มิแนนต์ไม่เท่ากับศูนย์
  • แปลงเวกเตอร์คอลัมน์ด้วยการคูณด้วยเมทริกซ์จากทางซ้าย
  • เมทริกซ์ที่อยู่ทางขวาจะทำงานก่อนในผลคูณ

กรณีฝึกทำ

$$\det\begin{pmatrix}a&b\\c&d\end{pmatrix}=ad-bc$$

ตัวอย่าง:

สำหรับ A=[[2,1],[0,3]], det A=6. A(1,2)=(4,6). อินเวอร์สคือ [[1/2,-1/6],[0,1/3]]. สมการลักษณะเฉพาะคือ (2-λ)(3-λ)=0 ดังนั้นค่าเฉพาะ (eigenvalues) คือ 2 และ 3.

สี่เหลี่ยมจัตุรัสหน่วยและภาพของ nó, สี่เหลี่ยมด้านขนานที่มีมุม (0, 0), (2, 0), (3, 3) และ (1, 3)
คอลัมน์ (2, 0) และ (1, 3) เป็นภาพของเวกเตอร์พื้นฐาน; ตัวคูณพื้นที่คือดีเทอร์มิแนนต์, 6

จุดที่เข้าใจผิด

  • การคูณเมทริกซ์โดยทั่วไปไม่มีความสัมพันธ์แบบสลับที่
  • Determinant เป็นศูนย์หมายถึงการแปลงสูญเสียมิติและมี inverse ไม่ได้
  • ค่าเฉพาะและการทำให้เป็นเมทริกซ์ทแยงมุมเป็นเนื้อหาขั้นสูง ไม่ใช่เนื้อหาเวกเตอร์ GCSE ปกติ

ไม่เป็นจริง: เมทริกซ์สี่เหลี่ยมทุกตัวมีอินเวอร์ส เมทริกซ์สี่เหลี่ยมที่มีดิเทอร์มิแนนต์ 0 เป็นเมทริกซ์เอกฐานและไม่มีอินเวอร์ส


การนำไปใช้

  • หาเวกเตอร์ eigen โดยแก้สมการ (A-λI)v=0 โดยที่ v≠0
  • อธิบายความหมายทางเรขาคณิต: เวกเตอร์นี้คงทิศทางเส้นไว้ภายใต้การแปลง

ในหลักสูตรเรียนของคุณ

  • Applications and Interpretation HL, หลักสูตรนี้ประเมินครั้งแรกใน 2021
  • ทุกข้อสอบอนุญาตใช้เครื่องคิดเลข แต่คะแนนวิธีทำยังต้องการให้เขียนนิพจน์หรือสมการก่อนค่าตัวเลขนั้น

จุดสำคัญ:

  • ดิเทอร์มิแนนต์: สเกลาร์ที่ใช้กำหนดว่าเมทริกซ์สี่เหลี่ยมสามารถหาอินเวอร์สได้หรือไม่ และในสองมิติคือปัจจัยพื้นที่ที่มีเครื่องหมาย
  • เมทริกซ์ 2×2 [[a,b],[c,d]] มีดีเทอร์มิแนนต์ ad-bc และมีอินเวอร์ส [[d,-b],[-c,a]]/(ad-bc) หากดีเทอร์มิแนนต์ไม่เท่ากับศูนย์
  • ระวัง: การคูณเมทริกซ์โดยทั่วไปไม่มีความสัมพันธ์แบบสลับที่

เขียนจากดีเทอร์มิแนนต์ 8

  • เมทริกซ์มีแถว (4, 1) และ (0, 2)
  • หาดีเทอร์มิแนนต เมทริกซ์สี่เหลี่ยมที่มีดีเทอร์มิแนนต 0 ไม่มีอินเวอร์ส
สำรวจ

การแปลงเมทริกซ์, เมทริกซ์ผกผัน และค่าเฉพาะ (Eigenvalues)

เมทริกซ์ขนาด 2×2 [[a,b],[c,d]] มีดีเทอร์มิแนนต์ ad-bc และมีเมทริกซ์ผกผัน [[d,-b],[-c,a]]/(ad-bc) หากดีเทอร์มิแนนต์ไม่เท่ากับศูนย์

เปรียบเทียบแบบจำลองกับกรณีที่มีตัวอย่างวิธีทำ และอธิบายการเปลี่ยนแปลงหนึ่งอย่าง

คำศัพท์ ฝึกฝน
English ไทย
determinant/dɪˈtɜːmɪnənt/ ดีเทอร์มิแนนต์
complex conjugate/ˈkɒmpleks ˈkɒndʒuːɡeɪt/ -query number conjugate of complex numbers
1.7

จำนวนเชิงซ้อนและราก

ถ้ารากไม่ใช่จำนวนจริงเป็นอย่างไร?

  • สมการ x²+1=0 ไม่มีรากเป็นจำนวนจริง การขยายระบบจำนวนช่วยให้เราสามารถแสดงและคำนวณกับรากทั้งสองได้
  • บทเรียนนี้ศึกษา คู่สมมูลเชิงซ้อน: จำนวนที่ได้จากการเปลี่ยนเครื่องหมายของส่วนจินตภาพ

วิธีทำ

  • เขียน z=a+bi โดยที่ i²=-1
  • จำนวน-queryate คือ a-bi และ z คูณจำนวน-queryate = a²+b²
  • โมดูลัสคือ √(a²+b²); อาร์กิวเมนต์ต้องใช้จตุภาคที่ถูกต้อง
  • ราก-queryate เกิดขึ้นในพหุนามที่มีสัมประสิทธิ์เป็นจำนวนจริง

กรณีฝึกทำ

$$z=a+bi,\qquad |z|=\sqrt{a^2+b^2},\qquad z\overline z=a^2+b^2$$

ตัวอย่าง:

สำหรับ z=3+4i, |z|=5 และคู่สมมูลของ z=3-4i ค่าผกผันคือ (3-4i)/25 สำหรับ x²-6x+13=0 รากคือ 3±2i การคูณด้วยคู่สมมูลทำให้ตัวส่วนที่เป็นจำนวนจริง

แผนภาพอาร์แกนที่มี 3 + 4i อยู่เหนือแกนจริง และสังยุค 3 − 4i สะท้อนอยู่ด้านล่าง
สังยุค 3 − 4i คือการสะท้อนของ 3 + 4i บนแกนจริง; ทั้งสองมีโมดูลัสเท่ากับ 5

จุดที่เข้าใจผิด

  • รากที่สองของผลบวกไม่ใช่ผลบวกของรากที่สอง
  • ฟังก์ชัน arctan เพียงอย่างเดียวอาจให้ค่าใน quadrant ที่ผิด
  • อย่าสับสนระหว่างโมดูลัสกับโมดูลัสกำลังสอง

ไม่ถูกต้อง: สำหรับ a+bi โมดูลัสของมันจะเท่ากับ a+b เสมอ โมดูลัสคือ √(a²+b²): สำหรับ 3+4i ค่าโมดูลัสคือ 5 ไม่ใช่ 7


การนำไปใช้

  • วาดแกนจำนวนจริงแนวนอนและแกนจำนวนจินตภาพแนวตั้ง
  • สำหรับผลคูณ โมดูลัสคูณกันและอาร์กิวเมนต์บวกกัน; การยกกำลังขยายรูปแบบทางเรขาคณิตนี้ผ่านทฤษฎีบทของเด มอยวร์

ในหลักสูตรเรียนของคุณ

  • Applications and Interpretation HL, หลักสูตรนี้ประเมินครั้งแรกใน 2021
  • ทุกข้อสอบอนุญาตใช้เครื่องคิดเลข แต่คะแนนวิธีทำยังต้องการให้เขียนนิพจน์หรือสมการก่อนค่าตัวเลขนั้น

จุดสำคัญ:

  • จำนวนสมนัย: จำนวนที่ได้จากการเปลี่ยนเครื่องหมายของส่วนจินตภาพ
  • เขียน z=a+bi โดยที่ i²=-1
  • ระวัง: รากที่สองของผลบวกไม่ใช่ผลรวมของรากที่สอง

เขียนจากโมดูลัส 17

  • หาโมดูลัสของ 8 บวก 15 i
  • ค่าสัมบูรณ์ไม่ใช่ผลรวมขององค์ประกอบทั้งสอง

เขียนจากโมดูลัส 5

  • หามอดูลัสของ 3 บวกกับ 4 i
  • รากของ 9 บวกกับ 16 เท่ากับ 5 — ใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัสอีกครั้ง ในระนาบเชิงซ้อน

เขียนจากผลคูณของ 25

  • คูณ z = 3 บวก 4 i ด้วยค่า-query ของมัน
  • ผลคูณคือ 25 — z คูณด้วยค่า-query ของมันจะเป็นกำลังสองของโมดูลัสเสมอ ซึ่งเป็นจำนวนจริง
สำรวจ

จำนวนเชิงซ้อนและราก

เขียน z=a+bi เมื่อ i²=-1

เปรียบเทียบแบบจำลองกับกรณีที่มีตัวอย่างวิธีทำ และอธิบายการเปลี่ยนแปลงหนึ่งอย่าง

บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้

ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที

หัวข้อเพิ่มเติมใน International Baccalaureate · IB Diploma · Mathematics: Applications and Interpretation · HL

เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี

IGCSE, A-Level & AP