สมการและอสมการ

สมการและอสมการ
สมการและอสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
นิยาม1 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว คือ สมการที่มีตัวแปรหรือตัวไม่ทราบค่า (unknow) และเลขชี้กำลังของตัวแปรเป็น 1 ตัวแปรอาจปรากฎเพียงข้างใดข้างหนึ่งของเครื่องหมาย “ = ” หรือ ปรากฏทั้งสองข้างแต่เมื่อจัดรูปให้อยู่ในรูปผลสำเร็จโดยมี x เป็นตัวแปร a , b เป็นค่าคงตัว และ a 0 จะอยู่ในรูปแบบสมการเป็น


ax + b = 0


สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว จะมีค่าคำตอบเพียงค่าเดียวเท่านั้น คือ จำนวนที่เมื่อนำไปแทนค่าตัวแปรในสมการแล้วทำให้สมการนั้นเป็นจริง บางครั้งจะเรียกคำตอบของสมการว่า รากของสมการ
คำสั่งของโจทย์ประเภทนี้มักใช้คำว่า จงแก้สมการ จงหาค่า x (ตัวแปรในสมการ) จงหารากของสมการหรือจงหารคำตอบของสมการ
สมการ 2 สมการจะสมมูลกันก็ต่อเมื่อคำตอบของสมการ ทั้งสองต้องเท่ากัน


1. การแก้สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การแก้สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว ต้องอาศัยสมบัติการเท่ากันของจำนวนที่ว่า จำนวน 2 จำนวน ที่เท่ากันเมื่อเพิ่มหรือตัดออกเท่ากันย่อมเท่ากัน
ตัวอย่างที่ 1 จงหาคำตอบของสมการ 2x – 5 = 8
วิธีทำ จากสมการ 2x – 5 = 8
จะได้ 2x – 5 + 5 = 8+5 (นำ 5 ไปบวกทั้งสองข้าง)
x + 7 = 9
จะได้ x + 7 – 7 = 9 –7 (นำ -7 ไปบวกทั้งสองข้าง)
3x = 15
1/3* 3x = 15*1/3 (นำ 1/3 ไปคูณทั้งสองข้าง)
(1)x = 5
x = 5นั่นคือ x = 5


2. โจทย์สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
โจทย์ประเภทนี้จะมีข้อความที่ไม่ทราบค่าปรากฏอยู่ และข้อความที่เกี่ยวข้องกับข้อความอื่น ๆ อีกหลายข้อความในโจทย์นั้น ซึ่งอาจมีความสัมพันธ์กับข้อความนั้น ๆ โดยตรงหรือโดยอ้อม การแก้ปัญหาเกี่ยวกับโจทย์สมการก็คือการหาคำตอบของโจทย์นั่นเอง โดยวิธีการกำหนดตัวแปรแทนข้อความที่ไม่ทราบค่านั้น (นิยมใช้ x เป็นตัวแปร) แล้วเขียนข้อความอื่น ๆ ในรูปของ x นี้ สร้างสมการขึ้นมา


ตัวอย่างเช่น ก มีเงินมากกว่า ข อยู่ 12 บาท ก กับ ข มีเงินรวมกัน 88 บาท ก มีเงินเท่าไหร่
วิธีทำ ให้ ก มีเงิน x บาท จะได้ ข มีเงิน x – 12 บาท
ก และ ข มีเงินรวมกัน 88 บาท
สมการคือ
x + (x-12)=88
            2x=88+12
            2x=100
              x=100/2
              x=50


นั่นคือ ก มีเงิน 50 บาท


3. อสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
นิยาม 2
อสมการ เป็นประโยคสัญลักษณ์ที่มีเครื่องหมาย > , < , ≤ , ≥ หรือ ≠ เช่น 3x - 2 < 5 , 2x - 1 ≠ 8 - 5 ≤ 2x + 1 < 3 คำตอบของสมการคือ จำนวนทุกจำนวนที่นำไปแทนค่าตัวแปรในอสมการนั้น แล้วทำให้อสมการนั้นเป็นจริง อสมการที่สมมูลกัน จะต้องมีคำตอบเหมือนกันทุกค่า สมบัติเกี่ยวกับการไม่เท่ากัน สำหรับการบวก และ การคูณ จะนำมาใช้ในการแก้อสมการ ดังนี้ เมื่อกำหนด a , b , c เป็นจำนวนจริงใด ๆ 

                1.  ถ้า    a  <  b    แล้ว        a  +  c  <  b  +  c

                2.  ถ้า     a  <  b    แล้ว        a  -  b  <  0

                3.  ถ้า     a  <  b    แล้ว        ac  <  bc                      เมื่อ c  >  0

                     แต่ถ้าa  <  b   แล้ว        ac  >  bc                      เมื่อ c  <  0

      4.  ถ้า     a  >  b    แล้ว        a  +  c  >  b +  c

                5.  ถ้า     a  >  b    แล้ว        a  -  b  >  0

                6.  ถ้า     a  >  b    แล้ว        ac  >  bc      เมื่อ    c  >  0

                                                                ac  <  bc      เมื่อ    c  <  0

  ข้อควรระวัง    เมื่อนำจำนวนลบคูฯตลอดอสมการ  ต้องเปลี่ยนเครื่องหมาย  “ < ”  เป็น 

“  > ”    หรือเปลี่ยนเครื่องหมาย  “  > ”  เป็น  “ < ”

                                เช่น                        3x  -  8    <  1  +  5x

                                                                3x  -  5x  <  1  +  8

                                                                        -2x  <  9

                                นำ   -1/2  คูณตลอดอสมการ  จะได้  ;    x->2/9

ความน่าจะเป็น

ความน่าจะเป็น (Probability)
ประวัติ
ทฤษฎีความน่าจะเป็นเริ่มมาจากปัญหาของการเล่นเกมการพนัน ซึ่งเกิดจากการแก้ปัญหาของ เซอวาลิเยร์ เดอ เมเร (Chevalier de Mire) โดยนักคณิตศาสตร์ที่มีชื่อเสียงชาวฝรั่งเศา 2 ท่าน คือ ปาลกาล (Pascal) และแฟร์มมาต์ (Fermat) ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 เดอ เมเร เป็นขุนนางในราชสำนักและวงสังคมชั้นสูงของฝรั่งเศส ในสมัยนั้นมีผู้นิยมเล่นการพนันกันมาก เดอ เมเร เป็นผู้หนึ่งที่นิยมเล่นการพนันมาก ปัญหาของท่านที่นำไปถามปาสกาลจึงเป็นปัญหาที่เกี่ยวกับการเล่นการพนัน ซึ่งมีอยู่ 2 ปัญหา ความจริงหนึ่งในสองของปัญหาของ เดอ เมเร นั้นได้ปรากฏมาก่อนแล้วเมื่อปลายคริสต์ศตวรรษที่ 15 ประมาณปี ค.ศ. 1494 พาซีโอลี (Pacioli) ได้เสนอปัญหาของแต้ม ชายสองคนเล่นการพนันกัน และชายสองคนนี้มีฝีมือเท่าเทียมกัน แต่ต้องเลิกเล่นกลางคันก่อนที่จะมีคนชนะ ถ้าทราบจำนวนของแต้มที่กำหนดไว้ว่าจะชนะ และทรายจำนวนเต็มที่ทำให้ของแต่ละคน ปัญหาคือ จะแบ่งเงินพนันกันอย่างไร ปัญหานี้เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย และมีนักคณิตศาสตร์หลายท่านรวมทั้ง คาร์ดาโน (F.Cardano, ค.ศ. 1444-1524 และทาร์ทาเกลีย (N.Tartaglia, ค.ศ. 1506-1557) ที่พยายามหาคำตอบแต่ได้ผลที่ไม่ดีนัก และปัญหานี้ถูกนำเสนอให้ปาสกาล โดยเดอ เมเร ในคริสต์ศตวรรษที่ 17 ปาลกาลให้ความสนใจกับปัญหานี้มาก และท่านได้นำไปถ่ายทอดให้แฟร์มาต์

ความหมาย
ในชีวิตประจำวันทุกคนเคยได้ยินคำว่า ความน่าจะเป็น หรือ โอกาส เช่น โอกาสที่ฝนจะตกวันนี้มีมาก ความน่าจะเป็นนี้สามารถไปใช้ช่วยในการตัดสินในเกี่ยวกับเหตุการณ์ต่าง ๆ ได้ถูกต้องมากขึ้น เช่น วันนี้ควรจะเตรียมร่มหรือเสื้อกันฝนเวลาออกนอกบ้าน หรือไม่เมื่อมองดูท้องฟ้าแล้วมืดครึ้ม แสดงว่าโอกาสที่ฝนจะตกวันนี้มีมาก ดังนั้นจึงควรเตรียมอุปกรณ์ที่จะกันฝนได้ไปด้วย อาจจะเป็นร่ม หรือเสื้อกันฝนก็ได้

การทดลองสุ่ม (Random Experiment) และ เหตุการณ์ (Events)
การทดลองสุ่ม (Random Experiment)
การทดลองสุ่ม คือ การทดลองซึ่งทราบว่าผลลัพธ์จะเป็นอะไรได้บ้าง แต่ไม่สามารถบอกได้อย่างถูกต้องแน่นอนว่าในแต่ละครั้งที่ทดลองผลที่เกิดขึ้น จะเป็นอะไร จากเหตุผลทั้งหมดที่เป็นไปได้เหล่านั้น ตัวอย่างเช่น
1. การโยนเหรียญบาท 1 เหรียญ 1 ครั้ง ผลที่จะเกิดขึ้นได้ คือ ขึ้นหัว หรือ ขึ้นก้อย
ดังนั้น ผลลัพธ์ทั้งหมดที่จะเกิดขึ้นคือ หัว ก้อย ผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นได้ คือหน้าหัว หรือ หน้าก้อย
2. การทดลองลูกเต๋า 1 ลูก 1 ครั้ง แต้มที่จะเกิดขึ้นได้ คือ แต้ม 1, 2, 3, 4, 5 หรือ 6 ซึ่งไม่สามารถบอกได้ว่าจะเป็นแต้มอะไรใน 6 แต้มนี้
ดังนั้นผลลัพธ์ทั้งหมดที่จะเกิดขึ้นคือ 1, 2, 3, 4, 5, 6
3. การหยิบลูกปิงปอง 1 ลูก จากกล่อง ซึ่งมี 5 ลูก 5 สี ดังรูป ลูกปิงปองที่หยิบได้อาจจะเป็น ลูกปิงปองสีขาว ฟ้า แดง เขียว หรือส้ม

ตัวอย่างการทดลองสุ่ม
1. ในการโยนเหรียญบาท 1 เหรียญ 1 ครั้ง
ผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นได้ คือหน้าหัว หรือ หน้าก้อย

2. ในการทอดลูกเต๋า 1 ลูก 1 ครั้ง
ผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นได้ คือ แต้ม 1,2,3,4,5

เหตุการณ์ (Events)
เหตุการณ์ (Events) คือ ผลลัพธ์ที่เราสนใจจากการทดลองสุ่ม นิยมใช้ตัวอักษรภาษาอังกฤษ ตัวพิมพ์ใหญ่แทนเหตุการณ์ ตัวอย่าง เช่น

1. โยนเหรียญบาท 1 เหรียญ 2 ครั้งจงหาผลลัพธ์ของเหตุการณ์ที่จะออกหัวอย่างน้อย 1 ครั้ง
ผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นจากการทดลองสุ่ม มี 4 แบบ คือ HH, HT, TH และ TT
ผลลัพธ์ของ เหตุการณ์ที่จะออกหัวอย่างน้อย 1 ครั้ง มี 3 แบบ คือ HH, HT และ TH

2. ในการทอดลูกเต๋า 1 ลูก 1 ครั้งต้องการให้เกิดแต้มคู่
ผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นได้ จากการทดลองสุ่ม มี 6 แบบ คือ 1, 2, 3, 4, 5 และ 6ผลลัพธ์ของเหตุการณ์ที่ต้องการให้เกิดแต้มคู่มี 3 แบบ คือ 2 , 4 และ 6

ตัวอย่างเหตุการณ์
1. ในการโยนเหรียญ 1 เหรียญ 2 ครั้ง ต้องการหน้าหัวอย่างน้อย 1 ครั้ง
ผลลัพธ์ของ เหตุการณ์ที่จะออกหัวอย่างน้อย 1 ครั้ง มี 3 แบบ คือ HH, HT และ TH

2. ในการทอดลูกเต๋า 1 ลูก 1 ครั้ง ต้องการให้เกิดแต้มคู่
ผลลัพธ์ ที่เกิดขึ้น คือ 2, 4, 6

ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์
ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ คือ จำนวนที่แสดงให้ทราบว่าเหตุการณ์ใดเหตุการณ์หนึ่งมีโอกาสเกิดขึ้น มากหรือน้อยเพียงใด ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ใด ๆ เท่ากับอัตราส่วนของจำนวนเหตุการณ์ที่เราสนใจ (จะให้เกิดขึ้นหรือไม่เกิดขึ้นก็ได้) ต่อจำนวนผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นได้ เมื่อผลทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นจากการทดลองสุ่มแต่ละตัวมีโอกาสเกิดขึ้นได้เท่าๆ กัน
กำหนดให้ E แทน เหตุการณ์ที่เราสนใจ
P(E) แทน ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์
n(E) แทน จำนวนสมาชิกของเดหตุการณ์
S แทน ผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นได้
n(S) แทน จำนวนสมาชิกของผลลัพธ์ทั้งหมดที่อาจจะเกิดขึ้นได้

คุณสมบัติของความน่าจะเป็นของเหตุการณ์
1. ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ใดๆ มีค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1
2. ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นแน่นอน เท่ากับ 1
3. ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่ไม่มีโอกาสเกิดขึ้นเท่ากับ 0

ตัวอย่างความน่าจะเป็นของเหตุการณ์
1. การโยนเหรียญบาท 3 เหรียญพร้อมกัน 1 ครั้ง จงหาความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่ขึ้นหน้าก้อย อย่างน้อย 2 เหรียญ
ให้ H แทน หัว T แทน ก้อย การโยนเหรียญบาท 3 เหรียญ พร้อมกัน 1 ครั้ง ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นมี 8 แบบ
คือ HHH, HHT, HTH, HTT, THH, THT, TTH และ TTT แต่บอกไม่ได้แน่นอนว่าเมื่อโยนเหรียญแล้วจะขึ้นหน้าใด ถ้าเหตุการณ์ที่เราสนใจ คือ ขึ้นหน้าก้อยอย่างน้อย 2 เหรียญ ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้น มี 4 แบบ คือ HTT, THT, TTH และ TTT ดังนั้นความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่ขึ้นหน้าก้อยอย่างน้อย 2 เหรียญ

2. การหยิบลูกปิงปอง 1 ลูก 1 ครั้ง จากกล่องใบหนึ่งมีลูกปิงปองสีแดง 4 ลูก สีขาว 4 ลูก สีน้ำเงิน 3 ลูก สีเขียว 3 ลูก และสีส้ม 6 ลูก ปะปนกันอยู่ ด.ญ.สุรีย์พรสุ่มหยิบลูกปิงปองจากกล่องใบนี้ขึ้นมา 1 ลูก จงหาความน่าจะเป็นที่จะหยิบได้ลูกปิงปองสีส้ม
จากโจทย์ เราสามารถหาผลลัพธ์ที่อาจจะเกิดขึ้นได้จากการทดลองสุ่ม หยิบลูกปิงปองทั้ง 5 สี จากกล่องใบนี้มา 1 ลูก
คือ 4 + 4 + 3 + 3 + 6 = 20 ลูก ดังนั้นจำนวนสมาชิกทั้งหมดเท่ากับ 20 หรือ n(S) = 20
ให้ E แทนเหตุการณ์ที่ ด.ญ.สุรีย์พร สุ่มหยิบลูกปิงปอง 1 ลูก จากกล่องที่มีลูกปิงปอง สีส้ม 6 ลูก จะได้ n(E) = 6

ความน่าจะเป็นกับการตัดสินใจ
จากการศึกษาเรื่องความน่าจะเป็นสามารถช่วยให้เรารู้ว่าเหตุการณ์ที่พิจารณา อยู่นั้นมีโอกาสเกิดขึ้นมากน้อยเพียงใด แต่บางเหตุการณ์ความรู้ เรื่องความน่าจะเป็นเพียงอย่างเดียว อาจไม่เพียงพอที่จะช่วยเราตัดสินใจได้ จำเป็นจะต้องหาองค์ประกอบอื่นมาช่วยในการตัดสินใจด้วย ซึ่งองค์ประกอบหนึ่ง คือ ผลตอบแทนของการเกิดเหตุการณ์นั้น ในทางสถิติได้นำความน่าจะเป็นของเหตุการณ์และผลตอบแทนของการเกิดเหตุการณ์ นั้น พิจารณาประกอบกันเป็นค่าคาดหมาย ซึ่งหาได้จากผลรวมของผลคูณระหว่างความน่าจะเป็น ของเหตุการณ์กับผลตอบแทนของเหตุการณ์

ค่าคาดหมาย= (ผลตอบแทนที่ได้ X ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่ต้องการให้เกิดขึ้น)
+ (ผลตอบแทนที่เสีย X ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่ไม่ต้องการให้เกิดขึ้น)
โดยผลตอบแทนของเหตุการณ์อาจหมายถึง ผลตอบแทนที่ได้หรือผลตอบแทนที่เสีย เช่น ในการโยนเหรียญหัว ก้อย ถ้าออกหัวผู้เล่นจะได้เงิน 2 บาท แต่ถ้าออกก้อยผู้เล่นจะต้องเสียเงิน 3 บาท แสดงว่า เงิน 2 บาทที่ผู้เล่นจะได้รับเป็นผลตอบแทนที่ได้ แทนด้วย +2 และเงิน 3 บาทที่ผู้เล่นจะต้องเสียเป็นผลตอบแทนที่เสียซึ่งแทนด้วย -3
ตัวอย่างความน่าจะเป็นกับการตัดสินใจ เช่น สลากกินแบ่งรัฐบาล

สถิติ

สถิติ
สถิติเบื้องต้น
สถิติเบื้องต้น ข้อมูลสถิติหรือข้อมูล หมายถึง ข้อเท็จจริงของเรื่องใดเรื่องหนึ่งที่เราสนใจจะศึกษา ซึ่งอาจจะเป็นตัวเลขหรือข้อความก็ได้
- จำนวนคนที่เป็นโรคหัวใจในแต่ละเดือน
- ปริมาณการส่งออกข้าวของประเทศไทยในปีนี้เพิ่มขึ้นจากปีที่แล้ว
การจำแนกข้อมูล
1. ข้อมูลที่จำแนกตามลักษณะของข้อมูล แบ่งเป็น 2 ประเภท
1.1 ข้อมูลเชิงปริมาณ คือข้อมูลที่ใช้แทนขนาดหรือปริมาณวัดออกมาเป็นค่าตัวเลขที่สามารถนำมาใช้เปรียบเทียบขนาดได้โดยตรง
1.2 ข้อมูลเชิงคุณภาพ คือข้อมูลที่ไม่สามารถวัดออกมาเป็นค่าตัวเลขโดยตรงได้ แต่วัดออกมาในเชิงคุณภาพได้ เช่น เพศของสมาชิกในครอบครัว ซึ่งการวิเคราะห์ข้อมูลประเภทนี้ ส่วนใหญ่ทำโดยการนับจำนวนจำแนกตามลักษณะเชิงคุณภาพ

2. ข้อมูลจำแนกตามวิธีการเก็บรวบรวม
2.1 ข้อมูลปฐมภูมิ คือ ข้อมูลที่ได้จากการรวบรวมจากผู้ที่ให้ข้อมูลหรือแหล่งที่มาโดยตรง
2.1.1 การสำมะโน คือ การเก็บรวบรวมข้อมูลจากทุกหน่วยของประชากรที่ต้องการศึกษา
2.1.2 การสำรวจจากกลุ่มตัวอย่าง คือ การเก็บรวบรวมข้อมูลที่ประกอบด้วยตัวแทนจากทุกลักษณะของประชากรที่ต้องการศึกษาในทางปฏิบัติ ไม่ว่าจะทำการสำมะโนหรือการสำรวจ นิยมปฏิบัติอยู่ 5 วิธี คือ
1. การสัมภาษณ์ นิยมใช้กันมาก เพราะจะได้คำตอบทันที นอกจากนี้หากผู้ตอบไม่เข้าใจก็สามารถอธิบายเพิ่มเติมได้ แต่ผู้สัมภาษณ์ต้องซื่อสัตย์ และเข้าใจจุดมุ่งหมายของการเก็บข้อมูลอย่างแท้จริง
2. การแจกแบบสอบถาม วิธีนี้ประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายมาก สะดวกและสบายใจต่อการตอบแบบสอบถาม แต่ก็มีข้อเสียหลายประการ เช่น ต้องใช้ในเฉพาะผที่มีการศึกษา มีไปรษณีย์ไปถึง คำถามต้องชัดเจน อาจจะไม่ได้รับคืนตามเวลาหรือจำนวนที่ต้องการ จึงต้องส่งแบบสอบถามออกไปเป็นจำนวนมากๆ หรือไปแจกและเก็บด้วยตนเอง
3. การสอบถามทางโทรศัพท์ เป็นวิธีที่ง่าย เสียค่าใช้จ่ายน้อย ต้องเป็นการสัมภาษณ์อย่างสั้นๆ ตอบได้ทันทีโดยไม่ต้องเสียเวลาค้นหาหลักฐาน ใช้ได้เฉพาะส่วนที่มีโทรศัพท์เท่านั้น
4. การสังเกต เป็นข้อมูลที่ได้จากการสังเกตแล้วบันทึกสิ่งที่เราสนใจเอาไว้ ต้องใช้การสังเกตเป็นช่วงๆของเวลาอย่างต่อเนื่องกัน ข้อมูลจะน่าเชื่อถือได้มากน้อยขึ้นอยู่กับความเข้าใจและความชำนาญของผู้สังเกต เช่น ข้อมูลเกี่ยวกับการใช้บริการต่างๆ เช่น บริการรถโดยสาร การบริการสหกรณ์ ความหนาแน่นของการใช้ถนนสายต่างๆ เป็นต้น วิธีนี้นิยมใช้ประกอบกับการเก็บข้อมูลวิธีอื่นๆ
5. การทดลอง เป็นการเก็บรวบรวมข้อมูลที่มีการทดลอง ซึ่งมักจะใช้เวลาในการทดลองนานๆ ทำซ้ำๆ

2.2 ข้อมูลทุติยภูมิ คือ ข้อมูลที่ต้องเก็บรวบรวมจากผู้ที่ให้ข้อมูล หรคือแหล่งที่มาโดยตรง แต่ได้จากข้อมูลที่มีผู้อื่นเก็บรวบรวมไว้แล้ว
3. วิธีการเก็บรวบรวมข้อมูลทุติยภูมิ
แหล่งที่มาของข้อมูลทุติยภูมิที่สำคัญมีอยู่ 2 แหล่ง คือ
1. รายงานต่างๆของหน่วยราชการและองค์การของรัฐบาล เช่น ทะเบียนประวัติบุคลากร ประวัติคนไข้ ทะเบียนนักเรียนนักศึกษา เป็นต้น
2. รายงานและบทความจากหนังสือ หรือรายงานจากหน่วยงานเอกชน ซึ่งจะมีการพิมพ์เผยแพร่เฉพาะในส่วนของข้อมูลที่เผยแพร่ได้ในรูปของรายงานต่างๆ

ฟังก์ชัน

ฟังก์ชัน คือ ความสัมพันธ์ซึ่งในสองคู่อันดับใดๆ ของความสัมพันธ์นั้น ถ้าสมาชิกตัวหน้าเหมือนกันแล้ว สมาชิกตัวหลังต้องไม่ต่างกัน
นั่นคือ
ถ้า (x1,y1) ∈ r และ (x1,y2) ∈ r แล้ว y1= y2
หลักในการพิจารณาว่าความสัมพันธ์เป็นฟังก์ชันหรือไม่
1. ถ้าความสัมพันธ์นั้นอยู่ในรูปแจกแจงสมาชิก ให้ดูว่าสมาชิกตัวหน้าของคู่อันดับซ้ำกันหรือไม่ ถ้าสมาชิกตัวหน้าของคู่อันดับซ้ำกัน แสดงว่าความสัมพันธ์นั้นไม่เป็นฟังก์ชัน
2. ถ้าความสัมพันธ์นั้นอยู่ในรูปของการกำหนดเงื่อนไขสมาชิก
r = {(x,y) ∈ A× B | P(x,y) } ให้แทนค่าแต่ละสมาชิกของ x ลงในเงื่อนไข P(x,y) เพื่อหาค่า y ถ้ามี x ตัวใดที่ให้ค่า y มากกว่า 1 ค่า แสดงว่าความสัมพันธ์นั้นไม่เป็นฟังก์ชัน
3. พิจารณาจากกราฟของความสัมพันธ์ โดยการลากเส้นตรงขนานกับแกน y ถ้าเส้นตรงดังกล่าวตัดกราฟของความสัมพันธ์มากกว่า 1 จุด แสดงว่าความสัมพันธ์นั้นไม่เป็นฟังก์ชัน

ฟังก์ชันจาก A ไป B
• ฟังก์ชันจาก A ไป B
f เป็นฟังก์ชันจาก A ไป B ก็ต่อเมื่อ f เป็นฟังก์ชันที่มีโดเมนคือเซต A และเรนจ์เป็นสับเซตของเซต B เขียนแทนด้วย f : A → B
• ฟังก์ชันจาก A ไปทั่วถึง B
f เป็นฟังก์ชันจาก A ไปทั่วถึง B ก็ต่อเมื่อ f เป็นฟังก์ชันที่มีโดเมนเป็นเซต A และเรนจ์เป็นของเซต B เขียนแทนด้วย f : A B
• ฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งจาก A ไป B
f เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่งจาก A ไป B ก็ต่อเมื่อ f เป็นฟังก์ชันจาก A ไป B ซึ่งถ้า y ∈ R f
แล้วมี x ∈ Df เพียงตัวเดียวเท่านั้นที่ทำให้ (x,y) ∈ f เขียนแทนด้วย f : B
หรืออาจกล่าวอย่างง่ายๆได้ว่า f เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง ก็ต่อเมื่อสำหรับ x1และ x2 ในโดเมน ถ้า
f( x1) = f( x2) แล้ว x1 = x2
• ฟังก์ชันเพิ่ม ฟังก์ชันลด
ให้ f เป็นฟังก์ชันจากสับเซตของ R× R และ A ⊂ Df
♦ f เป็นฟังก์ชันเพิ่มใน A ก็ต่อเมื่อ สำหรับสมาชิก x1 และ x2 ใดๆ ใน A

ถ้า x1 < x2 แล้ว f( x1) < f( x2) ♦ f เป็นฟังก์ชันลดใน A ก็ต่อเมื่อ สำหรับสมาชิก x1 และ x2 ใดๆ ใน A ถ้า x1 < x2 แล้ว f( x1) > f( x2)

ฟังก์ชันอินเวอร์ส
เนื่องจากฟังก์ชัน คือ รูปแบบหนึ่งของความสัมพันธ์ ดังนั้น การหาอินเวอร์สของฟังก์ชันจึงหาได้ เช่นเดียวกับการหาอินเวอร์สของความสัมพันธ์ เพียงแต่อินเวอร์สของฟังก์ชันไม่จำเป็นต้องเป็นฟังก์ชันเสมอไป

ตัวอย่างเช่น กำหนด f = {(1,2) ,(2,3) ,(3,4)}

∴f-1 = {(2,1) ,(3,2) ,(4,3)} เป็นฟังก์ชัน
กำหนด g= {(1,2) ,(2,3) ,(4,2)}

∴g-1 = {(2,1) ,(3,2) ,(2,4)} ไม่ เป็นฟังก์ชัน
เรียกอินเวอร์สของฟังก์ชันที่เป็นฟังก์ชันว่า "ฟังก์ชันอินเวอร์ส" จากตัวอย่างข้างต้นจะเห็นว่า ฟังก์ชันที่จะมีฟังก์ชันอินเวอร์สได้ จะต้องเป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง
สมบัติของฟังก์ชันอินเวอร์ส

กำหนดให้ f เป็นฟังก์ชัน
1. f - 1 เป็นฟังก์ชัน เมื่อ f เป็นฟังก์ชัน 1-1
2. Df = R f - 1 และ Rf = Df - 1

ฟังก์ชันคอมโพสิท
ให้ f และ g เป็นฟังก์ชัน และ R f ∩ Dg≠ Ø ฟังก์ชันคอมโพสิทของ f และ g เขียนแทนด้วย gof กำหนดโดย (gof)(x) = g(f(x)) สำหรับทุก x ซึ่ง f(x) ∈ Dg

ตัวอย่างที่ 1 ให้ f: A → B และ g : B → C ดังแสดงในแผนภาพ

f = {(1,5), (2,4), (3,6)} และ
g = {(4,7), (5,7), (6,8)}
(gof)(1) = g(f(1)) = g(5) = 7
(gof)(2) = g(f(2)) = g(4) = 7
(gof)(3) = g(f(3)) = g(6) = 8
∴ gof = {(1,7), (2,7), (3,8)} และ Dgof = A
ข้อสังเกต จากตัวอย่างที่ 1 จะเห็นว่าไม่มี fog เพราะ R f ∩ Dg=Ø

พีชคณิตของฟังก์ชัน
กำหนดให้ f และ g เป็นฟังก์ชันในเซตของจำนวนจริง
f + g = { (x, y) | y = f(x) + g(x) และ x ∈ D f ∩ Dg }
f - g = { (x, y) | y = f(x) - g(x) และ x ∈ D f ∩ Dg }
f · g = { (x, y) | y = f(x) · g(x) และ x ∈ D f ∩ Dg }


= { (x, y) | y = และ x ∈ D f ∩ Dg และ g(x) ≠ 0 }

จากบทนิยามจะได้ f + g (x) = f(x) + g(x) ซึ่ง x ∈ D f ∩ Dg
f - g (x) = f(x) - g(x) ซึ่ง x ∈ D f ∩ Dg
f · g (x) = f(x) · g(x) ซึ่ง x ∈ D f ∩ Dg
(x) = ซึ่ง x ∈ D f ∩ Dg และ g(x) ≠ 0

ตัวประกอบจำนวนนับและจำนวนเฉพาะ

ตัวประกอบจำนวนนับ
ตัวประกอบจำนวนนับของจำนวนใด ๆ คือ จำนวนนับทุกจำนวนที่หารจำนวนนับนั้นได้ลงตัว
ยกตัวอย่าง เช่น 24 มีตัวประกอบเป็น เท่าใด ?

วิธีคิด

>> อะไรที่หาร 24 ลงตัวบ้าง << 1 x 24 = 24 2 x 12 = 24 3 x 8 = 24 4 x 6 = 24 ดังนั้นได้ 1 , 2 , 3 , 4 , 6 , 8 , 12 , 24 เป็นตัวประกอบทั้งหมดของ 24 _______________________________________________________________________________ ตัวอย่าง จงหาตัวประกอบทั้งหมดของ 100

>> อะไรที่หาร 100 ลงตัวบ้าง << 1 x 100 = 100 2 x 50 = 100 4 x 25 = 100 5 x 20 = 100 10 x 10 = 100 ดังนั้นได้ 1 , 2 , 4 , 5 , 10 , 20 , 25 , 50 , 100 เป็นตัวประกอบทั้งหมดของ 100 จำนวนเฉพาะ

คือ จำนวนนับที่มีค่ามากกว่า 1 และมีตัวประกอบเพียง 2 ตัว คือค่าของจำนวนนับนั้น กับ 1 เท่านั้น

เรามาทำความรู้จักกับ จำนวนเฉพาะ เช่น

2 เป็นจำนวนเฉพาะ มีตัวประกอบเป็น 1 , 2 เพราะ 1 , 2 หาร 2 ลงตัว

3 เป็นจำนวนเฉพาะ มีตัวประกอบเป็น 1 , 3 เพราะ 1 , 3 หาร 3 ลงตัว

5 เป็นจำนวนเฉพาะ มีตัวประกอบเป็น 1 , 5 เพราะ 1 , 5 หาร 5 ลงตัว

7 เป็นจำนวนเฉพาะ มีตัวประกอบเป็น 1 , 7 เพราะ 1 , 7 หาร 7 ลงตัว

11 เป็นจำนวนเฉพาะ มีตัวประกอบเป็น 1 , 11 เพราะ 1 , 11 หาร 11 ลงตัว

13 เป็นจำนวนเฉพาะ มีตัวประกอบเป็น 1 , 11 เพราะ 1 , 13 หาร 13 ลงตัว

ดังนั้น พอจะสรุปได้ว่า จำนวนเฉพาะของจำนวนใด ๆ จะมีจำนวนนั้น และ 1 ที่หารลงตัว

จากความรู้ เราจะสามารถ แจกแจงจำนวนเฉพาะ จาก 1 ถึง 100 ได้ดังรูป

- ตัวเลข สีแดงเป็นจำนวนเฉพาะ

สังเกตุ เมื่ิทำแถว 6 หลักจำนวนเฉพาะจะอยู่ในแนวใกล้เคียงกัน จำง่าย ไว้ใช้งาน

การแยกตัวประกอบ
การแยกตัวประกอบ คือการเขียนจำนวนนับให้อยู่ในรูป ผลคูณของจำนวนเฉพาะ

เรามีวิธี หา การแยกตัวประกอบหลายวิธี เช่น

1. วิธีการหารสั้น

ตัวอย่าง แยกตัวประกอบของ 144

2 ) 144

2 ) 72

2 ) 36

2 ) 18

2 ) 9

3

ดังนั้นเราจะได้ว่า ตัวประกอบของ 144 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 3

=

2. วิธีเขียนแผนภูมิต้นไม้

ตัวอย่าง แยกตัวประกอบของ 10

พิจารณาจาก 10 = 2 x 5

สามารถ เขียนเป็น แผนภูมิต้นไม้

ตัวประกอบของ 10 = 2 x 5


ขอขอบคุณที่มาจาก http://www.goonone.com/index.php/2010-05-06-09-30-18

ตรรกศาสตร์

ประพจน์
ประพจน์ คือ ประโยค หรือข้อความที่อยู่ในรูปแบบประโยคบอกเล่า หรือประโยคปฏิเสธ ที่เป็นจริงหรือเป็นเท็จอย่างใดอย่างหนึ่ง
ตัวอย่างเช่น
• เชียงใหม่เป็นจังหวัดทางภาคใต้ → เป็นประพจน์ เพราะเป็นประโยคบอกเล่าที่เป็นเท็จ
• ใครทำจานแตก → ไม่เป็นประพจน์ เพราะเป็นประโยคคำถามและบอกไม่ได้ว่าเป็นจริงหรือเท็จ
• -1 ไม่เป็นจำนวนเต็มบวก → เป็นประพจน์ เพราะเป็นประโยคปฏิเสธที่มีค่าความจริงเป็นจริง
นั่นคือ ประโยคคำถาม คำสั่ง ขอร้อง คำอุทาน หรือประโยคที่ไม่สามารถระบุค่าความจริงได้ ไม่เป็นประพจน์
กำหนดให้ p และ q เป็นประพจน์ใดๆ
เราสามารถเชื่อมประพจน์ทั้งสองเข้าด้วยกันได้ โดยอาศัยตัวเชื่อมประพจน์ดังต่อไปนี้
1.ตัวเชื่อมประพจน์ "และ"
การเชื่อม p และ q เข้าด้วยกันด้วยตัวเชื่อมประพจน์ "และ" สามารถเขียนแทนได้ด้วยสัญลักษณ์ p ∧ q ซึ่งจะมีค่าความจริงเป็นจริง (T) เมื่อ p และ q มีค่าความจริงเป็นจริง (T) ทั้งคู่ นอกนั้นมีค่าความจริงเป็นเท็จ (F)
2.ตัวเชื่อมประพจน์ "หรือ"
การเชื่อม p และ q เข้าด้วยกันด้วยตัวเชื่อมประพจน์ "หรือ" สามารถเขียนแทนได้ด้วยสัญลักษณ์ p ∨q ซึ่งจะมีค่าความจริงเป็นเท็จ (F) เมื่อ p และ q มีค่าความจริงเป็นเท็จ (F) ทั้งคู่ นอกนั้นมีค่าความจริงเป็นจริง (T)
3.ตัวเชื่อมประพจน์ "ถ้า...แล้ว"
การเชื่อม p และ q เข้าด้วยกันด้วยตัวเชื่อมประพจน์ "ถ้า...แล้ว" สามารถเขียนแทนได้ด้วยสัญลักษณ์ p → q ซึ่งจะมีค่าความจริงเป็นเท็จ (F) เมื่อ p เป็นจริง (T) และ q เป็นเท็จ (F) นอกนั้นมีค่าความจริงเป็นจริง (T)
4.ตัวเชื่อมประพจน์ "ก็ต่อเมื่อ"
การเชื่อม p และ q เข้าด้วยกันด้วยตัวเชื่อมประพจน์ "ก็ต่อเมื่อ" สามารถเขียนแทนได้ด้วยสัญลักษณ์ p ⇔ q ซึ่งจะมีค่าความจริงเป็นจริง (T) เมื่อ p และ q มีค่าความจริงตรงกัน และจะมีค่าความจริงเป็นเท็จ (F) เมื่อ p และ q มีค่าความจริงตรงข้ามกัน
5.นิเสธของประพจน์
นิเสธของประพจน์ใดๆ คือ ประพจน์ที่มีค่าความจริงตรงกันข้ามกับประพจน์นั้นๆ และสามารถเขียนแทนนิเสธของ p ได้ด้วย ~p

ประพจน์ที่สมมูลกันและประพจน์ที่เป็นนิเสธกัน
ประพจน์ที่สมมูลกัน
ประพจน์ 2 ประพจน์จะสมมูลกัน ก็ต่อเมื่อ ประพจน์ทั้งสองมีค่าความจริงเหมือนกัน ทุกกรณีของค่าความจริงของประพจน์ย่อย
ตัวอย่างประพจน์ที่สมมูลกันที่ควรทราบ มีดังนี้

p ^ qสมมูลกับq ^ p

p v qสมมูลกับq v p

(p ^ q) ^ rสมมูลกับp ^(q ∧ r)

(p v q) v rสมมูลกับp v (q ^ r)

p ^(q v r)สมมูลกับ(p v q) ∨ ( p v r)

p v (q ^ r)สมมูลกับ(p v q) ∧ ( p v r)

p → qสมมูลกับ~p v q

p → qสมมูลกับ~q → ~p

p v qสมมูลกับ(p → q) ∧ (q → p)

ประพจน์ที่เป็นนิเสธกัน
ประพจน์ 2 ประพจน์เป็นนิเสธกัน ก็ต่อเมื่อ ประพจน์ทั้งสองมีค่าความจริงตรงข้ามกันทุกกรณีของค่าความจริงของประพจน์ย่อย
ตัวอย่างประพจน์ที่เป็นนิเสธกันที่ควรทราบ มีดังนี้

~(p ^ q)สมมูลกับ~p v ~q

~(p v q)สมมูลกับ~p ^ ~q

~(p → q)สมมูลกับp ^ ~q

~(p v q)สมมูลกับ(p v ~q) ∨(q v ~p)

~(p v q)สมมูลกับ(p ^~q) ∨ ( q ^~p)

พิสูจน์

จะเห็นว่า p v q สมมูลกับ q v p
~(p v q) สมมูลกับ ~p v ~q เป็นนิเสธของ p ^ q

สัจนิรันดร์
ประพจน์ที่เป็นสัจนิรันดร์ คือ ประพจน์ที่มีค่าความจริงเป็นจริง ทุกกรณีของประพจน์ย่อย
ตัวอย่างประพจน์ที่เป็นสัจนิรันดร์ที่ควรทราบ มีดังนี้
p ∨ ~q [ ~p ∧ ( p ∨ q)] → q
~(p ∧ ~q) [ ( p → q) ∧ ~q ] → ~p
(p ∧ q) → p (p ∧ q) ⇔ (q ∧ p)
(p ∧ q) → q (p ∨ q) ⇔ (q ∨ p)
p → (p ∨ q) (p → q) ⇔ (~p ∨ q)
q → (p ∨ q) (p → q) ⇔ (~q → ~p)
[ p ∧ ( p → q)] → q (~p ∨ q) ⇔ (~q → ~p)
[ ~p ∧ ( p → q)] → ~q ( p ⇔ q) ⇔ [(p → q) ∧ (q → p)]
ข้อสังเกต ประพจน์ที่สมมูลกัน เมื่อนำมาเชื่อมด้วยตัวเชื่อม ⇔ จะได้ประพจน์ใหม่ซึ่งเป็นสัจนิรันดร์ นั่นคือ ถ้า A และ B สมมูลกันแล้ว A ^ B เป็นสัจนิรันดร์

พิสูจน์

ประโยคเปิดและตัวบ่งปริมาณ

ประโยคเปิด
บทนิยาม
ประโยคเปิด คือ ประโยคบอกเล่า หรือประโยคปฏิเสธที่ประกอบด้วยตัวแปรทำให้ไม่เป็นประพจน์ และเมื่อแทนที่ตัวแปรด้วยสมาชิกในเอกภพสัมพัทธ์แล้วจะได้ประพจน์
เราสามารถเขียนแทนประโยคเปิดที่ประกอบด้วยตัวแปร x ด้วยสัญลักษณ์ P(x) หรือ Q(x) และเขียนแทนประโยคเปิดที่ประกอบด้วยตัวแปร x และ y ด้วยสัญลักษณ์ P(x,y) หรือ Q(x,y)

ตัวอย่างเช่น
• เขาเป็นคนดี ⇒ เป็นประโยคเปิดที่ประกอบด้วยตัวแปร “เขา”

• x > 3 ⇒ เป็นประโยคเปิดที่ประกอบด้วยตัวแปร “x”

ตัวบ่งปริมาณ

ตัวบ่งปริมาณ เป็นตัวระบุจำนวนสมาชิกในเอกภพสัมพัทธ์ที่ทำให้ประโยคเปิดกลายเป็นประพจน์ ตัวบ่งปริมาณมี 2 ชนิด คือ

1. ตัวบ่งปริมาณที่กล่าวถึง “สมาชิกทุกตัวในเอกภพสัมพัทธ์”

ซึ่งเขียนแทนได้ด้วยสัญลักษณ์ “∀” อ่านว่า”สำหรับสมาชิก x ทุกตัว”

2. ตัวบ่งปริมาณที่กล่าวถึง “สมาชิกบางตัวในเอกภพสัมพัทธ์

ซึ่งเขียนแทนได้ด้วยสัญลักษณ์ “∃” อ่านว่า “สำหรับสมาชิก x บางตัว”

ค่าความจริงของประพจน์ที่มีตัวบ่งปริมาณ

1. Ex[P(x)] มีค่าความจริงเป็นจริง เมื่อ x ทุกตัวในเอกภพสัมพัทธ์ทำให้ P(x) เป็นจริง

2. Ax[P(x)] มีค่าความจริงเป็นเท็จ เมื่อมี x อย่างน้อย 1 ตัวที่ทำให้ P(x) เป็นเท็จ

3. Ex[P(x)] มีค่าความจริงเป็นจริง เมื่อมี x อย่าน้อย 1 ตัวที่ทำให้ P(x) เป็นจริง

4. Ax[P(x)] มีค่าความจริงเป็นเท็จ เมื่อไม่มี x ใดๆ ในเอกภพสัมพัทธ์ที่ทำให้ P(x) เป็นจริง

นิเสธของประพจน์ที่มีตัวบ่งปริมาณ

~Ax[P(x)] สมมูลกับEx[~P(x)]
~Ex[P(x)] สมมูลกับAx[~P(x)]
~Ax[~P(x)] สมมูลกับEx[P(x)]
~Ex[~P(x)] สมมูลกับAx[P(x)]

ตัวอย่างเช่น
• Ax[x < 0] เมื่อ u = เซตของจำนวนเต็ม มีค่าความจริงเป็นเท็จ เพราะเมื่อแทน x เป็นจำนวนเต็มบวกและศูนย์ จะทำให้ x < 0 เป็นเท็จ • Ax[x < 0]เมื่อ u = เซตของจำนวนเต็ม มีค่าความจริงเป็นจริง เพราะเมื่อแทน x เป็นจำนวนเต็มลบ จะทำให้ x < 0 เป็นจริง การอ้างเหตุผล
การอ้างเหตุผล คือ การอ้างว่า "สำหรับเหตุการณ์ P1, P2,..., Pn ชุดหนึ่ง สามารถสรุปผลที่ตามมา C ได้"
การอ้างเหตุผลประกอบด้วย 2 ส่วน คือ
1. เหตุ หรือสิ่งที่กำหนดให้
2. ผล หรือสิ่งที่ตามมา
สำหรับการพิจารณาว่า การอ้างเหตุผลนั้นสมเหตุสมผลหรือไม่นั้นพิจารณาได้จากประพจน์ ( P1 ∧ P2 ∧ ... Pn) → C ถ้าประพจน์ดังกล่าวมีค่าความจริงเป็นจริงเสมอ (เป็นสัจนิรันดร์) เราสามารถสรุปได้ว่าการอ้างเหตุผลดังกล่าวเป็นการอ้างที่สมเหตุสมผล
ตัวอย่างเช่น เหตุ 1. p → q
2. p
ผล q

ขอขอบคุณที่มาจากhttp://www.thaigoodview.com/library/contest2551/math04/07/2/BasicMathForM4/index.html

การบวกเลข

การบวก คือกระบวนการทางคณิตศาสตร์โดยการรวมสิ่งของเข้าด้วยกัน เครื่องหมายบวก (+) ถูกใช้แทนความหมายของการบวกจำนวนหลายจำนวน จากตัวอย่างภาพทางขวา แอปเปิล 3 + 2 ผล

3 + 2 = 5 ผล
หมายความว่ามีแอปเปิล 3 ผลกลุ่มหนึ่ง และมีแอปเปิล 2 ผลอีกกลุ่มหนึ่ง ซึ่ง 3 + 2 = 5 ดังนั้นจึงเหมือนกับว่ามีแอปเปิล 5 ผล นอกจากการนับจำนวนแล้ว การบวกสามารถนำเสนอได้โดยการรวมกลุ่มปริมาณทางรูปธรรมหรือนามธรรมอื่นๆ โดยใช้ประเภทที่แตกต่างกันของจำนวน เช่น จำนวนลบ เศษส่วน จำนวนตรรกยะ เวกเตอร์ ฯลฯ
ในฐานะของการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ การบวกดำเนินตามแบบแผนที่สำคัญบางประการ เช่นการบวกมีสมบัติการสลับที่ หมายความว่าลำดับของการบวกนั้นไม่สำคัญ และการบวกมีสมบัติการเปลี่ยนหมู่ นั่นคือเราสามารถบวกกันได้มากกว่าสองจำนวน (ดูเพิ่มที่ ผลรวม) การบวกซ้ำๆ ด้วย 1 มีความหมายเหมือนการนับ ในขณะที่การบวกด้วย 0 จะไม่ทำให้จำนวนเปลี่ยนแปลง นอกจากนี้การบวกยังคล้อยตามกฎเกณฑ์ที่ทำนายได้ เกี่ยวกับการดำเนินการที่เกี่ยวข้องเช่นการลบและการคูณ กฎเกณฑ์ทั้งหมดเหล่านี้สามารถพิสูจน์ได้ โดยเริ่มต้นจากการบวกของจำนวนธรรมชาติ แล้วขยายขอบเขตออกไปยังจำนวนจริงและสูงขึ้นไป การดำเนินการทวิภาคทั่วไปที่คล้อยตามแบบแผนเหล่านี้ มีการศึกษาในพีชคณิตนามธรรม
การบวกเป็นหนึ่งในงานที่พื้นฐานที่สุดที่เกี่ยวข้องกับจำนวนตัวเลข การบวกของจำนวนน้อยๆ สามารถเรียนรู้ได้ตั้งแต่ยังเป็นเด็กเล็ก เด็กทารกอายุห้าเดือนรวมทั้งสัตว์บางชนิดก็สามารถรับรู้ว่า 1 + 1 จะได้ผลอะไร ในการเรียนระดับประถมศึกษา เด็กนักเรียนจะได้เรียนรู้การบวกจำนวนในระบบเลขฐานสิบ โดยเริ่มต้นจากจำนวนเลขหลักเดียว และพัฒนาการแก้ปัญหาในระดับที่ยากขึ้น เครื่องกลที่ช่วยคำนวณการบวกก็แตกต่างกันไปตั้งแต่ลูกคิดโบราณจนไปถึงคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ซึ่งการค้นคว้าวิจัยเกี่ยวกับการบวกที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดยังคงดำเนินมาจนถึงทุกวันนี้
สัญกรณ์และศัพทวิทยา

เครื่องหมายบวก
ปกติการบวกเขียนแทนด้วยเครื่องหมายบวก (+) ใส่ไว้ระหว่างพจน์แบบสัญกรณ์เติมกลาง ผลลัพธ์ของการบวกจะถูกแสดงด้วยเครื่องหมายเท่ากับ (=) ตัวอย่างเช่น
1 + 1 = 2 (อ่านว่า หนึ่งบวกหนึ่งเท่ากับสอง)
2 + 2 = 4
5 + 4 + 2 = 11
3 + 3 + 3 + 3 = 12 (ดูเพิ่มที่ การคูณ)

การบวกตามแนวตั้ง 5 + 12 = 17
แต่ก็มีบางสถานการณ์ที่สามารถทำให้เข้าใจได้ว่าเป็นการบวก แม้จะไม่มีเครื่องหมายบวกอยู่ก็ตาม ตัวอย่างเช่น
จำนวนตัวเลขที่เรียงกันตามแนวตั้ง ซึ่งบรรทัดล่างสุดมีขีดเส้นใต้ ปกติแล้วจำนวนจะถูกจัดวางให้ตรงหลักตามแนวตั้งเพื่อบวกเข้าด้วยกัน และผลบวกจะเขียนไว้ที่ใต้จำนวนสุดท้ายนั้น
 จำนวนเต็มที่เขียนต่อด้วยเศษส่วนทันที จะให้ผลหมายถึงสองจำนวนนั้นบวกกันเรียกว่า จำนวนคละ (mixed number) เช่น 3½ = 3 + ½ = 3.5 แต่สัญกรณ์เช่นนี้อาจทำให้เกิดความสับสนกับการคูณที่ไม่แสดงเครื่องหมาย (juxtaposition) ที่มีใช้ในบริบทอื่นๆ
จำนวนหรือวัตถุที่จะบวกเข้าด้วยกันโดยทั่วไปเรียกว่า พจน์ (term) ตัวบวก (addend) หรือ ส่วนของผลบวก (summand) ซึ่งศัพท์คำสุดท้ายนี้นำไปใช้อธิบายผลรวมของพจน์ที่เป็นพหุคูณ ผู้แต่งตำราบางท่านเรียกตัวบวกจำนวนแรกว่า ตัวตั้งบวก (augend) เนื่องจากข้อเท็จจริงในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา ผู้แต่งตำราหลายท่านไม่นับว่าจำนวนแรกในการบวกเป็น "ตัวบวก" แต่ในทุกวันนี้คำว่า "ตัวตั้งบวก" มีการใช้น้อย และทั้งสองคำก็หมายถึงตัวบวกได้เหมือนกัน
การแปลความหมาย
การบวกใช้สำหรับจำลองกระบวนการทางกายภาพได้อย่างนับไม่ถ้วน แม้แต่กรณีที่ง่ายที่สุดของการบวกจำนวนธรรมชาติ ก็มีการแปลความหมายที่เป็นไปได้มากมาย รวมไปถึงการนำเสนอด้วยภาพ
การรวมกลุ่ม

3 + 2 = 5
การแปลความหมายของการบวกในระดับเบื้องต้น สามารถแสดงได้ด้วยการรวมกลุ่มวัตถุเข้าด้วยกัน นั่นคือ
 เมื่อวัตถุสองกลุ่มหรือมากกว่าเข้ามารวมกันเป็นกลุ่มเดียว จำนวนวัตถุในกลุ่มเดียวนั้นคือผลรวมของจำนวนวัตถุของแต่ละกลุ่มในตอนแรก
การแปลความหมายเช่นนี้สามารถแสดงให้เห็นได้ด้วยภาพ ซึ่งอาจจะมีความกำกวมบ้างเล็กน้อย ความหมายนี้มีประโยชน์ต่อคณิตศาสตร์ในระดับสูงขึ้นไป โดยเฉพาะการนิยามเป็นต้น อย่างไรก็ตามการอธิบายด้วยการรวมกลุ่มอาจให้ความหมายไม่ชัดเจน เมื่อขยายการบวกออกไปบนเศษส่วนหรือจำนวนลบเป็นอาทิ
หนทางหนึ่งที่เป็นไปได้ คือการพิจารณาว่ากลุ่มของวัตถุเหล่านั้นสามารถตัดแบ่งได้โดยง่าย เหมือนกับขนมพายหรือท่อนไม้ มากกว่าเพียงแค่การรวมกลุ่มของวัตถุเข้าด้วยกัน เราสามารถนำปลายของท่อนไม้มาต่อกัน เพื่อแสดงอีกแนวความคิดหนึ่งของการบวก นั่นคือการบวกไม่ได้นับที่จำนวนท่อนไม้ แต่หมายถึงความยาวรวมของท่อนไม้
การขยายความยาว

2 + 4 = 6
การแปลความหมายอย่างที่สองของการบวก มาจากการต่อความยาวขนาดเริ่มต้น ด้วยความยาวอีกขนาดหนึ่ง นั่นคือ
 เมื่อความยาวตั้งต้นถูกขยายโดยปริมาณที่ให้มา ความยาวสุดท้ายคือผลรวมของความยาวตั้งต้นกับความยาวของส่วนที่ขยายออกไป
ผลบวกของ a + b สามารถแปลผลได้ในฐานะของการดำเนินการทวิภาค (ในความคิดทางพีชคณิต) ว่าเป็นการประสานกันระหว่าง a กับ b หรือหมายถึงการเพิ่มจาก a ไปเป็นจำนวน b สำหรับภายใต้การแปลความหมายอย่างหลัง ส่วนต่างๆ ของผลบวก a + b จึงมีบทบาทโดยไม่สมมาตร อาจมองได้ว่าเป็นการดำเนินการเอกภาค "+b" บน a และกรณีเช่นนี้จะถือว่า a เป็นตัวตั้งบวก แทนที่จะเป็นตัวบวกทั้งคู่ การมองให้เป็นการดำเนินการเอกภาคมีประโยชน์สำหรับอธิบายการลบ เพราะว่าการบวกแบบเอกภาคเป็นตัวผกผัน (inverse) ของการลบแบบเอกภาค และในทางกลับกันด้วย
สมบัติ
การสลับที่

4 + 2 = 2 + 4
การบวกมีสมบัติการสลับที่ หมายความว่าเราสามารถสลับเปลี่ยนจำนวนที่อยู่ข้างซ้ายและขวาของเครื่องหมายบวกได้ โดยผลลัพธ์ยังคงเดิม สมมติให้ a และ b เป็นจำนวนสองจำนวนใดๆ แล้ว
a + b = b + a
ข้อเท็จจริงว่าการบวกสามารถสลับที่ได้ รู้จักกันว่าเป็น กฎการสลับที่ของการบวก ซึ่งวลีนี้ได้ชี้นำว่า ยังมีกฎการสลับที่อื่นๆ อีก ตัวอย่างเช่นกฎการสลับที่ของการคูณเป็นต้น อย่างไรก็ตามการดำเนินการทวิภาคหลายชนิดก็ไม่มีสมบัติการสลับที่ อาทิการลบหรือการหาร จึงนำไปสู่ความเข้าใจผิดว่า กฎการสลับที่ นั้นไม่มีอยู่จริง
การเปลี่ยนหมู่

2 + (1 + 3) =(2 + 1) +3
อีกสมบัติหนึ่งของการบวกคือสมบัติการเปลี่ยนหมู่ ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อเราพยายามนิยามการบวกที่ซ้ำๆ กัน อย่างนิพจน์ต่อไปนี้
a + b + c
จะนิยามว่าอย่างไรระหว่าง (a + b) + c หรือ a + (b + c) ในเมื่อการบวกสามารถเปลี่ยนหมู่ได้ ดังนั้นตัวเลือกทั้งสองจึงไม่สำคัญ สำหรับสามจำนวนใดๆ a, b, c ประโยคต่อไปนี้จะเป็นจริง
(a + b) + c = a + (b + c)
ตัวอย่างเช่น (1 + 2) + 3 = 3 + 3 = 6 = 1 + 5 = 1 + (2 + 3) แต่ก็ไม่ใช่ทุกการดำเนินการจะมีสมบัติการเปลี่ยนหมู่ ดังนั้นในนิพจน์ที่มีการดำเนินการอย่างอื่นเช่นการลบ การระบุอันดับของการดำเนินการ (order of operations) จึงเป็นสิ่งที่สำคัญ
ศูนย์และหนึ่ง

5 + 0 = 5
เมื่อบวกศูนย์เข้ากับจำนวนใด ปริมาณที่ได้ก็จะไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากศูนย์เป็นสมาชิกเอกลักษณ์ของการบวก หรือเรียกได้ว่าเป็นเอกลักษณ์การบวก สำหรับค่า a ใดๆ จะได้ว่า
a + 0 = 0 + a = a
กฎนี้ปรากฏเป็นครั้งแรกในตำรา พรัหมสผุฏะ สิทธานตะ (Brahmasphuta-siddhanta) เขียนโดยพรัหมคุปตะ (Brahmagupta) เมื่อ ค.ศ. 628 ถึงแม้ว่าเขาจะเขียนกฎนี้แยกออกมาเป็นสามข้อ โดยขึ้นอยู่กับ a ว่าเป็นจำนวนลบ จำนวนบวก หรือเป็นศูนย์ และเขาใช้ถ้อยคำอธิบายแทนการใช้สัญลักษณ์
ในเวลาต่อมา มหวิระ ได้เรียบเรียงแนวความคิดนั้นเสียใหม่เมื่อประมาณ ค.ศ. 830 โดยเขียนไว้ว่า
"...ศูนย์จะทำให้ตัวอะไรก็ตามที่บวกเข้ามามีค่าเช่นเดิม..."
เทียบเท่าได้กับการดำเนินการเอกภาค 0 + a = a
และในคริสต์ศตวรรษที่ 12 ภาสกระที่ 2 ก็ได้เขียนเอาไว้ว่า
"...ในการบวกของสิ่งที่ไม่มีค่า [ศูนย์] หรือการลบของมัน ปริมาณ ไม่ว่าจำนวนบวกหรือจำนวนลบ จะยังคงเหมือนเดิม..."
เทียบเท่าได้กับการดำเนินการเอกภาค a + 0 = a
ในบริบทของจำนวนเต็ม การบวกด้วยหนึ่งจะทำให้เกิดบทบาทพิเศษ นั่นคือสำหรับจำนวนเต็ม a ใดๆ จำนวน a + 1 จะเป็นจำนวนเต็มที่น้อยที่สุดที่มากกว่า a หรือเรียกได้ว่าเป็น ตัวตามหลัง(successor) ของ a และเนื่องจากการเกิดตัวตามหลังในกรณีเช่นนี้ ผลของ a + b จึงมองได้ว่าเป็นตัวตามหลังตัวที่ b ของ a ซึ่งเกิดจากการบวกด้วยหนึ่งซ้ำๆ กัน
หน่วย
เพื่อที่จะบวกปริมาณทางกายภาพซึ่งมีหน่วยกำกับอยู่ ปริมาณเหล่านั้นจะต้องถูกทำให้อยู่ในหน่วยร่วมกันก่อน ตัวอย่างเช่น ระยะความยาว 5 ฟุต และขยายออกไปอีก 2 นิ้ว ผลบวกของความยาวคือ 62 นิ้ว เนื่องจากความยาว 60 นิ้วมีความหมายเหมือนกับความยาว 5 ฟุต ในอีกทางหนึ่ง หน่วยที่ไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้ก็จะไม่สามารถรวมกันได้ เช่นการบวกระยะทาง 3 เมตรกับพื้นที่ 4 ตารางเมตร การบวกเช่นนี้จะไร้ความหมาย การพิจารณาว่าหน่วยใดสามารถเปรียบเทียบกันได้ เป็นความรู้พื้นฐานของการวิเคราะห์มิติ (dimensional analysis)

ขอขอบคุณที่มาจาก http://th.wikipedia.org/wiki/%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%9A%E0%B8%A7%E0%B8%81