วันนี้เราจะมาดูเรื่องการแก้สมการค่าสัมบูรณ์เสร็จจากการแก้สมการและก็จะเรียนเกี่ยวกับการแก้อสมการค่าสัมบูรณ์บ้าง แต่เอาเป็นว่าต้องแก้สมการค่าสัมบูรณ์ให้เป็นก่อน ใครที่ยังไม่เข้าใจค่าสัมบูรณ์(Absolute)ให้ไปอ่านตามลิงค์ก่อนนะครับ ไปทำความเข้าใจก่อนถ้ายังไม่เข้าใจก็จะแก้สมการค่าสัมบูรณ์ไม่ได้ครับ ก่อนที่เข้าสู่เนื้อหาเรามาดูความหมายของค่าสัมบูรณ์ก่อน
ค่าสัมบูรณ์มันคือระยะทางจากจุดกำเนิดไปยังจุดที่เราสนใจ ดังนั้นเมื่อมันคือระยะทางค่าสัมบูรณ์จึงไม่มีทางติดลบครับ ดูแผนภาพประกอบครับ
เช่นจากรูป
ค่าสัมบูรณ์ของ 5 คือระยะทางจากจุดกำเนิดหรือว่าจากศูนย์ไปถึง 5 นั่นเองซึ่งระยะทางนี้มีค่าเท่ากับ 5 หน่วยดังนั้น |5|=5
ค่าสัมบูรณ์ของ -5 คือระยะทางจากศูนย์ไปถึง -5 นั่นเองซึ่งระยะทางนี้มีค่าเท่ากับ 5 หน่วยดังนั้น |-5|=-(-5)=5 ซึ่งจากตรงนี้เราจะเห็นว่าถ้าตัวที่อยู่ข้างในเครื่องหมายมันติดลบ เวลาถอดเครื่องหมายค่าสัมบูรณ์ออกมันจะเป็นบวกถ้าเราเอาลบคูณเข้าอย่างเช่น
|-4|=-(-4)=4
|-0.3|=-(-0.3)=0.3
เพราะฉะนั้นแล้วถ้า \(x<0\) คือเอ็กซ์มันติดลบเราจะได้ว่า \(|x|=-x\) นั่นเองเข้าใจไหมครับ
แต่ถ้า \(x \geq 0\) คือเอ็กซ์เป็นบวกหรือไม่ก็ศูนย์จะได้ว่า \(|x|=x\) ถอดค่าสัมบูรณ์ออกก็จะเป็นตัวมันเองครับ
เช่น |6|=6 , |0|=0 เป็นต้น เอาละอารัมภบทมากแล้วเราไปทำแบบฝึกหัดการแก้สมการค่าสัมบูรณ์กันดีกว่าครับ
แบบฝึกหัดการแก้สมการค่าสัมบูรณ์
1. จงหาเซตคำตอบของสมการต่อไปนี้
1) \(|2x+1|=5\)
วิธีทำ เราจะเห็นว่าตัวที่อยู่ข้างในเครื่องหมายค่าสัมบูรณ์ก็คือตัวนี้ \(2x+1\) มันอาจจะเป็นจำนวนบวกหรือจำนวนลบก็ได้กล่างคือ
ถ้าผมให้ x=3 ก็จะได้ 2(3)+1=7 จะเป็นจำนวนบวก แต่ถ้า
ผมให้ x=(-3) ก็จะได้ 2(-3)+1=-5 จะเป็นจำนวนลบ
ผมให้ \(x=-\frac{1}{2}\) ก็จะได้ \(2-\frac{1}{2}+1=0 \) จะเป็นศูนย์
ในเมื่อเราไม่รู้ว่าข้างในค่าสัมบูรณ์เป็นบวก เป็นลบหรือเป็นศูนย์ ดังนั้นเราต้องแบ่งกรณีในการคิดครับ
กรณีที่ 1 ถ้า \(2x+1\geq 0\) จะได้ว่า \(|2x+1|=2x+1\) เริ่มแก้สมการกันเลยเพราะถอดค่าสัมบูรณ์ออกแล้ว
\begin{array}{lcl}2x+1&=&5\\2x&=&5-1\\2x&=&4\\x&=&\frac{4}{2}\\x&=&2\end{array}
กรณีที่ 2 ถ้า \(2x+1<0\) จะได้ว่า \(|2x+1|=-(2x+1)\) เริ่มแก้สมการกันเลย
\begin{array}{lcl}-(2x+1)&=&5\\2x+1&=&-5\\2x&=&-5-1\\2x&=&-6\\x&=&-\frac{6}{2}\\x&=&-3\end{array}
ดังนั้นคำตอบที่เราได้ตอนนี้คือ \(x=2\) หรือ \(x=-3\) ยังไม่ตอบนะครับต้องตรวจคำตอบก่อนครับ
แทน x=2 ลงในสมการนี้ \(|2x+1|=5\) จะได้
\(|2(2)+1|=5\)
\(|5|=5\)
\(5=5\) สมการเป็นจริง
แทน x=-3 ลงในสมการนี้ \(|2x+1|=5\) จะได้
\(|2(-3)+1|=5\)
\(|-5|=5\)
\(5=5\) สมการเป็นจริง ดังนั้นเซตคำตอบของสมการนี้คือ \(\{2,-3\}\)
2) \(|2x-1|=x+5\)
วิธีทำ ทำเหมือนเดิมคือแบ่งออกเป็น 2 กรณีครับจะได้
กรณีที่ 1 ถ้า \(2x-1\geq 0\) จะได้ \(|2x-1|=2x-1\) เริ่มแก้สมการเลย
\begin{array}{lcl}2x-1&=&x+5\\2x-x&=&5+1\\x&=&6\end{array}
กรณีที่ 2 ถ้า \(2x-1<0\) จะได้ \(|2x-1|=-(2x-1)\) เริ่มแก้สมการเลย
\begin{array}{lcl}-(2x-1)&=&x+5\\2x-1&=&-x-5\\2x+x&=&-5+1\\3x&=&-4\\x&=&-\frac{4}{3}\end{array}
ข้อนี้ตรวจคำตอบเองในครับ
่ดังนั้นเซตคำตอบคือ \(\{-\frac{4}{3},6\}\)
3) \(|x-1|=2x-3\)
วิธีทำ ข้อนี้ผมจะไม่ทำเหมือนข้อที่ผ่านมาแล้วนะครับผมใช้สมบัติของค่าสัมบูรณ์ที่ว่า
\(|x|^{2}=x^{2}\) ก็คือยกกำลังสองแล้วเครื่องหมายค่าสัมบูรณ์หายไปดังนั้นข้อนี้จึงได้ว่า
\begin{array}{lcl}|x-1|^{2}&=&(2x-3)^{2}\\(x-1)^{2}&=&(2x-3)^{2}\\x^{2}-2x+1&=&4x^{2}-12x+9\\3x^{2}-10x+8&=&0\\(3x-4)(x-2)&=&0\end{array}
จะได้
\(3x-4=0 \rightarrow x=-\frac{4}{3}\)
หรือ
\(x-2=0 \rightarrow x=2\)
ตรวจคำตอบเองครับถ้าจะเห็นว่า \(x=-\frac{4}{3}\) ไม่ใช่คำตอบครับ ดังนั้นเซตคำตอบของสมการคือ
\(\{2\}\)