วันจันทร์ที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559

แทนแกรม


แทนแกรมคืออะไร
      ปริศนาแทนแกรม Tangram puzzle หรืออีกชื่อหนึ่งว่า ปริศนามังกร Chinese puzzle (อย่าสับสนกับสามเหลี่ยมจีนซึ่งหมายถึงสามเหลี่ยมปาสคาล) แบบมาตรฐานประกอบด้วยรูปหลายเหลี่ยมสองมิติ 7 ชิ้นส่วนด้วยกัน จุดมุ่งหมายของปริศนาแทนแกรมแตกต่างกับเกมส์ต่อจิ๊กซอว์ (Jigsaw Puzzle) ตรงที่เกมส์ต่อจิ๊กซอว์เป็นการนำชิ้นส่วนมาต่อกันได้ด้วยวิธีการต่อเพียงหนึ่งเดียวเพื่อทำให้เกิดรูปภาพขึ้นมา ในขณะที่แทนแกรมคือการนำชิ้นส่วนเรขาคณิตทั้ง 7 ชิ้นส่วนดังกล่าวมาประกอบกันเป็นรูปภาพตามจินตนาการ เมื่อ 100 ปีก่อนปริศนานี้มีชื่อเสียงควบคู่มากับลูกบาศก์รูบิกซึ่งถูกเล่นอย่างกระตือรือล้น เนื่องจากปริศนาเหล่านี้ได้สร้างความบันเทิง เครื่องมือการศึกษา หรือทฤษฎีใหม่ทางคณิตศาสตร์ อีกทั้งยังได้พัฒนาทักษะด้านการจำรูปร่าง การแก้ปัญหา และการออกแบบ ปริศนาแทนแกรมนี้ขึ้นชื่อว่าเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดทฤษฎีพีทาโกรัสในรูปแบบของอารยธรรมตะวันออก
ส่วนประกอบของแทนแกรม
       รูปแบบแทนแกรมฉบับดั้งเดิมที่ประกอบกันเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสมาตรฐาน จะพบรูปหลายเหลี่ยมทั้ง 7 ชิ้นส่วน ประกอบด้วยรูปสามเหลี่ยมมุมฉากขนาดเล็ก 2 ชิ้น รูปสามเหลี่ยมมุมฉากขนาดกลาง 1 ชิ้น รูปสามเหลี่ยมขนาดใหญ่ 2 ชิ้น      รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส 1 ชิ้น และรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานอีก 1 ชิ้น ซึ่งรูปสามเหลี่ยมขนาดกลาง รูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส และรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน ล้วนแต่มีพื้นที่เป็นสองเท่าของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากขนาดเล็ก และสามเหลี่ยมมุมฉากขนาดใหญ่แต่ละชิ้นมีพื้นที่เป็น 4 เท่าของสี่เหลี่ยมมุมฉากขนาดเล็ก อีกทั้งมุมที่เกิดขึ้นในชิ้นส่วนทั้ง 7 ชิ้นนี้ มีอยู่เพียง 3 แบบ คือ มุม 45 องศา มุม 90 องศาหรือมุมฉาก และมุม 135 องศา นอกจากนี้ในแทนแกรมฉบับดั้งเดิมที่ประกอบกันเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสมาตรฐาน จะไม่พบสมบัติสมมาตรอีกด้วย
  แทนแกรม
       กติการมาตรฐานสากลในการต่อแทนแกรม คือการเลื่อน หมุน และพลิกชิ้นส่วนทั้งเจ็ดนั้นให้เป็นภาพต่างๆ โดยอาจจะเป็น คน สัตว์ หรือสิ่งของก็ได้ การต่อภาพแทนแกรมแบบมาตรฐานนั้น จะต้องไม่มีชิ้นส่วนใดเสริมขึ้นมา หรือขาดไปจากเจ็ดชิ้นส่วนมาตรฐานจึงจะสมบูรณ์
กฏของแทนแกรม
       กติการมาตรฐานสากลในการต่อแทนแกรม คือการเลื่อน หมุน และพลิกชิ้นส่วนทั้งเจ็ดนั้นให้เป็นภาพต่างๆ โดยอาจจะเป็น คน สัตว์ หรือสิ่งของก็ได้ การต่อภาพแทนแกรมแบบมาตรฐานนั้น จะต้องไม่มีชิ้นส่วนใดเสริมขึ้นมา หรือขาดไปจากเจ็ดชิ้นส่วนมาตรฐานจึงจะสมบูรณ์
 ประวัติของแทนแกรม
      เราแน่ใจได้น้อยมากเกี่ยวกับประวัติดั้งเดิมของแทนแกรม จากการค้นหาในยุคแรก เราพบหนังสือซึ่งตีพิมพ์ในประเทศจีนในปี ค.ศ.1813 ซึ่งเขียนขึ้นใน    รัชสมัยจักรพรรดิ์เจียคิง (Jiaqing Emperor) แต่กลับพบในภายหลังว่าเวลาที่ประกาศในหนังสือเล่มนั้นเชื่อถือไม่ได้ และจากนั้นเราก็พบเอกสารเกี่ยวกับแทนแกรมนี้ในหนังสือที่จัดทำโดยประเทศญี่ปุ่นในปี ค.ศ.1742
      นักประวัติศาสตร์สันนิษฐานว่า แทนแกรมถูกคิดค้นโดยชนชาติตะวันออกก่อนศตวรรศที่ 18 แล้วจึงแผ่ขยายไปสู่ตะวันตก โดยแทนแกรมที่นำเข้าไปนั้นทำจากงาช้างบรรจุใส่ในกล่องผ้าไหม และนำไปให้เจ้าของเรือชาวอเมริกันในปี           ค.ศ.1802 แต่หลังจากนั้นได้มีแนวคิดว่านั่นไม่ใช่แทนแกรมแบบดั้งเดิม แต่ว่าแทนแกรมแบบดั้งเดิมนั้นถูกคิดค้นขึ้นในยุโรป แต่ถูกพัฒนาและได้รับความนิยมในเอเชีย โดยคนจีนอาจออกแบบให้มีความซับซ้อนและการวางแผนควบคู่ไปกับหมากรุกของตน อย่างไรก็ตามแทนแกรมได้ปรากฏอย่างแน่ชัดในยุโรปและอเมริกาในปี ค.ศ.1817 ต่อมาในปี ค.ศ.1906 นักโบราณคดีชาวเดนมาร์กได้พบตำรา Palimpsest ที่กรุงคอนสแตนติโนเปิลในตุรกี โดยเขาได้พบสูตรคณิตศาสตร์ปรากฏร่วมกับคำสวด ทำให้เขาตระหนักในความสำคัญของสิ่งที่เห็น เขาจึงบันทึกภาพของหนังสือทุกหน้า จากนั้นหนังสือได้หายสาบสูญไปจนอีก 70 ปีต่อมา หนังสือได้ปรากฏตัวในลักษณะที่สกปรก มีราขึ้น และปกขาดกระรุ่งกระริ่ง ครั้นเมื่อนักวิชาการพบว่า มันคืองานเขียนที่ว่าด้วยทฤษฎีของ Archimedes มูลค่าของตำราก็พุ่งขึ้นทันที ดังนั้นในวันที่ 29 ตุลาคม พ.ศ.2541 ที่ Christie's New York หนังสือนี้ถูกประมูลได้โดยพิพิธภันฑ์ Walters Art Museum เพื่อให้นักวิชาการใช้แสงอัลตร้าไวโอเลท และคอมพิวเตอร์อ่านคำจารึกที่เลือนรางและบางคำที่ขาดหายไป รวมทั้งแยกคำเขียนที่เป็นภาษาคณิตศาสตร์ออกจากคำเขียนที่เป็นคำศาสนา ผลปรากฏว่าในคำเขียนนั้นมีบทความคณิตศาสตร์ที่น่าตกใจหลายเรื่อง เช่น เรื่อง Combinatorics ที่ว่า ถ้ามีเงิน 1 ดอลล่าร์จะแลกเหรียญ 10,25 และ 50 เซ็นต์ได้กี่วิธี และที่น่าสนใจคือ จากรูปสามเหลี่ยมด้านไม่เท่า และสี่เหลี่ยมด้านไม่เท่า จำนวน 14 รูป ที่แสดงนี้ จะมีวิธีนำรูปเหล่านี้มาเรียงกันเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสได้กี่วิธี (คำตอบคือ 17,151 วิธี โดยคอมพิวเตอร์ของ W.Cutler) และนี่จึงเป็นความเป็นไปได้รูปแบบหนึ่งของแทนแกรมดั้งเดิมที่ต้องย้อนกลับไป 300 ปีก่อนคริสต์ศักราชเลยทีเดียว
ปัจจุบันแทนแกรมไม่ได้มีแต่เพียงแบบมาตรฐานเท่านั้น แต่ยังมีหลายรูปแบบ และแบบ และชื่อเรียกก็ต่างๆกันไป จากนี้คือตัวอย่างแทนแกรมทั้งแบบมาตรฐานและแบบอื่นๆ ยกก็  ปลายศตวรรษที่ 19 Friedrich Richter แห่งอุตสาหกรรมเยอรมัน ได้นำเกมส์ปริศนาแทนแกรมมาผลิตออกจำหน่ายภายใต้ชื่อ"The AnchorPuzzle"  และประสบความสำเร็จอย่างมาก
       ปัจจุบันแทนแกรมไม่ได้มีแต่เพียงแบบมาตรฐานเท่านั้น แต่ยังมีหลายรูปแบบ และชื่อเรียกก็ต่างๆกันไป จากนี้คือตัวอย่างแทนแกรม


วันพุธที่ 3 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2559

บิดาของคณิตศาสตร์

บิดาแห่งคณิตศาสตร์

ยูคลิด (Euclid)
         ยูคลิดเป็นนักคณิตศาสตร์ที่สำคัญ และเป็นที่รู้จักกันดี ยูคลิดเกิดที่เมืองอเล็กซานเดรีย ประเทศอิยิปต์ เมื่อราว 365 ปี ก่อนคริสตกาล เมื่อมีชีวิตอยู่จนกระ ทั่งประมาณปี 300 ก่อนคริสตกาล สิ่งที่มีชื่อเสียงคือผลงานเรื่อง The Elements หลักฐานและเรื่องราวเกี่ยวกับตัวยูคลิดยังคงสับสนเพราะมีผู้เขียนไว้หลาย รูปแบบ อย่างไรก็ตามผลงานเรื่อง The Elements ยังคงหลงเหลืออยู่จนถึงทุกวันนี้ จากหลักฐานที่สับสนทำให้สันนิษฐานที่เกี่ยวกับยูคลิดมีหลายแนวทาง เช่น ยูคลิดเป็นบุคคลที่เขียนเรื่อง The Element หรือยูคลิดเป็นหัวหน้าทีมนักคณิตศาสตร์ที่อาศัยอยู่ที่อเล็กซานเดรีย และได้ช่วยกันเขียนเรื่อง The Elements อย่างไรก็ดีส่วนใหญ่ก็มั่นใจว่ายูคลิดมีตัวตนจริง และเป็นปราชญ์อัจฉริยะทางด้านคณิตศาสตร์ที่มีชีวิตในยุคกว่า 2,000 ปี
           ผลงาน The Elements แบ่งออกเป็นหนังสือได้ 13 เล่ม ใน 6 เล่มแรกเป็นผลงานเกี่ยวกับเรขาคณิต เล่ม 7, 8 และ 9 เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับทฤษฎี ตัวเลข เล่ม 10 เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับทฤษฎีที่ว่าด้วยจำนวนอตักยะ เล่ม 11, 12 และ 13 เกี่ยวข้องกับเรื่องราว รูปเรขาคณิตทรงตันและปิดท้ายด้วยการกล่าวถึง รูปทรงหลายเหลี่ยม และข้อพิสูจน์เกี่ยวกับรูปทรงหลายเหลี่ยม
        ผลงานของยูคลิดเป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางมาก และกล่าวกันว่าผลงาน The Elements เป็นผลงานที่ต่อเนื่องและดำเนินมาก่อนแล้วในเรื่องผลงาน ของนักคณิตศาสตร์ยุคก่อน เช่น ทาลีส (Thales), ฮิปโปเครตีส (Hippocrates) และพีธากอรัส อย่างไรก็ตามหลายผลงานที่มีในหนังสือนี้เป็นที่เชื่อกันว่า เป็นบทพิสูจน์และผลงานของยูคลิดเอง ผลงานของยูคลิดที่ได้รับการนำมาจัดทำใหม่ และตีพิมพ์เผยแพร่ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1482 หลังจากนั้นมีผู้นำมาตีพิมพ์อีก มากมายนับจำนวนครั้งไม่ถ้วน








            คาร์ล ฟรีดริช เกาส์



     โยฮันน์ คาร์ล ฟรีดริช เกาส์ (เยอรมันJohann Carl Friedrich Gaußนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน เกิดเมื่อวันที่ 30 เมษายน พ.ศ. 2302 (ค.ศ. 1777) เสียชีวิต 23 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2398 (ค.ศ. 1855) เป็นหนึ่งในตำนานนักคณิตศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ (นักคณิตศาสตร์บางท่านกล่าวว่าสี่ผู้ยิ่งใหญ่ของวงการคณิตศาสตร์มี อาร์คิมิดีส นิวตัน เกาส์ และออยเลอร์) ได้รับฉายาว่า "เจ้าชายแห่งคณิตศาสตร์" (Prince of Mathematics) เนื่องจากอุทิศผลงานในทุก ๆ ด้านของคณิตศาสตร์ในยุคสมัยของเขา นอกจากนี้เกาส์ยังมีผลงานสำคัญทางด้านฟิสิกส์ โดยเฉพาะด้านดาราศาสตร์

ความหมายของคณิตศาสตร์

ความหมายของคณิตศาสตร์ 
ตั้งแต่มนุษย์เราเกิดมามองดูโลกอันสวยงาม ชีวิตของเราเริ่มเกี่ยวข้องกับคณิตศาตร์โดยที่เราไม่ทันจะรู้ตัวด้วยซ้ำว่าตัวเราไปเกี่ยวข้องได้อย่างไร ตัวเลขทางคณิตศาสตร์ได้เข้ามามีบทบาทเกี่ยวข้องในการดำรงชีวิตตั้งแต่แรกเกิด เรายังไม่ได้เข้าโรงเรียนบิดามารดา หรือญาติพี่น้องจะพร่ำสอนให้เรารู้จักกับตัวเลข เพื่อนำมาประกอบการใช้ชีวิตในวันก่อนเข้าเรียนบางครั้งมนุษย์จะเรียนรู้ตัวเลขจากธรรมชาติ สภาพแวดล้อมรอบ ๆ ตัวเราจะช่วยให้เกิดการเรียนรู้มากขึ้น
          เมื่อถึงวัยเข้าเรียนมีครู อาจารย์ สอนให้อ่านออกเสียงและเขียนหนังสือได้ สอนให้เรารู้จักตัวเลข นับตัวเลข และเขียนตัวเลขได้ พร้อมทั้งสอนให้รู้จักการบวก ลบ คูณ และหารเป็น การอ่านหนังสือได้และคิดเลขเป็นมีความสำคัญต่อมนุษย์ทุกคน  การอ่านหนังสือได้และคิดเลขเป็น มีความสำคัญต่อมนุษย์ทุกคน การอ่านหนังสือออกทำให้เป็นคนฉลาดและเรียนรู้ได้ดีขึ้น มีความรอบรู้เรื่องต่าง ๆ ที่เป็นเรื่องราวของคนในอดีตและเรื่องของคนในยุคปัจจุบัน การที่เราได้คิดได้รู้โดยเฉพาะการคิดเลขทำให้คนเรามีสติปัญญา  รู้จัการใช้ความคิด และความเข้าใจการใช้เหตุและผล   เราจะต้องอาศัยความรอบรู้และการรู้จักใช้ความคิด ควบคุ่กันไปในการประกอบอาชีพและการดำรงชีวิตอยู่ในสังคม
         การใช้ตัวอักษรและตัวเลขมีความจำเป็นอย่างมากเป็นที่ยอมรับกันมาทุกยุคทุกสมัย ในดีตประวัติศาสตร์ไทยสมัยกรุงสุโขทัย ในปี พ.ศ. 1826  กษัตริย์สมัยพ่อขุนรามคำแหงมหาราช พระองค์ได้ทรงประดิษฐ์ลายสือไท ขึ้น พระองค์ทรงประดิษฐ์ทั้งตัวอักษรและตัวเลขเป็นของเราเอง
        เราจะเห็นว่าความผูกพันกับตัวเลข การคิดเลข และการนำตัวเลข มาใช้ในชีวิตประจำวันนั้นมีมานานแล้ว จนเราไม่สามารถแยกแยะตัวเลขและการใช้ออกไปจากตัวเราได้ เราจึงมีวิวัฒนาการการใช้ตัวเลขและการคิดที่มีการพัฒนารูปแบบแนวคิดมาตลอดตามยุคตามสมัยจนถึงปัจจุบัน
        เมื่อเรารู้จักตัวเลข รู้จักการเขียน  การอ่าน การบวก การลบ การคูณ และการหารตัวเลข สิ่งดังกล่าวที่มาเกี่ยวข้องกับตัวเราเราต้องทำความสะอาดรู้จักและเข้าใจความหมายของคำต่อไปนี้
                   "คณิต" หมายถึง  การนับ การคำนวณ วิชาคำนวณ การประมาณ
                   "คณิตศาสตร์"  หมายถึง วิชาว่าด้วยการคำนวณหรือตำรา
          คณิตศาสตร์  เป็นวิชาที่มีความจำเป็นในการประกอบอาชีพ  เช่น ด้านกสิกรรม อุตสาหกรรม และพาณิชยกรรม ผู้มีอาชีพเป็นสถานปนิก วิศวกรออกแบบ และควบคุมการก่อนสร้าง นักวิทยาศาสตร์คิดค้นสิ่งแปลก ใหม่ นักเศรษฐศาสตร์มีความจำเป็นที่จะต้องมีความรู้ ความสามารถ เกี่ยวกับคณิตศาตร์ หรือตัวเลขต่าง ๆ ในการปรกอบกิจกรรมนั้น ๆ 


 ตั้งแต่มนุษย์เราเกิดมามองดูโลกอันสวยงาม ชีวิตของเราเริ่มเกี่ยวข้องกับคณิตศาตร์โดยที่เราไม่ทันจะรู้ตัวด้วยซ้ำว่าตัวเราไปเกี่ยวข้องได้อย่างไร ตัวเลขทางคณิตศาสตร์ได้เข้ามามีบทบาทเกี่ยวข้องในการดำรงชีวิตตั้งแต่แรกเกิด เรายังไม่ได้เข้าโรงเรียนบิดามารดา หรือญาติพี่น้องจะพร่ำสอนให้เรารู้จักกับตัวเลข เพื่อนำมาประกอบการใช้ชีวิตในวันก่อนเข้าเรียนบางครั้งมนุษย์จะเรียนรู้ตัวเลขจากธรรมชาติ สภาพแวดล้อมรอบ ๆ ตัวเราจะช่วยให้เกิดการเรียนรู้มากขึ้น
          เมื่อถึงวัยเข้าเรียนมีครู อาจารย์ สอนให้อ่านออกเสียงและเขียนหนังสือได้ สอนให้เรารู้จักตัวเลข นับตัวเลข และเขียนตัวเลขได้ พร้อมทั้งสอนให้รู้จักการบวก ลบ คูณ และหารเป็น การอ่านหนังสือได้และคิดเลขเป็นมีความสำคัญต่อมนุษย์ทุกคน  การอ่านหนังสือได้และคิดเลขเป็น มีความสำคัญต่อมนุษย์ทุกคน การอ่านหนังสือออกทำให้เป็นคนฉลาดและเรียนรู้ได้ดีขึ้น มีความรอบรู้เรื่องต่าง ๆ ที่เป็นเรื่องราวของคนในอดีตและเรื่องของคนในยุคปัจจุบัน การที่เราได้คิดได้รู้โดยเฉพาะการคิดเลขทำให้คนเรามีสติปัญญา  รู้จัการใช้ความคิด และความเข้าใจการใช้เหตุและผล   เราจะต้องอาศัยความรอบรู้และการรู้จักใช้ความคิด ควบคุ่กันไปในการประกอบอาชีพและการดำรงชีวิตอยู่ในสังคม
         การใช้ตัวอักษรและตัวเลขมีความจำเป็นอย่างมากเป็นที่ยอมรับกันมาทุกยุคทุกสมัย ในดีตประวัติศาสตร์ไทยสมัยกรุงสุโขทัย ในปี พ.ศ. 1826  กษัตริย์สมัยพ่อขุนรามคำแหงมหาราช พระองค์ได้ทรงประดิษฐ์ลายสือไท ขึ้น พระองค์ทรงประดิษฐ์ทั้งตัวอักษรและตัวเลขเป็นของเราเอง
        เราจะเห็นว่าความผูกพันกับตัวเลข การคิดเลข และการนำตัวเลข มาใช้ในชีวิตประจำวันนั้นมีมานานแล้ว จนเราไม่สามารถแยกแยะตัวเลขและการใช้ออกไปจากตัวเราได้ เราจึงมีวิวัฒนาการการใช้ตัวเลขและการคิดที่มีการพัฒนารูปแบบแนวคิดมาตลอดตามยุคตามสมัยจนถึงปัจจุบัน
        เมื่อเรารู้จักตัวเลข รู้จักการเขียน  การอ่าน การบวก การลบ การคูณ และการหารตัวเลข สิ่งดังกล่าวที่มาเกี่ยวข้องกับตัวเราเราต้องทำความสะอาดรู้จักและเข้าใจความหมายของคำต่อไปนี้
                   "คณิต" หมายถึง  การนับ การคำนวณ วิชาคำนวณ การประมาณ
                   "คณิตศาสตร์"  หมายถึง วิชาว่าด้วยการคำนวณหรือตำรา
          คณิตศาสตร์  เป็นวิชาที่มีความจำเป็นในการประกอบอาชีพ  เช่น ด้านกสิกรรม อุตสาหกรรม และพาณิชยกรรม ผู้มีอาชีพเป็นสถานปนิก วิศวกรออกแบบ และควบคุมการก่อนสร้าง นักวิทยาศาสตร์คิดค้นสิ่งแปลก ใหม่ นักเศรษฐศาสตร์มีความจำเป็นที่จะต้องมีความรู้ ความสามารถ เกี่ยวกับคณิตศาตร์ หรือตัวเลขต่าง ๆ ในการปรกอบกิจกรรมนั้น ๆ