คูมือประกอบสื่อการสอน วิชาคณิตศาสตร
                     เรื่อง
            โครงงานคณิตศาสตร
                 (ตอนที่ 2)
      ปญหาการวางตัวเบี้ยบนตารางจัตุรัส
                     โดย
 ผูชวยศาสตราจารย ดร. ทรงเกียรติ สุเมธกิจการ


      สื่อการสอนชุดนี้ เปนความรวมมือระหวาง
   คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย กับ
สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน (สพฐ.)
               กระทรวงศึกษาธิการ
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                     สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

                              สื่อการสอน เรื่อง โครงงานคณิตศาสตร
              สื่อการสอน เรื่อง โครงงานคณิตศาสตร มีจํานวนตอนทั้งหมดรวม 5 ตอน ซึ่งประกอบดวย

       1. SET50
       2. ปญหาการวางตัวเบี้ยบนตารางจัตุรัส
       3. การถอดรากที่สาม
       4. เสนตรงลอมเสนโคง
       5. กระเบื้องที่ยืดหดได

               คณะผูจัดทําหวังเปนอยางยิ่งวา สื่อการสอนชุดนี้จะเปนประโยชนตอการเรียนการสอนสําหรับครู
       และนักเรียนทุกโรงเรียนที่ใชสื่อชุดนี้รวมกับการเรียนการสอนวิชาคณิตศาสตร นอกจากนี้หากทานสนใจ
       สื่อการสอนวิชาคณิตศาสตรในเรื่องอื่น ๆ ที่คณะผูจัดทําไดดําเนินการไปแลว ทานสามารถดูชื่อเรื่องและ
       ชื่อตอนไดจากรายชื่อสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตรทั้งหมดในตอนทายของคูมือฉบับนี้




                                                         1	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                      สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

       เรื่อง          โครงงานคณิตศาสตร
       หมวด            โครงงานคณิตศาสตร
       ตอนที่          2 (2/5)

       หัวขอยอย      -

       จุดประสงคการเรียนรู
            เพื่อใหผูเรียนเห็นตัวอยางการสรางคําถามหรือปญหาใหม โดยการขยายเงื่อนไขของปญหาเดิม รวมทั้ง
       เรียนรูวิธีการสรางปญหาใหมดังกลาวและตัวอยางของวิธีการแกปญหานั้น ๆ ทั้งนี้ทั้งนั้น เนื้อหาของโครง-
       งานที่นําเสนอในสื่อตอนนี้นั้นมิใชสาระที่คาดหวังใหนกเรียนตองเรียนรูอยางจริงจัง หากเปนเพียงพาหนะ
                                                             ั              
       เพื่อชวยแสดงใหเห็นตัวอยางหนึ่งของการขยายปญหาเทานั้น




                                                          2	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                     สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

                                           โครงงานคณิตศาสตรคืออะไร

       โครงงานคณิตศาสตร คือ โครงงานที่ฝกฝนกระบวนการทําวิจัยทางคณิตศาสตร ซึ่งประกอบไปดวย
       หลายขั้นตอน ตั้งแตการเรียนรู สังเกต ตั้งคําถาม คนควา วิเคราะห จนถึงการคิดคนหาคําตอบของ
       ปญหาทางคณิตศาสตร


                                      สื่อการสอนเรื่องโครงงานคณิตศาสตร

       สื่อการสอนเรื่องโครงงานคณิตศาสตรทั้ง 5 ตอนนี้ เปนตัวอยางของโครงงานคณิตศาสตรที่ครอบคลุม
       ปญหาทางคณิตศาสตรที่หลากหลาย ทั้งปญหาในเชิงประยุกตที่นําความรูทางคณิตศาสตรไปประยุกต
       ใชในการแกปญหาอื่น ๆ ปญหาที่ขยายหรือตอเติมขึ้นจากปญหาเดิม ปญหาในเชิงจําแนกแยกแยะ
       และปญหาที่เกี่ยวกับการมีอยูของวัตถุทางคณิตศาสตร    ทั้งนี้ทั้งนั้นสิ่งที่ขาดไมไดในโครงงานคณิต-
       ศาสตร คือการแสดงใหเห็นจริงโดยปราศจากขอสงสัย หรือการพิสูจนนั่นเอง


                                             วัตถุประสงคของสื่อตอนนี้

       สื่อการสอนตอนนีนําเสนอตัวอยางของโครงงานคณิตศาสตร ที่กําหนดปญหาขึ้นใหมโดยการขยายจาก
                         ้
       ปญหาเดิม ในที่นี้ปญหาเดิมคือปญหาการวางควีนจํานวนมากที่สุด ลงบนตารางขนาด NxN โดยที่ควีน
       เหลานี้ไมสามารถกินกันไดเลย ซึ่งก็คือการวางควีนจํานวนมากที่สุดลงบนตารางขนาด NxN โดยที่มี
       ควีนอยางมากหนึ่งตัวในแตละแถว หลัก และแนวทแยง และปญหาใหมที่กําหนดขึ้นนั้น คือปญหาการ
       วางควีนจํานวนมากที่สุดลงบนตารางขนาด NxN โดยที่มีควีนอยางมากสองตัวในแตละแถว หลัก และ
       แนวทแยง




                                                         3	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                    สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

                                          เนื้อหาในสื่อการสอน
       สื่อการสอนตอนนี้ ประกอบดวย

1. ชวงเปดตอน (เริ่ม ณ 00:40)
2. ชวงสารคดี (เริ่ม ณ 01:48)
3. ชวงโครงงานฯและเนื้อหา (เริ่ม ณ 15:10)




                                                        4	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
       สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย




                                  1. ชวงเปดตอน




                                           5	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                        สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย



                                         1. ชวงเปดตอน (เริ่ม ณ 00:40)

       ในชวงเปดตอน ดังแสดงในรูปที่ 1 ผูบรรยายใชตัวอยางจากการเลนลูกบาศกของรูบิค (Rubik's Cube)
       ขนาด 3x3 และขยายไปสูลูกบาศกของรูบิคขนาด 4x4 และ 5x5 เพื่อชวยในการอธิบายเชิงเปรียบเทียบวา
       ในคณิตศาสตรนั้น เมื่อประสบความสําเร็จในการตอบคําถามหนึ่ง ๆ แลว มนุษยมักขยายเงื่อนไขของ
       คําถามนั้น ๆ และสรางปญหาใหมที่นาสนใจและทาทายมากกวาเดิม ซึ่งคําตอบของปญหาใหมนี้ยังอาจ
       สามารถนำไปประยุกตใชไดกวางขวางกวาเดิมดวย ดังเชนในการเลนลูกบาศกของรูบิคขนาด 3 คูณ 3 นั้น
       สําหรับผูเลนที่เลนไดคลองแคลวแลว อาจเกิดคําถามในใจวาถาเปนลูกบาศกของรูบคขนาด 4 คูณ 4 แลว
                                                                                         ิ
       จะมีวิธีทั่วไปในการเลนเพื่อใหไดสีเดียวในแตละดานหรือไม และถามีจะเลนอยางไร

       สื่อฯตอนนีจะนําเสนอตัวอยางของโครงงานคณิตศาสตรที่พิจารณาคําถามที่ขยายมาจากปญหาบนกระดาน
                 ้
       หมากรุกที่เปนที่รูจักกันอยางกวางขวางปญหาหนึ่ง




                                                รูปที่ 1 ภาพชวงเปดตอน




                                                            6	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
       สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย




                                    2. ชวงสารคดี




                                           7	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                       สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย



                                         2. ชวงสารคดี (เริ่ม ณ 01:48)

       ชวงสารคดีนี้ตองการอธิบายความรูพื้นฐาน   ที่จําเปนในการทําความเขาใจแนวคิดและรายละเอียดของ
       โครงงานคณิตศาสตรที่จะนําเสนอตอไป ซึ่งประกอบไปดวยสวนตาง ๆ ตามลําดับเวลา ดังนี้




                           (ก)                                                               (ข)




                           (ค)                                            (ง)
                           รูปที่ 2 ภาพประกอบคําอธิบายประวัติศาสตรของหมากรุก




                                (ก)                                           (ข)
                              รูปที่ 3 ภาพประกอบคําอธิบายเรื่องกติกาของหมากรุก

                                                           8	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                          สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

       2.1. ประวัติศาสตรของหมากรุกโดยสังเขป (เริ่ม ณ 01:48)
        เลาประวัตศาสตรของหมากรุกตั้งแตกําเนิดของหมากรุกที่เชื่อกันวา เริ่มมีทแรกในประเทศอินเดีย (รูปที่
                  ิ                                                                ี่
        2(ก)) และแพรผานเปอรเซีย (รูปที่ 2(ข)) เขาสูยุโรป รวมทั้งยังกลาวถึงหมากรุกที่มีการเลนกันใน ประเทศ
        จีน เกาหลี ญี่ปุน และไทย ดังแสดงตัวอยางภาพจากสื่อฯไวในรูปที่ 2(ค-ง)

       2.2. วิธีเลนหมากรุกสากล (เริ่ม ณ 04:30) อธิบายกติกาการเลนหมากรุกสากลอยางคราว ๆ รวมถึงวิธี
       การเดินและกินของตัวหมากรุกแตละตัว อันไดแก คิง ควีน บิชอพ มา เรือ และเบี้ย และปดทายดวย
       การนําเสนอความซับซอนของเกมหมากรุกโดยอางถึงจํานวนวิธีการเลนที่เกิดขึ้นไดทั้งหมด ดังแสดงตัวอยาง
       ภาพจากสื่อฯไวในรูปที่ 3

       2.3. คำถามจากหมากรุก (เริ่ม ณ 08:38)
       คือปญหาลับสมองและคําถามทาทายที่เกิดขึ้นจากหรือเกี่ยวกับหมากรุก ซึ่งมีอยูมากมาย เชน ปญหามาเดิน
       ทั่วกระดาน (Knight’s tour) ปญหาการวางเรือ และปญหาการวางควีน N ตัว (N-queen problem) ดังตัวอยาง
       ภาพจากสื่อฯที่แสดงไวในรูปที่ 4 ปญหาการวางควีนนี้คือปญหาที่เราสนใจเปนพิเศษ ผูที่ถามและสนใจ
       ปญหานี้เปนคนแรกคือนาย Max Bezzel เมื่อประมาณป พ.ศ. 2391 นอกจากนั้นยังไดกลาวถึง
       จำนวนคําตอบของปญหาบนกระดานจัตุรัสขนาดตาง ๆ และปดทายดวยประโยชนจากคําตอบของปญหานี้
       ในวิทยาการคอมพิวเตอร




                    (ก) ปญหามาเดินทั่วกระดาน                                      (ข) ปญหาการวางเรือ




                   (ค) ปญหาการวางควีน 8 ตัว            (ง) จํานวนคําตอบของปญหาการวางควีน 4 ตัว
                       รูปที่ 4 ภาพจากสื่อฯประกอบคําอธิบายเรื่องคําถามจากหมากรุกตาง ๆ

                                                              9	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                       สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย



       ตารางที่ 1 แสดงจํานวนวิธในการวางควีน N ตัวลงบนตารางขนาด NxN โดยไมกินกันเลย
                               ี
       ขนาดกระดาน 4x4 5x5 6x6 7x7 8x8 9x9 10x10 11x11 12x12
       จํานวนวิธี         2 10 4 40 92 352 724 2680 14200




                            (ก)                                            (ข)
                         รูปที่ 5 ภาพจากสื่อฯประกอบคําอธิบายเรื่องปญหาการวางควีน




                                                          10	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
       สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย




                      3. ชวงโครงงานฯและเนื้อหา




                                          11	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                         สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย



                                  3. ชวงโครงงานฯและเนื้อหา (เริ่ม ณ 15:10)

       ชวงโครงงานฯและเนื้อหานี้จะอธิบายรายละเอียดของโครงงานคณิตศาสตร                         ตั้งแตที่มาและความสําคัญ
       จนถึงสรุปโครงงาน ซึ่งประกอบไปดวยสวนตาง ๆ ตามลําดับเวลา ดังนี้




                รูปที่ 6 ภาพสื่อฯขณะแสดงรายละเอียดของโครงงานคณิตศาสตรที่นําเสนอในสื่อตอนนี้

       3.1. รายละเอียดของโครงงาน (เริ่ม ณ 15:10)
                โครงงานคณิตศาสตรเรื่อง การวางตัวเบี้ยที่มีจํานวนมากที่สุดบนตารางสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด NxN
             โดยที่ไมมีตัวเบี้ย 3 ตัวใด ๆ อยูบนแนวเสนตรงเดียวกัน ในแนวตั้ง แนวนอน และแนวทแยง ที่ยกมา
             เปนตัวอยางในสื่อตอนนี้ เปนโครงงานคณิตศาสตรที่จัดทําโดย นายวศิน วิพิศมากูล ขณะเปน
             นักเรียนโรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห สิงหเสนี) ระดับมัธยมศึกษาปที่ 6 ปการศึกษา 2545 ในโครงการ
             พัฒนาและสงเสริมผูมีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร และเทคโนโลยี และมีอาจารยที่ปรึกษาคือ
             อาจารยราตรี คําเทียนทอง และ รศ.ดร.พิเชฐ ชาวหา ดังแสดงในรูปที่ 7

       3.2. ที่มาและความสําคัญ (เริ่ม ณ 15:42)
                 จากปญหาการวางควีน N ตัว ซึ่งเปนคําถามจากหมากรุกที่ไดพบในชวงสารคดี เราสามารถปรับ
             เปลี่ยน หรือเพิ่มองคประกอบตางๆ เพื่อสรางปญหาใหมขึ้นมาไดมากมาย เชน
            1. เปลี่ยน ควีน เปน บิชอพ หรือ มา หรืออาจจะเปนตัวหมากที่เปนไดทั้ง ควีน และ มา
            2. เปลี่ยนเปนตัวเดินหมากรุกไทย เชน โคน หรือ เม็ด
            3. เปลี่ยนขนาดกระดาน เปน MxN

                                                            12	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                         สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

          4. เปลี่ยนกฎการเดิน ใหสามารถเดินออกจากกระดานดานขาง
             และวกกลับเขาอีกขางหนึ่งของกระดาน
             หรือยอมใหเดินออกจากกระดานดานหนึ่งแลววกกลับเขากระดานฝงตรงขาม
          5. เปลี่ยนลักษณะกระดานจากสี่เหลี่ยม เปนสามเหลี่ยม
          6. เปลี่ยนลักษณะคําถาม เชน วางควีนอยางนอยกี่ตัวจึงจะคลุมกระดาน 8x8 ไดทุกชอง

       3.3. ความรูทางคณิตศาสตรที่เกี่ยวของ (เริ่ม ณ 17:40)
                    เนื้อหาคณิตศาสตรที่จําเปนตองใชในการทําความเขาใจโครงงานนี้คือเรื่อง หลักการรังนกพิราบ
             (Pigeonhole principle) ซึ่งกลาววา หากจะวางนกพิราบ n ตัว ในรัง m รัง โดยที่ n>m แลว
             จะตองมีรังอยางนอย 1 รังที่มีนกพิราบมากกวา 1 ตัว
             ในกรณีทั่วไปซึ่งเปนกรณีที่จะนํามาใชในโครงงานนีนั้น เราสามารถสรุปไดวา จะตองมีรังอยางนอย 1
                                                                ้
             รังที่มีนกพิราบอยางนอย n/m ตัว รูปที่ 7 แสดงตัวอยางภาพขณะอธิบายหลักการรังนกพิราบ




                             (ก)                                                               (ข)




                             (ค)                                             (ง)
                รูปที่ 7 ภาพสื่อฯขณะแสดงรายละเอียดของโครงงานคณิตศาสตรที่นําเสนอในสื่อตอนนี้




                                                            13	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                        สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย



       3.4. วิธีดําเนินงาน (เริ่ม ณ 21:36)
             1. หาขอบเขตบนของจํานวนตัวเบี้ยที่สามารถวางบนตารางสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด NxN โดยที่ไมมี
             ตัวเบี้ย 3 ตัวใดๆ อยูบนแนวเสนตรงเดียวกัน ในแนวตั้ง แนวนอน และแนวทแยง ซึ่งโดยหลักการ
             รังนกพิราบ เราสรุปไดวาสามารถวางเบี้ยไดอยางมาก 2N ตัวเทานั้น
                                      
             2. เขียนโปรแกรมคอมพิวเตอรเพื่อใชหาจํานวนวิธีทั้งหมดในการวางตัวเบี้ย 2N ตัวดังกลาว สําหรับ
             N = 3, 4, …, 8
             3. พิสูจนวา สําหรับ N ใด ๆ ที่มากกวาหรือเทากับ 2 จะมีวิธีในการวางตัวเบี้ยบนกระดาน NxN
             ดังกลาว

       3.5. ผลการวจัย (เริ่ม ณ 23:18)
                    ิ
             1. บนกระดานขนาด NxN ถาวางตัวเบี้ยในแตละแนวนอน (แถว) จํานวน 2 ตัว จะวางตัวเบี้ยได 2N
             ตัว และโดยหลักการรังนกพิราบ จะไดวาในการวางตัวเบี้ย 2N+1 ตัว ในแถว N แถว จะมีอยางนอย 1
             แถวที่มีตัวเบี้ยอยางนอย 3 ตัว ดังนั้นจึงสรุปไดวาวางตัวเบี้ยไดไมเกิน 2N ตัว
             2. ใชโปรแกรมคอมพิวเตอรหาจํานวนวิธีทั้งหมดในการวางตัวเบี้ยบนกระดานขนาด 3x3, 4x4, 5x5,
             …, 8x8 ไดดังนี้

             ตารางที่ 2 แสดงจํานวนวิธีในการวางตัวเบี้ย 2N ตัวลงบนกระดานขนาด NxN
               ขนาดกระดาน       3x3 4x4 5x5 6x6              7x7    8x8
               จํานวนวิธี        2 11 92 1097 19448 477136

           3. จะแสดงวา สําหรับ N >= 2 ใด ๆ มอยางนอยหนึ่งวิธีในการวางตัวเบี้ย 2N ตัว ลงบนกระดาน NxN
                                             ี
           ดังกลาว ซึ่งแบงออกเปน 2 กรณี ไดแก กรณีที่ N เปนจำนวนคู และกรณีที่ N เปนจำนวนคี่ ซึ่ง
           สามารถศึกษาไดจากตัวอยางการวางดังแสดงในรูปที่ 8




               รูปที่ 8 แสดงวิธีวางตัวเบี้ย 8 และ 10 ตัว ลงบนกระดานขนาด 4x4 และ 5x5 ตามลําดับ


                                                           14	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                            สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย



           3.6. สรุป (เริ่ม ณ 29:26)
                 โครงงานนี้เปนตัวอยางที่ดีและไมยากเกินไปของการสรางปญหาใหม โดยการขยายเงื่อนไขในปญหา
                 เดิม จึงหวังเปนอยางยิ่งวาถึงแมวาเราอาจรูคําตอบของคําถามหนึง ๆ แลว ผูเรียนจะไมหยุด
                                                                                 ่
                 ถามคําถามใหม ๆ ซึ่งอาจนําไปสูปญหาที่กวางขวางขึ้น และมีประโยชนมากขึ้นก็เปนได




       .                   คณิตศาสตรอยูรอบตัวเรา จงหมั่นตั้งคําถาม                                          .




                                                               15	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                   สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย




                                               กิตติกรรมประกาศ
ผูจัดทําสื่อการสอนตอนนี้ตองขอขอบพระคุณ คุณกันตพชญ ธีระจันทเศรษฐ ที่เปนสวนสําคัญในการเสนอ
แนวคิดจนกอใหเกิดสื่อในรูปแบบนี้ขึ้น




                                                      16	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                         สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย




                                                         เอกสารอางอิง
       1. วศิน วิพิศมากูล, การวางตัวเบี้ยที่มากที่สุดบนตารางสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด NxN โดยที่ไมมีตัวเบี้ย 3
          ตัวใดๆ อยูบนแนวเสนตรงเดียวกัน ในแนวตั้ง แนวนอน และแนวทแยง, โครงงานคณิตศาสตร
          ระดับมัธยมศึกษาปที่ 6 โรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห สิงหเสนี) ปการศึกษา 2545 ของนักเรียน
          ในโครงการพัฒนาและสงเสริมผูมีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี (พสวท)
       2. http://www.thechessworld.com




                                                            17	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
       สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย




                รายชื่อสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร
                           จํานวน 92 ตอน




                                          18	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                              สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

                                   รายชื่อสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร จํานวน 92 ตอน
                        เรื่อง                                                              ตอน
       เซต                                        บทนํา เรื่อง เซต
                                                  ความหมายของเซต
                                                  เซตกําลังและการดําเนินการบนเซต
                                                  เอกลักษณของการดําเนินการบนเซตและแผนภาพเวนน-ออยเลอร
                                                  สื่อปฏิสัมพันธเรื่องแผนภาพเวนน-ออยเลอร
       การใหเหตุผลและตรรกศาสตร                  บทนํา เรื่อง การใหเหตุผลและตรรกศาสตร
                                                  การใหเหตุผล
                                                  ประพจนและการสมมูล
                                                  สัจนิรันดรและการอางเหตุผล
                                                  ประโยคเปดและวลีบงปริมาณ
                                                  สื่อปฏิสัมพันธเรื่องหอคอยฮานอย
                                                  สื่อปฏิสัมพันธเรื่องตารางคาความจริง
       จํานวนจริง                                 บทนํา เรื่อง จํานวนจริง
                                                  สมบัติของจํานวนจริง
                                                  การแยกตัวประกอบ
                                                  ทฤษฏีบทตัวประกอบ
                                                  สมการพหุนาม
                                                  อสมการ
                                                  เทคนิคการแกอสมการ
                                                  คาสัมบูรณ
                                                  การแกอสมการคาสัมบูรณ
                                                  กราฟคาสัมบูรณ
                                                  สื่อปฏิสัมพันธเรื่องชวงบนเสนจํานวน
                                                  สื่อปฏิสัมพันธเรื่องสมการและอสมการพหุนาม
                                                  สื่อปฏิสัมพันธเรื่องกราฟคาสัมบูรณ
       ทฤษฎีจํานวนเบื้องตน                       บทนํา เรื่อง ทฤษฎีจํานวนเบื้องตน
                                                  การหารลงตัวและจํานวนเฉพาะ
                                                  (การหารลงตัวและตัวหารรวมมาก)
                                                  ตัวหารรวมมากและตัวคูณรวมนอย
       ความสัมพันธและฟงกชัน                    บทนํา เรื่อง ความสัมพันธและฟงกชัน
                                                  ความสัมพันธ



                                                                 19	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                                สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย

                     เรือง
                        ่                                                                   ตอน
ความสัมพันธและฟงกชัน                        โดเมนและเรนจ
                                               อินเวอรสของความสัมพันธและบทนิยามของฟงกชัน
                                               ฟงกชันเบื้องตน
                                               พีชคณิตของฟงกชัน
                                               อินเวอรสของฟงกชันและฟงกชันอินเวอรส
                                               ฟงกชันประกอบ
ฟงกชันชี้กําลังและฟงกชันลอการิทึม          บทนํา เรื่อง ฟงกชันชี้กําลังและฟงกชันลอการิทึม
                                               เลขยกกําลัง
                                               ฟงกชันชี้กําลังและฟงกชันลอการิทึม
                                               ลอการิทึม
                                               อสมการเลขชี้กําลัง
                                               อสมการลอการิทึม
ตรีโกณมิติ                                     บทนํา เรื่อง ตรีโกณมิติ
                                               อัตราสวนตรีโกณมิติ
                                               เอกลักษณของอัตราสวนตรีโกณมิติ และวงกลมหนึ่งหนวย
                                               ฟงกชันตรีโกณมิติ 1
                                               ฟงกชันตรีโกณมิติ 2
                                               ฟงกชันตรีโกณมิติ 3
                                               กฎของไซนและโคไซน
                                               กราฟของฟงกชันตรีโกณมิติ
                                               ฟงกชันตรีโกณมิติผกผัน
                                               สื่อปฏิสัมพันธเรื่องมุมบนวงกลมหนึ่งหนวย
                                               สื่อปฏิสัมพันธเรื่องกราฟของฟงกชันตรีโกณมิติ
                                               สื่อปฏิสัมพันธเรื่องกฎของไซนและกฎของโคไซน
กําหนดการเชิงเสน                              บทนํา เรื่อง กําหนดการเชิงเสน
                                               การสรางแบบจําลองทางคณิตศาสตร
                                               การหาคาสุดขีด
ลําดับและอนุกรม                                บทนํา เรื่อง ลําดับและอนุกรม
                                               ลําดับ
                                               การประยุกตลําดับเลขคณิตและเรขาคณิต
                                               ลิมิตของลําดับ
                                               ผลบวกยอย
                                               อนุกรม
                                               ทฤษฎีบทการลูเขาของอนุกรม

                                                                    20	
  
	
  
คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง
                             สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย


                           เรื่อง                                                                ตอน
       การนับและความนาจะเปน                       บทนํา เรื่อง การนับและความนาจะเปน
                                                    การนับเบื้องตน
                                                    การเรียงสับเปลี่ยน
                                                    การจัดหมู
                                                    ทฤษฎีบททวินาม
                                                    การทดลองสุม
                                                    ความนาจะเปน 1
                                                    ความนาจะเปน 2
       สถิติและการวิเคราะหขอมูล                   บทนํา เรื่อง สถิติและการวิเคราะหขอมูล
                                                    บทนํา เนื้อหา
                                                    แนวโนมเขาสูสวนกลาง 1
                                                    แนวโนมเขาสูสวนกลาง 2
                                                    แนวโนมเขาสูสวนกลาง 3
                                                    การกระจายของขอมูล
                                                    การกระจายสัมบูรณ 1
                                                    การกระจายสัมบูรณ 2
                                                    การกระจายสัมบูรณ 3
                                                    การกระจายสัมพัทธ
                                                    คะแนนมาตรฐาน
                                                    ความสัมพันธระหวางขอมูล 1
                                                    ความสัมพันธระหวางขอมูล 2
                                                    โปรแกรมการคํานวณทางสถิติ 1
                                                    โปรแกรมการคํานวณทางสถิติ 2
       โครงงานคณิตศาสตร                            การลงทุน SET50 โดยวิธีการลงทุนแบบถัวเฉลี่ย
                                                    ปญหาการวางตัวเบี้ยบนตารางจัตุรัส
                                                    การถอดรากที่สาม
                                                    เสนตรงลอมเสนโคง
                                                    กระเบื้องที่ยืดหดได




                                                                 21	
  
	
  

89 โครงงานคณิตศาสตร์ ตอนที่2_ปัญหาการวางตัวเบี้ยบนตารางจัตุรัส

  • 1.
    คูมือประกอบสื่อการสอน วิชาคณิตศาสตร เรื่อง โครงงานคณิตศาสตร (ตอนที่ 2) ปญหาการวางตัวเบี้ยบนตารางจัตุรัส โดย ผูชวยศาสตราจารย ดร. ทรงเกียรติ สุเมธกิจการ สื่อการสอนชุดนี้ เปนความรวมมือระหวาง คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย กับ สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน (สพฐ.) กระทรวงศึกษาธิการ
  • 2.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย สื่อการสอน เรื่อง โครงงานคณิตศาสตร สื่อการสอน เรื่อง โครงงานคณิตศาสตร มีจํานวนตอนทั้งหมดรวม 5 ตอน ซึ่งประกอบดวย 1. SET50 2. ปญหาการวางตัวเบี้ยบนตารางจัตุรัส 3. การถอดรากที่สาม 4. เสนตรงลอมเสนโคง 5. กระเบื้องที่ยืดหดได คณะผูจัดทําหวังเปนอยางยิ่งวา สื่อการสอนชุดนี้จะเปนประโยชนตอการเรียนการสอนสําหรับครู และนักเรียนทุกโรงเรียนที่ใชสื่อชุดนี้รวมกับการเรียนการสอนวิชาคณิตศาสตร นอกจากนี้หากทานสนใจ สื่อการสอนวิชาคณิตศาสตรในเรื่องอื่น ๆ ที่คณะผูจัดทําไดดําเนินการไปแลว ทานสามารถดูชื่อเรื่องและ ชื่อตอนไดจากรายชื่อสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตรทั้งหมดในตอนทายของคูมือฉบับนี้ 1    
  • 3.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย เรื่อง โครงงานคณิตศาสตร หมวด โครงงานคณิตศาสตร ตอนที่ 2 (2/5) หัวขอยอย - จุดประสงคการเรียนรู เพื่อใหผูเรียนเห็นตัวอยางการสรางคําถามหรือปญหาใหม โดยการขยายเงื่อนไขของปญหาเดิม รวมทั้ง เรียนรูวิธีการสรางปญหาใหมดังกลาวและตัวอยางของวิธีการแกปญหานั้น ๆ ทั้งนี้ทั้งนั้น เนื้อหาของโครง- งานที่นําเสนอในสื่อตอนนี้นั้นมิใชสาระที่คาดหวังใหนกเรียนตองเรียนรูอยางจริงจัง หากเปนเพียงพาหนะ ั  เพื่อชวยแสดงใหเห็นตัวอยางหนึ่งของการขยายปญหาเทานั้น 2    
  • 4.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย โครงงานคณิตศาสตรคืออะไร โครงงานคณิตศาสตร คือ โครงงานที่ฝกฝนกระบวนการทําวิจัยทางคณิตศาสตร ซึ่งประกอบไปดวย หลายขั้นตอน ตั้งแตการเรียนรู สังเกต ตั้งคําถาม คนควา วิเคราะห จนถึงการคิดคนหาคําตอบของ ปญหาทางคณิตศาสตร สื่อการสอนเรื่องโครงงานคณิตศาสตร สื่อการสอนเรื่องโครงงานคณิตศาสตรทั้ง 5 ตอนนี้ เปนตัวอยางของโครงงานคณิตศาสตรที่ครอบคลุม ปญหาทางคณิตศาสตรที่หลากหลาย ทั้งปญหาในเชิงประยุกตที่นําความรูทางคณิตศาสตรไปประยุกต ใชในการแกปญหาอื่น ๆ ปญหาที่ขยายหรือตอเติมขึ้นจากปญหาเดิม ปญหาในเชิงจําแนกแยกแยะ และปญหาที่เกี่ยวกับการมีอยูของวัตถุทางคณิตศาสตร ทั้งนี้ทั้งนั้นสิ่งที่ขาดไมไดในโครงงานคณิต- ศาสตร คือการแสดงใหเห็นจริงโดยปราศจากขอสงสัย หรือการพิสูจนนั่นเอง วัตถุประสงคของสื่อตอนนี้ สื่อการสอนตอนนีนําเสนอตัวอยางของโครงงานคณิตศาสตร ที่กําหนดปญหาขึ้นใหมโดยการขยายจาก ้ ปญหาเดิม ในที่นี้ปญหาเดิมคือปญหาการวางควีนจํานวนมากที่สุด ลงบนตารางขนาด NxN โดยที่ควีน เหลานี้ไมสามารถกินกันไดเลย ซึ่งก็คือการวางควีนจํานวนมากที่สุดลงบนตารางขนาด NxN โดยที่มี ควีนอยางมากหนึ่งตัวในแตละแถว หลัก และแนวทแยง และปญหาใหมที่กําหนดขึ้นนั้น คือปญหาการ วางควีนจํานวนมากที่สุดลงบนตารางขนาด NxN โดยที่มีควีนอยางมากสองตัวในแตละแถว หลัก และ แนวทแยง 3    
  • 5.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย เนื้อหาในสื่อการสอน สื่อการสอนตอนนี้ ประกอบดวย 1. ชวงเปดตอน (เริ่ม ณ 00:40) 2. ชวงสารคดี (เริ่ม ณ 01:48) 3. ชวงโครงงานฯและเนื้อหา (เริ่ม ณ 15:10) 4    
  • 6.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 1. ชวงเปดตอน 5    
  • 7.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 1. ชวงเปดตอน (เริ่ม ณ 00:40) ในชวงเปดตอน ดังแสดงในรูปที่ 1 ผูบรรยายใชตัวอยางจากการเลนลูกบาศกของรูบิค (Rubik's Cube) ขนาด 3x3 และขยายไปสูลูกบาศกของรูบิคขนาด 4x4 และ 5x5 เพื่อชวยในการอธิบายเชิงเปรียบเทียบวา ในคณิตศาสตรนั้น เมื่อประสบความสําเร็จในการตอบคําถามหนึ่ง ๆ แลว มนุษยมักขยายเงื่อนไขของ คําถามนั้น ๆ และสรางปญหาใหมที่นาสนใจและทาทายมากกวาเดิม ซึ่งคําตอบของปญหาใหมนี้ยังอาจ สามารถนำไปประยุกตใชไดกวางขวางกวาเดิมดวย ดังเชนในการเลนลูกบาศกของรูบิคขนาด 3 คูณ 3 นั้น สําหรับผูเลนที่เลนไดคลองแคลวแลว อาจเกิดคําถามในใจวาถาเปนลูกบาศกของรูบคขนาด 4 คูณ 4 แลว ิ จะมีวิธีทั่วไปในการเลนเพื่อใหไดสีเดียวในแตละดานหรือไม และถามีจะเลนอยางไร สื่อฯตอนนีจะนําเสนอตัวอยางของโครงงานคณิตศาสตรที่พิจารณาคําถามที่ขยายมาจากปญหาบนกระดาน ้ หมากรุกที่เปนที่รูจักกันอยางกวางขวางปญหาหนึ่ง รูปที่ 1 ภาพชวงเปดตอน 6    
  • 8.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 2. ชวงสารคดี 7    
  • 9.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 2. ชวงสารคดี (เริ่ม ณ 01:48) ชวงสารคดีนี้ตองการอธิบายความรูพื้นฐาน ที่จําเปนในการทําความเขาใจแนวคิดและรายละเอียดของ โครงงานคณิตศาสตรที่จะนําเสนอตอไป ซึ่งประกอบไปดวยสวนตาง ๆ ตามลําดับเวลา ดังนี้ (ก) (ข) (ค) (ง) รูปที่ 2 ภาพประกอบคําอธิบายประวัติศาสตรของหมากรุก (ก) (ข) รูปที่ 3 ภาพประกอบคําอธิบายเรื่องกติกาของหมากรุก 8    
  • 10.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 2.1. ประวัติศาสตรของหมากรุกโดยสังเขป (เริ่ม ณ 01:48) เลาประวัตศาสตรของหมากรุกตั้งแตกําเนิดของหมากรุกที่เชื่อกันวา เริ่มมีทแรกในประเทศอินเดีย (รูปที่ ิ ี่ 2(ก)) และแพรผานเปอรเซีย (รูปที่ 2(ข)) เขาสูยุโรป รวมทั้งยังกลาวถึงหมากรุกที่มีการเลนกันใน ประเทศ จีน เกาหลี ญี่ปุน และไทย ดังแสดงตัวอยางภาพจากสื่อฯไวในรูปที่ 2(ค-ง) 2.2. วิธีเลนหมากรุกสากล (เริ่ม ณ 04:30) อธิบายกติกาการเลนหมากรุกสากลอยางคราว ๆ รวมถึงวิธี การเดินและกินของตัวหมากรุกแตละตัว อันไดแก คิง ควีน บิชอพ มา เรือ และเบี้ย และปดทายดวย การนําเสนอความซับซอนของเกมหมากรุกโดยอางถึงจํานวนวิธีการเลนที่เกิดขึ้นไดทั้งหมด ดังแสดงตัวอยาง ภาพจากสื่อฯไวในรูปที่ 3 2.3. คำถามจากหมากรุก (เริ่ม ณ 08:38) คือปญหาลับสมองและคําถามทาทายที่เกิดขึ้นจากหรือเกี่ยวกับหมากรุก ซึ่งมีอยูมากมาย เชน ปญหามาเดิน ทั่วกระดาน (Knight’s tour) ปญหาการวางเรือ และปญหาการวางควีน N ตัว (N-queen problem) ดังตัวอยาง ภาพจากสื่อฯที่แสดงไวในรูปที่ 4 ปญหาการวางควีนนี้คือปญหาที่เราสนใจเปนพิเศษ ผูที่ถามและสนใจ ปญหานี้เปนคนแรกคือนาย Max Bezzel เมื่อประมาณป พ.ศ. 2391 นอกจากนั้นยังไดกลาวถึง จำนวนคําตอบของปญหาบนกระดานจัตุรัสขนาดตาง ๆ และปดทายดวยประโยชนจากคําตอบของปญหานี้ ในวิทยาการคอมพิวเตอร (ก) ปญหามาเดินทั่วกระดาน (ข) ปญหาการวางเรือ (ค) ปญหาการวางควีน 8 ตัว (ง) จํานวนคําตอบของปญหาการวางควีน 4 ตัว รูปที่ 4 ภาพจากสื่อฯประกอบคําอธิบายเรื่องคําถามจากหมากรุกตาง ๆ 9    
  • 11.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย ตารางที่ 1 แสดงจํานวนวิธในการวางควีน N ตัวลงบนตารางขนาด NxN โดยไมกินกันเลย ี ขนาดกระดาน 4x4 5x5 6x6 7x7 8x8 9x9 10x10 11x11 12x12 จํานวนวิธี 2 10 4 40 92 352 724 2680 14200 (ก) (ข) รูปที่ 5 ภาพจากสื่อฯประกอบคําอธิบายเรื่องปญหาการวางควีน 10    
  • 12.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 3. ชวงโครงงานฯและเนื้อหา 11    
  • 13.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 3. ชวงโครงงานฯและเนื้อหา (เริ่ม ณ 15:10) ชวงโครงงานฯและเนื้อหานี้จะอธิบายรายละเอียดของโครงงานคณิตศาสตร ตั้งแตที่มาและความสําคัญ จนถึงสรุปโครงงาน ซึ่งประกอบไปดวยสวนตาง ๆ ตามลําดับเวลา ดังนี้ รูปที่ 6 ภาพสื่อฯขณะแสดงรายละเอียดของโครงงานคณิตศาสตรที่นําเสนอในสื่อตอนนี้ 3.1. รายละเอียดของโครงงาน (เริ่ม ณ 15:10) โครงงานคณิตศาสตรเรื่อง การวางตัวเบี้ยที่มีจํานวนมากที่สุดบนตารางสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด NxN โดยที่ไมมีตัวเบี้ย 3 ตัวใด ๆ อยูบนแนวเสนตรงเดียวกัน ในแนวตั้ง แนวนอน และแนวทแยง ที่ยกมา เปนตัวอยางในสื่อตอนนี้ เปนโครงงานคณิตศาสตรที่จัดทําโดย นายวศิน วิพิศมากูล ขณะเปน นักเรียนโรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห สิงหเสนี) ระดับมัธยมศึกษาปที่ 6 ปการศึกษา 2545 ในโครงการ พัฒนาและสงเสริมผูมีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตร และเทคโนโลยี และมีอาจารยที่ปรึกษาคือ อาจารยราตรี คําเทียนทอง และ รศ.ดร.พิเชฐ ชาวหา ดังแสดงในรูปที่ 7 3.2. ที่มาและความสําคัญ (เริ่ม ณ 15:42) จากปญหาการวางควีน N ตัว ซึ่งเปนคําถามจากหมากรุกที่ไดพบในชวงสารคดี เราสามารถปรับ เปลี่ยน หรือเพิ่มองคประกอบตางๆ เพื่อสรางปญหาใหมขึ้นมาไดมากมาย เชน 1. เปลี่ยน ควีน เปน บิชอพ หรือ มา หรืออาจจะเปนตัวหมากที่เปนไดทั้ง ควีน และ มา 2. เปลี่ยนเปนตัวเดินหมากรุกไทย เชน โคน หรือ เม็ด 3. เปลี่ยนขนาดกระดาน เปน MxN 12    
  • 14.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 4. เปลี่ยนกฎการเดิน ใหสามารถเดินออกจากกระดานดานขาง และวกกลับเขาอีกขางหนึ่งของกระดาน หรือยอมใหเดินออกจากกระดานดานหนึ่งแลววกกลับเขากระดานฝงตรงขาม 5. เปลี่ยนลักษณะกระดานจากสี่เหลี่ยม เปนสามเหลี่ยม 6. เปลี่ยนลักษณะคําถาม เชน วางควีนอยางนอยกี่ตัวจึงจะคลุมกระดาน 8x8 ไดทุกชอง 3.3. ความรูทางคณิตศาสตรที่เกี่ยวของ (เริ่ม ณ 17:40) เนื้อหาคณิตศาสตรที่จําเปนตองใชในการทําความเขาใจโครงงานนี้คือเรื่อง หลักการรังนกพิราบ (Pigeonhole principle) ซึ่งกลาววา หากจะวางนกพิราบ n ตัว ในรัง m รัง โดยที่ n>m แลว จะตองมีรังอยางนอย 1 รังที่มีนกพิราบมากกวา 1 ตัว ในกรณีทั่วไปซึ่งเปนกรณีที่จะนํามาใชในโครงงานนีนั้น เราสามารถสรุปไดวา จะตองมีรังอยางนอย 1 ้ รังที่มีนกพิราบอยางนอย n/m ตัว รูปที่ 7 แสดงตัวอยางภาพขณะอธิบายหลักการรังนกพิราบ (ก) (ข) (ค) (ง) รูปที่ 7 ภาพสื่อฯขณะแสดงรายละเอียดของโครงงานคณิตศาสตรที่นําเสนอในสื่อตอนนี้ 13    
  • 15.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 3.4. วิธีดําเนินงาน (เริ่ม ณ 21:36) 1. หาขอบเขตบนของจํานวนตัวเบี้ยที่สามารถวางบนตารางสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด NxN โดยที่ไมมี ตัวเบี้ย 3 ตัวใดๆ อยูบนแนวเสนตรงเดียวกัน ในแนวตั้ง แนวนอน และแนวทแยง ซึ่งโดยหลักการ รังนกพิราบ เราสรุปไดวาสามารถวางเบี้ยไดอยางมาก 2N ตัวเทานั้น  2. เขียนโปรแกรมคอมพิวเตอรเพื่อใชหาจํานวนวิธีทั้งหมดในการวางตัวเบี้ย 2N ตัวดังกลาว สําหรับ N = 3, 4, …, 8 3. พิสูจนวา สําหรับ N ใด ๆ ที่มากกวาหรือเทากับ 2 จะมีวิธีในการวางตัวเบี้ยบนกระดาน NxN ดังกลาว 3.5. ผลการวจัย (เริ่ม ณ 23:18) ิ 1. บนกระดานขนาด NxN ถาวางตัวเบี้ยในแตละแนวนอน (แถว) จํานวน 2 ตัว จะวางตัวเบี้ยได 2N ตัว และโดยหลักการรังนกพิราบ จะไดวาในการวางตัวเบี้ย 2N+1 ตัว ในแถว N แถว จะมีอยางนอย 1 แถวที่มีตัวเบี้ยอยางนอย 3 ตัว ดังนั้นจึงสรุปไดวาวางตัวเบี้ยไดไมเกิน 2N ตัว 2. ใชโปรแกรมคอมพิวเตอรหาจํานวนวิธีทั้งหมดในการวางตัวเบี้ยบนกระดานขนาด 3x3, 4x4, 5x5, …, 8x8 ไดดังนี้ ตารางที่ 2 แสดงจํานวนวิธีในการวางตัวเบี้ย 2N ตัวลงบนกระดานขนาด NxN ขนาดกระดาน 3x3 4x4 5x5 6x6 7x7 8x8 จํานวนวิธี 2 11 92 1097 19448 477136 3. จะแสดงวา สําหรับ N >= 2 ใด ๆ มอยางนอยหนึ่งวิธีในการวางตัวเบี้ย 2N ตัว ลงบนกระดาน NxN ี ดังกลาว ซึ่งแบงออกเปน 2 กรณี ไดแก กรณีที่ N เปนจำนวนคู และกรณีที่ N เปนจำนวนคี่ ซึ่ง สามารถศึกษาไดจากตัวอยางการวางดังแสดงในรูปที่ 8 รูปที่ 8 แสดงวิธีวางตัวเบี้ย 8 และ 10 ตัว ลงบนกระดานขนาด 4x4 และ 5x5 ตามลําดับ 14    
  • 16.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย 3.6. สรุป (เริ่ม ณ 29:26) โครงงานนี้เปนตัวอยางที่ดีและไมยากเกินไปของการสรางปญหาใหม โดยการขยายเงื่อนไขในปญหา เดิม จึงหวังเปนอยางยิ่งวาถึงแมวาเราอาจรูคําตอบของคําถามหนึง ๆ แลว ผูเรียนจะไมหยุด ่ ถามคําถามใหม ๆ ซึ่งอาจนําไปสูปญหาที่กวางขวางขึ้น และมีประโยชนมากขึ้นก็เปนได . คณิตศาสตรอยูรอบตัวเรา จงหมั่นตั้งคําถาม . 15    
  • 17.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย กิตติกรรมประกาศ ผูจัดทําสื่อการสอนตอนนี้ตองขอขอบพระคุณ คุณกันตพชญ ธีระจันทเศรษฐ ที่เปนสวนสําคัญในการเสนอ แนวคิดจนกอใหเกิดสื่อในรูปแบบนี้ขึ้น 16    
  • 18.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย เอกสารอางอิง 1. วศิน วิพิศมากูล, การวางตัวเบี้ยที่มากที่สุดบนตารางสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด NxN โดยที่ไมมีตัวเบี้ย 3 ตัวใดๆ อยูบนแนวเสนตรงเดียวกัน ในแนวตั้ง แนวนอน และแนวทแยง, โครงงานคณิตศาสตร ระดับมัธยมศึกษาปที่ 6 โรงเรียนบดินทรเดชา (สิงห สิงหเสนี) ปการศึกษา 2545 ของนักเรียน ในโครงการพัฒนาและสงเสริมผูมีความสามารถพิเศษทางวิทยาศาสตรและเทคโนโลยี (พสวท) 2. http://www.thechessworld.com 17    
  • 19.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย รายชื่อสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร จํานวน 92 ตอน 18    
  • 20.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย รายชื่อสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร จํานวน 92 ตอน เรื่อง ตอน เซต บทนํา เรื่อง เซต ความหมายของเซต เซตกําลังและการดําเนินการบนเซต เอกลักษณของการดําเนินการบนเซตและแผนภาพเวนน-ออยเลอร สื่อปฏิสัมพันธเรื่องแผนภาพเวนน-ออยเลอร การใหเหตุผลและตรรกศาสตร บทนํา เรื่อง การใหเหตุผลและตรรกศาสตร การใหเหตุผล ประพจนและการสมมูล สัจนิรันดรและการอางเหตุผล ประโยคเปดและวลีบงปริมาณ สื่อปฏิสัมพันธเรื่องหอคอยฮานอย สื่อปฏิสัมพันธเรื่องตารางคาความจริง จํานวนจริง บทนํา เรื่อง จํานวนจริง สมบัติของจํานวนจริง การแยกตัวประกอบ ทฤษฏีบทตัวประกอบ สมการพหุนาม อสมการ เทคนิคการแกอสมการ คาสัมบูรณ การแกอสมการคาสัมบูรณ กราฟคาสัมบูรณ สื่อปฏิสัมพันธเรื่องชวงบนเสนจํานวน สื่อปฏิสัมพันธเรื่องสมการและอสมการพหุนาม สื่อปฏิสัมพันธเรื่องกราฟคาสัมบูรณ ทฤษฎีจํานวนเบื้องตน บทนํา เรื่อง ทฤษฎีจํานวนเบื้องตน การหารลงตัวและจํานวนเฉพาะ (การหารลงตัวและตัวหารรวมมาก) ตัวหารรวมมากและตัวคูณรวมนอย ความสัมพันธและฟงกชัน บทนํา เรื่อง ความสัมพันธและฟงกชัน ความสัมพันธ 19    
  • 21.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย เรือง ่ ตอน ความสัมพันธและฟงกชัน โดเมนและเรนจ อินเวอรสของความสัมพันธและบทนิยามของฟงกชัน ฟงกชันเบื้องตน พีชคณิตของฟงกชัน อินเวอรสของฟงกชันและฟงกชันอินเวอรส ฟงกชันประกอบ ฟงกชันชี้กําลังและฟงกชันลอการิทึม บทนํา เรื่อง ฟงกชันชี้กําลังและฟงกชันลอการิทึม เลขยกกําลัง ฟงกชันชี้กําลังและฟงกชันลอการิทึม ลอการิทึม อสมการเลขชี้กําลัง อสมการลอการิทึม ตรีโกณมิติ บทนํา เรื่อง ตรีโกณมิติ อัตราสวนตรีโกณมิติ เอกลักษณของอัตราสวนตรีโกณมิติ และวงกลมหนึ่งหนวย ฟงกชันตรีโกณมิติ 1 ฟงกชันตรีโกณมิติ 2 ฟงกชันตรีโกณมิติ 3 กฎของไซนและโคไซน กราฟของฟงกชันตรีโกณมิติ ฟงกชันตรีโกณมิติผกผัน สื่อปฏิสัมพันธเรื่องมุมบนวงกลมหนึ่งหนวย สื่อปฏิสัมพันธเรื่องกราฟของฟงกชันตรีโกณมิติ สื่อปฏิสัมพันธเรื่องกฎของไซนและกฎของโคไซน กําหนดการเชิงเสน บทนํา เรื่อง กําหนดการเชิงเสน การสรางแบบจําลองทางคณิตศาสตร การหาคาสุดขีด ลําดับและอนุกรม บทนํา เรื่อง ลําดับและอนุกรม ลําดับ การประยุกตลําดับเลขคณิตและเรขาคณิต ลิมิตของลําดับ ผลบวกยอย อนุกรม ทฤษฎีบทการลูเขาของอนุกรม 20    
  • 22.
    คูมือสื่อการสอนวิชาคณิตศาสตร โดยความรวมมือระหวาง สํานักงานคณะกรรมการการศึกษาขั้นพื้นฐาน และ คณะวิทยาศาสตร จุฬาลงกรณมหาวิทยาลัย เรื่อง ตอน การนับและความนาจะเปน บทนํา เรื่อง การนับและความนาจะเปน การนับเบื้องตน การเรียงสับเปลี่ยน การจัดหมู ทฤษฎีบททวินาม การทดลองสุม ความนาจะเปน 1 ความนาจะเปน 2 สถิติและการวิเคราะหขอมูล บทนํา เรื่อง สถิติและการวิเคราะหขอมูล บทนํา เนื้อหา แนวโนมเขาสูสวนกลาง 1 แนวโนมเขาสูสวนกลาง 2 แนวโนมเขาสูสวนกลาง 3 การกระจายของขอมูล การกระจายสัมบูรณ 1 การกระจายสัมบูรณ 2 การกระจายสัมบูรณ 3 การกระจายสัมพัทธ คะแนนมาตรฐาน ความสัมพันธระหวางขอมูล 1 ความสัมพันธระหวางขอมูล 2 โปรแกรมการคํานวณทางสถิติ 1 โปรแกรมการคํานวณทางสถิติ 2 โครงงานคณิตศาสตร การลงทุน SET50 โดยวิธีการลงทุนแบบถัวเฉลี่ย ปญหาการวางตัวเบี้ยบนตารางจัตุรัส การถอดรากที่สาม เสนตรงลอมเสนโคง กระเบื้องที่ยืดหดได 21