Post on 08-Sep-2019
แผนกจกรรมการศกษา
ชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร
Mathematics for Teachers
ภาคตน ปการศกษา 2559
แขนงวชาหลกสตรและการสอน วชาเอก คณตศาสตร สาขาวชาศกษาศาสตร มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช
1
ค าน า
การศกษาระดบบณฑตศกษาในระบบทางไกล มลกษณะทแตกตางจากการศกษาในระดบปรญญาตรหลายประการ ประการทส าคญ คอ นกศกษาจะตองศกษาคนควาดวยตนเองเกอบตลอดเวลา และจะตองเขารวมกจกรรมทกกจกรรมตามทมหาวทยาลยก าหนดไว แผนกจกรรมการศกษาเปนเอกสารทส าคญมาก เนองจากเปนเอกสารใหรายละเอยดเกยวกบงานทนกศกษาตองท า กจกรรมทนกศกษาตองปฏบตในการเขาสมมนาเสรมแบบเผชญหนาครงท 1 และ ครงท 2 และรวมถงการประเมนผลสมฤทธของนกศกษาในการศกษาชดวชา
แผนกจกรรมการศกษาชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร จดท าขน เพอเปนกรอบในการท างานทไดรบมอบหมาย และการปฏบตกจกรรมตาง ๆ ขณะเขาสมมนาเสรมแบบเผชญหนาทงสองครงนกศกษาตองปฏบตกจกรรมตาง ๆ ตามทระบไวในแผนกจกรรมการศกษาอยางครบถวน หากนกศกษามขอเสนอแนะใดๆ ส าหรบปรบปรงแผนกจกรรมการศกษาในภาคการศกษาตอไป ขอไดโปรดแจงใหคณะกรรมการทราบดวย
คณะกรรมการกลมผลตและบรหารชดวชา ชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร
2
สารบญ
หนา ค าน า 1 สารบญ 2 ปฏทนการศกษา 3 แผนกจกรรมการศกษา 4
1. รายละเอยดชดวชา 4 1.1 วตถประสงค 4 1.2 ค าอธบายชดวชา 4 1.3 รายชอหนวยการสอน 4
2. วธการศกษาชดวชา 5 2.1 การเตรยมตวของนกศกษา 5 2.2 ศกษาชดวชาจากสอหลก 5 2.3 การสมมนาเสรม 5 2.4 การประเมนผล 5
ภาคผนวก 1 6 ภาคผนวก 2 12 ภาคผนวก 3
3
ปฏทนการศกษา ภาคตน ปการศกษา 2559 ชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร
15 กนยายน 2559 เปดภาคการศกษา ตลอดภาคการศกษา ศกษาดวยตนเองในระบบการศกษาทางไกล 29 – 30 ตลาคม 2559 สมมนาเสรมครงท 1 ท มสธ. 26 – 27 พฤศจกายน 2559 สมมนาเสรมครงท 2 ท มสธ. วนอาทตยท 29 มกราคม 2560 (เวลา 09.00 – 12.00 น.)
วนสอบไลประจ าภาคการศกษา ทจงหวดภมล าเนา
ตดตออาจารยผสอน อ.ดร.สรรตน อารรกษสกล กองโลก โทรศพท: 02-504-8555 095-365-2225 อเมลsakonglok@yahoo.com
ผศ.ดร.วนจ เทอกทอง โทรศพท: 02-504-8554 089-897-4499 อเมล vithong1@yahoo.com
อ.ดร. องอาจ ซมรมย โทรศพท: 02-504-8570 081-775-5553 อเมล gang2555@yahoo.com
หมายเหต วนสมมนาเสรม อาจมการเปลยนแปลงได โปรดตรวจสอบก าหนดการสมมนาเสรมไดทางเวบไซต สาขาวชาศกษาศาสตร http://edu.stou.ac.th หรอสอบถามไดทางโทรศพท เบอร 02-504-8505-6
4
แผนกจกรรมการศกษา ชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร
MATHEMATICS FOR TEACHERS 1. รายละเอยดชดวชา
1.1 วตถประสงค 1) เพอใหมความร ความเขาใจเกยวกบสาระและหลกการของคณตศาสตรพนฐานใน
เรอง เซต แบบรป ความสมพนธและฟงกชน จ านวนและการด าเนนการ ตวแปร พหนาม สมการและอสมการ เรขาคณตและการพสจน การวด เรขาคณตวเคราะหและแคลคลส สถตและความนาจะเปน และสาระอนๆ ของคณตศาสตรทส าคญ
2) เพอใหสามารถวเคราะหและเชอมโยงสาระและหลกการของคณตศาสตรพนฐานกบคณตศาสตรในระดบโรงเรยน 1.2 ค าอธบายชดวชา
การสมมนาแนวคดส าคญ สาระและหลกการของคณตศาสตรพนฐานในเรอง เซต แบบรป ความสมพนธและฟงกชน จ านวนและการด าเนนการ ตวแปร พหนาม สมการและอสมการ เรขาคณตและการพสจน การวด เรขาคณตวเคราะหและแคลคลส สถตและความนาจะเปน และสาระอน ๆ ของคณตศาสตรทส าคญ การวเคราะหและเชอมโยงสาระและหลกการของคณตศาสตร พนฐานกบคณตศาสตรในระดบโรงเรยน 1.3 รายชอหนวยการสอน
หนวยท 1 เซตและตรรกศาสตร หนวยท 2 ทฤษฎจ านวน หนวยท 3 พหนาม สมการ และอสมการ หนวยท 4 การพสจนทางเรขาคณต หนวยท 5 เรขาคณตและการประยกต หนวยท 6 แบบรปทางคณตศาสตร หนวยท 7 ความสมพนธ และฟงกชน หนวยท 8 ฟงกชนตรโกณมตและการประยกต หนวยท 9 พนฐานเรขาคณตวเคราะห หนวยท 10 ฟงกชนเลขยกก าลง ฟงกชนลอการทม และการประยกต หนวยท 11 ลมตและความตอเนองของฟงกชน หนวยท 12 อนพนธและการประยกต หนวยท 13 สถตกบการประยกต หนวยท 14 ความนาจะเปนและการประยกต หนวยท 15 กราฟและการประยกต
5
2. วธการศกษาชดวชา
2.1 การเตรยมตวของนกศกษา นกศกษาควรจดเวลาส าหรบศกษาเนอหาทกวน วนละไมนอยกวา 2 ชวโมง โดยเฉพาะอยางยงนกศกษาทมพนฐานความรไมเพยงพอ นกศกตองแบงเวลาในการศกษาอยางเครงครด ควรศกษาคนควาเนอหาจากสออนๆ เพมเตมเพอใหเขาใจเนอหา ถามปญหาสามารถสอบถามเพอนๆ หรออาจารยไดโดยใชสอตางๆ ทเอออ านวย
ขอใหนกศกษามความมานะพยายาม มความมงมนในการเรยน อยาทอถอย ลงมอท าเดยวน อยาผลดวนประกนพรง ในฐานะทเราเปนคร เราตองท าตวใหเปนแบบอยางของนกเรยนเรา ขอใหท างานหนกในวนนแลวความส าเรจจะอยแคเออม และยดคต “ฝนใหไกล ไปใหถง”
2.2 การศกษาชดวชาจากสอหลก ใหนกศกษาท าปฏทนเพอวางแผนดานเวลาส าหรบการอานประมวลสาระและท ากจกรรมในแนวการศกษา ส าหรบแนวการศกษาหนวยท 11-12 ไดมการจดท าขนใหมโดยปรบปรงและเพมเตมแบบฝกหดพรอมเฉลยแบบละเอยดในภาคผนวก 3 ใหนกศกษาด าเนนการศกษาตามปฏทน และตองน าความรทไดจากสอหลกไปท ากจกรรมตามทก าหนดในแนวการศกษา
2.3 การสมมนาเสรม ในการสมมนาเสรมนกศกษาตองศกษาเนอหาสาระจากประมวลสาระ และท ากจกรรมในแนวการศกษาในแนวการศกษาไวกอนลวงหนา และนกศกษาตองท างาน และเกบขอมลเพอไปน าเสนอในการสมมนาเสรม ดงน
2.3.1 การสมมนาเสรมครงท 1 (หนวยท 1 – 8) ใหนกศกษาท ากจกรรมตามทก าหนดในภาคผนวก 1 สงในรปแบบรายงานและน าเสนอในการสมมนาเสรมครงท 1 (วนท 29-30 ตลาคม 2559)
2.3.1 การสมมนาเสรมครงท 2 (หนวยท 9 – 15) ใหนกศกษาท ากจกรรมตามทก าหนดในภาคผนวก 2 สงในรปแบบรายงานและน าเสนอในการสมมนาเสรมครงท 2 (วนท 26-27 พฤศจกายน 2559)
2.4 การประเมนผล กจกรรมภาคปฏบตรอยละ 40 และการสอบไลรอยละ 60
2.4.1 กจกรรมภาคปฏบต คดคะแนนจากกจกรรมการสมมนาเสรมทงสองครง รอยละ 20 ตอครง ทงนนกศกษาตองสงงานให ครบถวน ทกชน
2.4.2 การสอบไล คดคะแนนจากการท าแบบทดสอบประเภทเขยนตอบ 6 ขอ เวลาสอบ 3 ชวโมง นกศกษาตองเขาสอบ ณ สถานททมหาวทยาลยจดใหนกศกษาเทานน
****-------------------------------------------------------------***
6
ภาคผนวก 1 ส าหรบการสมมนาเสรมครงท 1 (หนวยท 1 – 8)
หนวยท 1 เซตและตรรกศาสตร 1. จงพจารณาเซตทก าหนดใหตอไปน
}06|{ 2 xxxA }22|{ xxB
}22|{ xxC
bab
aD ,|{ เปนจ านวนเตมท }0b
}1|{ 2 xxE cQQF
),...}12(5,...,15,10,5{ nG 1) เขยนค าตอบลงในชองวางใหตรงกบลกษณะของเซต
เซต นบไดหรอนบไมได
เขยนเซตแบบแจกแจงสมาชก กราฟของเซต จ านวนเชงการนบของเซต
G
F
E
D
C
B
A
2) จงเปรยบเทยบจ านวนเชงการนบของเซตทก าหนดกบ 0 และ 1 พรอมอธบายเหตผลประกอบ
2. }27|{ 3 xxA 1) จงแจกแจงเซตยอยทงหมดของ A 2) จงแจกแจงเซตยอยแททงหมดของ A 3) จงเขยนเซตก าลงของ A
3. ก าหนด B เปนเซตจ ากด มสมาชก 9 ตว 1) เซตยอยของ B มทงหมดกเซต จงแสดงวธคด
2) เซตยอยแทของ B มทงหมดกเซต จงแสดงวธคด 4. ก าหนด }10,...,3,2,1{U และ }10,7,4,1{A , }5,4,3,2,1{B และ }8,6,4,2{C จงหา
1) )( ACB
7
2) CBA )( 3) |)(|2|)(| CPBP 4) )( CBA เมอ )()( ABBABA
5. จงเขยนแผนภาพเวนนออยเลอรส าหรบเซตตอไปน 1) )()( ACBA 2) CABAC )()( 3) )( ACB 6. จงหาเงอนไขระหวางเซต A และเซต B ทท าใหความสมพนธตอไปนเปนจรง 1) ABA 2) ABA 3) UA 4) BBA )( 7. อาจารยคนหนงไดสอบถามนกเรยนในชนจ านวน 42 คนเกยวกบการทบทวนบทเรยนในสปดาหทแลว
พบวา นกเรยน 9 คนทบทวนบทเรยนในวนศกร นกเรยน 18 คนทบทวนบทเรยนในวนเสาร นกเรยน 30 คนทบทวนบทเรยนในวนอาทตย นกเรยน 3 คนทบทวนบทเรยนทงในวนศกรและวนเสาร นกเรยน 10 คนทบทวนบทเรยนทงในวนเสารและวนอาทตย นกเรยน 6 คนทบทวนบทเรยนทงในวนศกรและวนอาทตย นกเรยน 2 คนทบทวนบทเรยนทงในวนศกร วนเสาร และวนอาทตย
จงหาวา 1) นกเรยนกคนทบทวนบทเรยนในวนอาทตยเทานน 2) นกเรยนกคนทบทวนบทเรยนเพยงวนเดยว 3) นกเรยนกคนไมไดทบทวนบทเรยนเลยในสปดาหทแลว
8. ให BA, และ C เปนเซตใดๆ จงพจารณาขอความตอไปน ถาจรงจงพสจน ถาไมจรง ใหยกตวอยางคาน
1) ABAA )( 2) )()()( CABACBA 3) )()( ABBA 4) ccc BABA )( 5) )()()( CABACBA 6) ถา BA และ CB แลว CBA
9. จงพจารณาขอความทก าหนดใหตอไปน ขอความใดเปนประพจน พรอมทงอธบายเหตผลประกอบ ก. วนนหมะตกท มสธ. ข. 12 มากกวา 20 ค. Oh !! My GOD
8
ง. ไกเกดกอนไข จ. ชมพ อารยา เปนนกแสดงหญงทสวยทสดในประเทศไทย
ฉ. 0)1sinln( 2)12( xe x 10. จงสรางตารางคาความจรง เพอตรวจสอบประพจนสมมล
1) qpqp ~ 2) pqqp ~~ 3) )()( rqprqp
11. จงตรวจสอบประพจนทก าหนดใหวาเปนสจนรนดรหรอไม 1) )()~( rppr 2) )()( qppq
12. ก าหนด )(xP แทนขอความ 2x และ ),( yxQ แทนขอความ 4 yx 1) จงเขยนขอความแทนประพจน )],()([ yxQxPyx พรอมอธบาย
2) จงเขยนนเสธของประพจนในขอ 1) พรอมอธบาย 13. จงแสดงการตรวจสอบวา การอางเหตผลทก าหนดให สมเหตสมผลหรอไมอยางไร
1) ถาจ านวนจ านวนหนงเปนพหคณของ 3 จ านวนจ านวนนนยอมลงทายดวย 9, 7, 1 หรอ 3 จ านวน 3,124 ไมไดลงทายดวย 9, 7, 1 หรอ 3 ดงนน 3,124 ไมเปนพหคณของ 3
2) ถาฉนอานประมวลสาระชดวชาคณตศาสตรส าหรบครทกๆวนแลว ฉนจะท าการบานชดวชาคณตศาสตรส าหรบครได ถาฉนท าการบานชดวชาคณตศาสตรส าหรบครไดแลวฉนจะเขาใจชดวชาคณตศาสตรส าหรบครและท าขอสอบชดวชาคณตศาสตรส าหรบครไดได ดงนนฉนอานประมวลสาระชดวชาคณตศาสตรส าหรบครทกๆวนแลวฉนจะท าขอสอบชดวชาคณตศาสตรส าหรบครได
หนวยท 2 ทฤษฎจ านวน 1. จงพจารณาวาขอความทก าหนดใหตอไปนเปนจรงหรอไม ถาจรงจงพสจน ถาไมจรงใหยกตวอยางคาน
1) สองเทาของจ านวนคบวกกบจ านวนคเปนจ านวนค 2) ส าหรบจ านวนเตม n ใดๆ ถา 2n เปนจ านวนเตมค แลว n เปนจ านวนเตมคดวย 3) ส าหรบจ านวนจรง x และ y ใดๆ 22 yx กตอเมอ yx 4) ผลคณของจ านวนนบสามจ านวนทเรยงตดกนหารดวย 3 ลงตว
2. จงใชหลกอปนยเชงคณตศาสตรพสจนขอความตอไปน เมอ n เปนจ านวนเตมบวกใด ๆ 1) )1(28642 nnn
2) 6
)12)(1(4321 2222
nnn
n
3) 122 nn ส าหรบทก 3n
9
หนวยท 3 พหนาม สมการ และอสมการ 1. จงแยกตวประกอบพหนาม 6252056 234 xxxx ซงม 2x และ 13 x เปนตว
ประกอบ 2. จงหาจ านวนเตม k ทท าใหสมการ 2 ( 6) 8 0x k x k มผลเฉลยเทากน 3. ก าหนด a เปนเศษเหลอทไดจากการหาร 46 x ดวย 2x ถา )2(1282 aba แลวจงหา
คาของ b
หนวยท 4 การพสจนทางเรขาคณต 1. ก าหนดรปสามเหลยมมมฉาก XYZ ซงม YZX ˆ เปนมมฉาก และ ZYX ˆ กาง 30 จงแสดงวธหา
อตราสวนของ XY : YZ : ZX 2. จงแสดงวธหาเสนทแยงมมของกลองทรงสเหลยมมมฉากทมความกวาง ความยาว และความสงเทากบ
a, b และ c หนวย ตามล าดบ
3. จากรปสามเหลยม ก าหนดให CADDBA ˆˆ และ AD ยาวเปนสองเทาของ BD และ BD ยาว
1 หนวย แลวจงแสดงวธหาผลบวกของความยาวเสนรอบรปของสามเหลยม ABC A B D C
10
หนวยท 5 เรขาคณตและการประยกต 1. จงพจารณาวาขอใดเปนความยาวดานของรปสามเหลยมมมฉาก เพราะเหตใด
1) 3, 4, 5 2) 7, 23, 25 3) 11, 60, 62 4) 12, 35, 37 5) 20, 21, 29 6) 20, 99, 100
หนวยท 6 แบบรปทางคณตศาสตร 1. ใหนกศกษาแสดงทศนะเกยวกบแบบรปทางคณตศาสตร และประเภทของแบบรป 2. ถาน าลกบาศกเลกๆ ขนาดเทากนจ านวน 64 ลก มาประกอบกนเปนลกบาศกใหญลกหนง แลวทาส
เขยวทหนาทกหนาของลกบาศกใหญ รอใหสแหงแลวแกะออกจากกน ใหหาจ านวนลกบาศกทมลกษณะตอไปน
1) ไมมสเขยวทหนาใดเลย 2) มหนาสเขยว 1 หนา 3) มหนาสเขยว 2 หนา 4) มหนาสเขยว 3 หนา
3. จากขอ 2 จงหาค าตอบกรณทมลกบาศก n3 ลก 4. แฟรคทล (Fractal) คออะไร จงอธบายพรอมทงแสดงตวอยาง 3 ตวอยาง
หนวยท 7 ความสมพนธและฟงกชน 1. ให เปนเซตของจ านวนจรง
ก าหนดความสมพนธ }2|),{( 2xyyxR จงหา 1) โดเมน และ เรนจของความสมพนธ R
2) ความสมพนธผกผน 1R 2. ให เปนเซตของจ านวนเตมบวก
ก าหนด }|),{(1 yxyxr และ }|),{(2 yxyxr
จงหา 21 rr และพจารณาวา 21 rr เปนความสมพนธบน หรอไมอยางไร 3. ก าหนดความสมพนธ }0,4|),{( 22
1 xyxyxr และ }0,4|),{( 22
2 yyxyxr 1) จงหาความสมพนธผกผนของ 1r และ 2r 2) จงวาดกราฟของความสมพนธ 1r และ 2r ความสมพนธผกผนของ 1r และ 2r 3) 1r และ 2r เปนฟงกชนหรอไม เพราะเหตใด
4. ก าหนดให 2)( 2 xxf และ 53)( xxg จงหา )1)(( gf และ )1)(( fg
11
5. ทศนยมซ ามความเกยวของกบอนกรมเรขาคณตอยางไร จงอธบายการแปลงทศนยมซ าใหเปนเศษสวนโดยใชความรเกยวกบอนกรมเรขาคณต
หนวยท 8 ฟงกชนตรโกณมตและการประยกต 1. จงหาคาของ
1) 90sin 2) 105cos 3) 135tan 4) 220cot
2. ก าหนดให 3
1tan A จงหาคา
AA
AA
cossec
sincosec
3. ก าหนดสามเหลยม ABC ท 4
3
2tan
A และ
2
1
2tan
B จงหาคาของ Ccos
******************************************
12
ภาคผนวก 2 การสมมนาเสรมครงท 2 (หนวยท 9 – 15)
หนวยท 9 พนฐานเรขาคณตวเคราะห 1. ก าหนดให P(1, 6), Q(5, 2), R(-1, -4) และ S(-2, 3) เปนจดบนระนาบ จงตอบค าถามตอไปน
1) หาสมการเสนตรงทผานจด PS 2) รปสเหลยม PQRS เปนรปสเหลยมประเภทใด จงใหเหตผลโดยใชความรเรองความชน 3) จด Q อยหางจากเสนตรงทผานจด PS กหนวย
2. จงวเคราะหลกษณะของสมการตอไปน (ระบวาเปนสมการอะไร มรายละเอยดอะไรบาง ฯ) 1) 0109322501625 22 yxyx
2) 0473254169 22 yxyx
3) xyy 6100202 4) 018161616 22 yxyx
หนวยท 10 ฟงกชนเลขยกก าลง ฟงกชนลอการทมและการประยกต 1. ก าหนดให )11(log)12(log)3(log 2
333 xxx จงหาคา x
2. จงแสดงวธหาคาของ n
nn
nn1
112
1213
33
33
3. หนดฝากเงนไวกบสถาบนการเงนแหงหนงจ านวน 1,000,000 บาท เพอเปนเงนศกษาตอ ไดดอกเบยรอยละ 6.5 โดยคดดอกเบยทบตนอยางตอเนอง จงหาวา หนดจะตองฝากเงนไวเปนเวลากปจงจะไดเงนฝากเพมขนเปนสามเทา (ก าหนดให 099.13ln และสตรเงนรวมเมอคดดอกเบยทบตนอยางตอเนอง คอ rtPeA เมอ P คอเงนตน r คออตราดอกเบย และ t คอ จ านวนป)
หนวยท 11 ลมตและความตอเนองของฟงกชน 1. จงใชนยามของลมตพสจนวาลมตทก าหนดตอไปนใหหาคาได
1) 312lim1
xx
2) xx
lim3
3) 100lim7x
4) 4
2lim
5
x
x
x
2. จงแสดงวธหาลมตของฟงกชนทก าหนดใหตอไปน
1) 1
2lim
2
2
1
x
xx
x 2)
x
x
x
24lim
0
3) xx
x
x
20
11lim 4).
742
135lim
2
2
xx
xx
x
13
5) 754
9lim
23
2
xx
x
x 6)
1032
74lim
2
3
xx
xx
x
7) x
xx
x 38
29lim
2
8)
1
32lim
2
1
x
xx
x
3. จงพจารณาวาฟงกชนทก าหนดใหตอเนองทจดใดบางบนจ านวนจรง เพราะเหตใด
1)
2;2
2;2
42
x
xx
x
xf 2)
2;3
21;1
1;
x
xx
xx
xf
3) 1
22
x
xxxf 4)
9
9
x
xxf
หนวยท 12 อนพนธและการประยกต 1. จงหาอนพนธของฟงกชนทก าหนดใหตอไปนโดยใชนยาม 1) 5)( xf 2) xxf )(
3) xxexf )( 4) x
xxf
ln)(
2. จงแสดงวธหาอนพนธของฟงกชนทก าหนดใหตอไปน 1) ))(cos(sinsin)( 3 xxf 2) )21(tan)( 2 xxf
3) )sin
arctan()(x
xxf 4) )cosarcsec()( 3 xxf
5)
1arctansin
2x
xy 6)
x
xey
x
ln1
tan2
2
7) 3
6
114253 23sin)72()1log(3 x
x
xxxxxexy x
3. จงวาดกราฟของฟงกชนทก าหนดใหตอไปน โดยการหาจดต าสด จดสงสด จดเปลยนความเวา เวาคว า เวาหงาย ฟงกชนเพม และฟงกชนลด (ถาม) 1) 2293 23 xxxxf 2) )32( 33 xxxxf
3) xxxf ln2 4) 2
2
1
3
x
xxf
5) 16223
23
xxx
xf 6) 1
62
2
x
xxxf
4. จงหาขนาดของทรงกระบอกกลมซงมปรมาตรมากทสด และสามารถบรรจลงในกรวยกลมซงมรศม 12 และสง 10
14
5. จงหาขนาดของสเหลยมผนผาทมเสนรอบรปยาวทสด ทสามารถบรรจลงในวงร 12
2
2
2
b
y
a
x
6. เสนลวดยาว L ตองการตดแบงเปน 2 สวน สวนหนงเอาไปขดเปนรปสเหลยมจตรส อกสวนเอาไปขดเปนรปวงกลม 1) จะตดเสนลวด L อยางไร จงจะใหมพนทรวมสองสวนนอยทสด 2) จะตดเสนลวด L อยางไร จงจะใหมพนทรวมสองสวนมากทสด 7. จงหาขนาดของสามเหลยมหนาจวทมพนทมากทสด ถาก าหนดใหเสนรอบรปยาว P
หนวยท 14 ความนาจะเปนและการประยกต 1. ถงกระดาษสน าตาลใบหนง บรรจลกปงปอง 4 ลก ประกอบดวยลกปงปองสแดง สเขยว สขาว และส
เหลอง สละหนงลก ถาหยบลกปงปอง 2 ลกแบบสมจากถง โดยหยบลกปงปองลกแรก แลวใสกลบคน จากนนหยบลกปงปองลกทสอง จงหาความนาจะเปนของเหตการณตอไปน 1) หยบลกปงปองลกใดลกหนงไดสขาว 2) หยบลกปงปองลกแรกไดสเขยวหรอสเหลอง 3) หยบลกปงปองทงสองลกไดสเหมอนกน 4) ลกปงปองทงสองลกไมใชสน าเงน
2. ในการส ารวจความตองการสอทางไกลของนกศกษาปรญญาโท แขนงวชาหลกสตรและการสอน วชาเอกคณตศาสตร จ านวน 52 คน เกยวกบความตองการสอเสรม 3 ประเภท ไดแก สอดวด สอออนไลน และ สอสงพมพในรปแบบทดสอบ ผลการส ารวจ พบวา นกศกษา
29 คนตองการสอดวด 22 คนตองการสอออนไลน 29 คนตองการสอแบบทดสอบ 12 คนตองการสอดวดและสอออนไลน 11 คนตองการสอออนไลนและสอแบบทดสอบ 13 คนตองการสอดวดและสอแบบทดสอบ
1) จงเขยนแผนภาพแทนเซตของสถานการณทก าหนดให 2) ถาสมนกศกษาคนหนงจากนกศกษา 52 คนน จงหาความนาจะเปนท
(1) นกศกษาคนนชอบสอแบบทดสอบเทานน (2) นกศกษาคนนชอบสอออนไลนเทานน (3) นกศกษาคนนชอบสอออนไลนหรอสอดวด (4) นกศกษาคนนไมชอบสอทงสามประเภท
3. ในหองปฏบตการคอมพวเตอร มคอมพวเตอร 30 เครอง โดยคอมพวเตอร 4 เครอง ในคอมพวเตอร 30 เครองนมขอบกพรอง เจาหนาทประจ าหองปฏบตการสมคอมพวเตอรมา 6 เครองเพอท าการทดสอบ และคอมพวเตอรทกตวมโอกาสเทากนทจะถกสมมาทดสอบ ตารางทก าหนดใหคอคาความนาจะเปนท
15
คอมพวเตอร 6 เครองซงถกสมมาทดสอบจะเปนกลองทบกพรอง 0 เครอง, 1 เครอง, 2 เครอง และ 3 เครอง
จ านวนคอมพวเตอรทบกพรอง 0 1 2 3 ความนาจะเปน 0.11 0.21 0.23 0.09
จงหาคาคาดหวงของจ านวนคอมพวเตอรทบกพรองในการทดสอบจากการสมคอมพวเตอร 6 เครองน และแปลความหมายของคาทค านวณได 5. ตารางทก าหนดใหเปนจ านวนนกศกษาแขนงวชาหลกสตรและการสอนรนปการศกษา 2555 ทไดเกรด
เฉลยสะสม ตงแต 3.00 ขนไป และไดเกรด A ในชดวชาการวจยหลกสตรและการเรยนการสอน
วชาเอก/เพศ จ านวนนกศกษาทไดเกรดเฉลยสะสมตงแต 3.00 ขนไป
จ านวนนกศกษาทไดเกรด A ในชดวชาการวจยหลกสตรและการเรยนการสอน
ปฐมวยศกษา 14 8 ภาษาไทย 15 10 ภาษาองกฤษ 13 12 วทยาศาสตร 20 10 คณตศาสตร 18 14 สงคมศกษา 20 12 นกศกษาชาย 50 28 นกศกษาหญง 54 30
ถาสมนกศกษามาหนงคนจากนกศกษาขางตน จงหาความนาจะเปนท 1) นกศกษาไดเกรด A ในชดวชาการวจยหลกสตรและการเรยนการสอน เมอทราบแลววานกศกษาคน
นอยในกลมวชาเอกปฐมวยศกษา 2) นกศกษาไดเกรด A ในชดวชาการวจยหลกสตรและการเรยนการสอน เมอทราบแลววานกศกษาคน
นอยในกลมวชาเอกคณตศาสตร หรอกลมวชาเอกวทยาศาสตร 3) นกศกษาอยในกลมวชาเอกสงคมศกษา เมอทราบแลววานกศกษาคนนไดเกรด A ในชดวชาการวจย
หลกสตรและการเรยนการสอน 4) นกศกษาเปนเพศหญง เมอทราบแลววานกศกษาคนนไดเกรด A ในชดวชาการวจยหลกสตรและการ
เรยนการสอน 5) นกศกษาไดเกรด A ในชดวชาการวจยหลกสตรและการเรยนการสอน เมอทราบแลววานกศกษาเปน
เพศชาย
16
หนวยท 15 กราฟและไดกราฟ
1. จงพจารณากราฟทก าหนดให มทางเดนออยเลอรหรอวงจรออยเลอร หรอไม ถาม จงหา
1G 2G 2. จงพจารณากราฟทก าหนดให มทางเดนแฮมลตนหรอวงจรแฮมลตน หรอไม ถาม จงหา
1H 2H
3. จงระบายสใหกบแผนททก าหนด โดยใชสใหนอยทสดและมเงอนไขวาพนทตดกนหามใชสเดยวกน
**********************************************
ก
ค ง
ข
จ ฉ
17
ภาคผนวก 3
มหาวทยาลยสโขทยธรรมาธราช
บณฑตศกษา สาขาวชาศกษาศาสตร
แนวการศกษาชดวชา คณตศาสตรส าหรบคร
Mathematics for Teachers
22752 หนวยท 11-12
ภาคตน ปการศกษา 2559
โดย อ.ดร.สรรตน อารรกษสกล กองโลก
1
ค าน า
แนวการศกษาเปนเอกสารทนกศกษาจะตองใชควบคกบประมวลสาระชดวชาในระดบบณฑตศกษา แนวการศกษาชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร หนวยท 11-12 ฉบบนไดจดท าขนใหม โดยเพมเตมแบบฝกหดพรอมเฉลยอยางละเอยด รวมทงปรบปรงเนอหาใหเปนปจจบน ทงนไดอางองเนอหาบางสวนจากประมวลสาระและแนวการศกษาชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร หนวยท 11-12 ซงเขยนโดยรองศาสตราจารย ดร.องสนา จนแดง และผลตโดยคณะกรรมการผลตและบรหารชดวชาคณตศาสตรส าหรบคร
สรรตน อารรกษสกล กองโลก
2
สารบญ
หนา ค าน า 1 รายละเอยดชดวชา 4 วธการศกษา 6 หนวยท 11 ลมตและความตอเนองของฟงกชน 7 แผนผงแนวคดหนวยท 11 8
แบบประเมนผลตนเองกอนเรยน 10 ตอน 11.1 ลมตของฟงกชน 13 เรองท 11.1.1 แนวคดเกยวกบลมตของฟงกชน 15 เรองท 11.1.2 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว 17 เรองท 11.1.3 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระมคาเพมขนหรอ ลดลงอยางไมสนสด
20
เรองท 11.1.4 การค านวณหาคาลมตของฟงกชนโดยใชกฏลมต 22 ตอน 11.2 ความตอเนองของฟงกชน 25 เรองท 11.2.1 แนวคดเกยวกบความตอเนองของฟงกชน 26 เรองท 11.2.2 ความไมตอเนองแบบตางๆ 28 แนวตอบกจกรรมหนวยท 11 30 แนวตอบตอนท 11.1 ลมตของฟงกชน 30 แนวตอบตอนท 11.2 ความตอเนองของฟงกชน 41 แบบประเมนผลตนเองหลงเรยน 45 เฉลยแบบประเมนผลตนเองหนวยท 11 48
หนวยท 12 อนพนธและการประยกต 49 แผนผงแนวคดหนวยท 12 50
แบบประเมนผลตนเองกอนเรยน 53 ตอน 12.1 อนพนธ 56 เรองท 12.1.1 แนวคดเกยวกบอนพนธ 57 เรองท 12.1.2 การค านวณหาอนพนธของฟงกชนตางๆ และสตร เกยวกบการหาอนพนธ
60
ตอน 12.2 การประยกตอนพนธของฟงกชน 64 เรองท 12.2.1 การประมาณเชงเสน 65 เรองท 12.2.2 การประยกตอนพนธในการรางกราฟ 67
3
เรองท 12.2.3 อตราสมพทธ และการประยกตคาสงสด และคา ต าสด
69
เรองท 12.2.4 ปฏยานพนธเบองตน 72 แนวตอบกจกรรมหนวยท 12 74 แนวตอบตอนท 12.1 อนพนธ 74 แนวตอบตอนท 12.2 การประยกตอนพนธของฟงกชน 84 แบบประเมนผลตนเองหลงเรยน 97 เฉลยแบบประเมนผลตนเองหนวยท 12 100
4
รายละเอยดชดวชา
ค าอธบายชดวชา 22752 คณตศาสตรส าหรบคร
Mathematics for Teachers การสมมนาแนวคดส าคญ สาระและหลกการของคณตศาสตรพนฐานในเรอง เซต แบบรป
ความสมพนธและฟงกชน จ านวนและการด าเนนการ ตวแปร พหนาม สมการและอสมการ เรขาคณตและการพสจน การวด เรขาคณตวเคราะหและแคลคลส สถตและความนาจะเปน และสาระอน ๆ ของคณตศาสตรทส าคญ การวเคราะหและเชอมโยงสาระและหลกการของคณตศาสตร พนฐานกบคณตศาสตรในระดบโรงเรยน
วตถประสงค 1. เพอใหมความร ความเขาใจเกยวกบสาระและหลกการของคณตศาสตรพนฐานในเร อง เซต
แบบรป ความสมพนธและฟงกชน จ านวนและการด าเนนการ ตวแปร พหนาม สมการและอสมการ เรขาคณตและการพสจน การวด เรขาคณตวเคราะหและแคลคลส สถตและความนาจะเปน และสาระอนๆ ของคณตศาสตรทส าคญ
2. เพอใหสามารถวเคราะหและเชอมโยงสาระและหลกการของคณตศาสตร พนฐานกบคณตศาสตรในระดบโรงเรยน
5
รายชอหนวยการสอน
หนวยท 1 เซตและตรรกศาสตร หนวยท 2 ทฤษฎจ านวน หนวยท 3 พหนาม สมการ และอสมการ หนวยท 4 การพสจนทางเรขาคณต หนวยท 5 เรขาคณตและการประยกต หนวยท 6 แบบรปทางคณตศาสตร หนวยท 7 ความสมพนธ และฟงกชน หนวยท 8 ฟงกชนตรโกณมตและการประยกต หนวยท 9 พนฐานเรขาคณตวเคราะห หนวยท 10 ฟงกชนเลขยกก าลง ฟงกชนลอการทม และการประยกต หนวยท 11 ลมตและความตอเนองของฟงกชน หนวยท 12 อนพนธและการประยกต หนวยท 13 สถตกบการประยกต หนวยท 14 ความนาจะเปนและการประยกต หนวยท 15 กราฟและการประยกต
6
วธการศกษา ประมวลสาระชดวชาเปนเอกสารทบรรจเนอหาสาระของแตละหนวยอยางละเอยด โดยใชควบคกบแผนกจกรรมการศกษา และแนวการศกษา มล าดบขนตอนการใชดงน
1. ศกษารายละเอยดชดวชา 2. ศกษารายละเอยดของแตละหนวย โดยมขนตอนดงน
a. ศกษาแผนผงแนวคด แผนการสอนประจ าหนวย และท าแบบประเมนผลตนเองกอนเรยน พรอมทงตรวจค าตอบจากเฉลยในแนวการศกษา
b. ศกษาแผนการสอนประจ าหนวยทปรากฏในประมวลสาระชดวชาใหเขาใจกอน
c. ศกษาแผนการสอนประจ าตอน ทงจากแนวการศกษาและประมวลสาระชดวชา
d. ศกษารายละเอยดของเนอหาสาระในแตละเรองในประมวลสาระชดวชา พรอมทงศกษาจากสาระสงเขปในแตละหวเรองทปรากฏในแนวการศกษา
e. ปฏบตกจกรรมทปรากฏในทายเรองแตละเรองในแนวการศกษา พรอมทงตรวจสอบค าตอบจากแนวตอบไปดวย
f. ท าแบบประเมนผลหลงเรยน ภายหลงจากศกษาเนอหาสาระในหนวยนน
7
หนวยท 11
ลมตและความตอเนองของฟงกชน
ดร.สรรตน อารรกษสกล กองโลก
8
แผนผงแนวคดหนวยท 11
11.2 ความตอเนองของฟงกชน
11.2.1 แนวคดเกยวกบความตอเนองของฟงกชน
11.2.2 ความไมตอเนองแบบตางๆ
11.1 ลมตของฟงกชน 11.1.3 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระมคาเพมขนหรอลดลงอยางไมสนสด
11.1.4 การค านวณหาคาลมตของฟงกชนโดยใชกฏลมต
11.1.1 แนวคดเกยวกบลมตของฟงกชน
11.1.2 คอมโพสตของการแปลง
ลมตและความตอเนองของฟงกชน
9
หนวยท 11 ลมตและความตอเนองของฟงกชน เคาโครงเนอหา
ตอน 11.1 ลมตของฟงกชน เรองท 11.1.1 แนวคดเกยวกบลมตของฟงกชน เรองท 11.1.2 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว เรองท 11.1.3 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระมคาเพมขนหรอ ลดลงอยางไมสนสด เรองท 11.1.4 การค านวณหาคาลมตของฟงกชนโดยใชกฏลมต ตอน 11.2 ความตอเนองของฟงกชน เรองท 11.2.1 แนวคดเกยวกบความตอเนองของฟงกชน เรองท 11.2.2 ความไมตอเนองแบบตางๆ
แนวคด
1. การหาลมตเปนการหาวาคาของฟงกชนจะมคาเขาใกลคาคงตวใด เมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว หรอมคาเพมขน/ลดลงอยางไมสนสด การค านวณหาลมตของฟงกชนประกอบรปแบบตางๆ จะท าไดงายและรวดเรวขนโดยใชกฎของลมต
2. ฟงกชนทหาลมตไดเมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว และมลมตเทากบคาของฟงกชนทคาคงตวนนจะมกราฟไมขาดตอน ณ ทนน เราเรยกฟงกชนชนดนวาฟงกชนตอเนอง สวนฟงกชนทมกราฟขาดตอนจะเปนฟงกชนไมตอเนอง
วตถประสงค เมอศกษาหนวยท 11 จบแลว นกศกษาสามารถ
1. อธบายไดวามการน าลมตไปใชในปญหาตางๆไดอยางไร และฟงกชนมคาเขาใกลคาคงตวใดหรอไม เมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตวคาหนง หรอตวแปรอสระเพมขน/ลดลงอยางไมสนสด
2. ค านวณหาลมตของฟงกชนรปแบบตางๆ 3. อธบายและตรวจสอบไดวา ฟงกชนทศกษาเปนฟงกชนทมความตอเนองทใดหรอไม และถา
ฟงกชนไมตอเนองจะไมตอเนองแบบใด
10
แบบประเมนตนเองกอนเรยน วตถประสงค เพอประเมนความกาวหนาในการเรยนรของนกศกษาเกยวกบเรอง “ลมตและความตอเนองของฟงกชน” ค าแนะน า อานค าถามแลวเขยนวงกลมลอมรอบขอค าตอบทถกตอง นกศกษามเวลาท าแบบประเมนชดน 60 นาท 1. ความหมายของ 1lim
1
xf
x ตรงกบขอใด
ก. เมอ x เขาใกลคาคงตว 1 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว 1 เพยงคาเดยว ข. เมอ x เขาใกลคาคงตว 1 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว -1 เพยงคาเดยว ค. เมอ x เขาใกลคาคงตว -1 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว 1 เพยงคาเดยว ง. เมอ x เขาใกลคาคงตว -1 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว -1 เพยงคาเดยว
2. คาของ xxx
1lim3lim
3 ตรงกบขอใด
ก. 3 ข. -3 ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
3. คาของ 92
12lim
2
3
xx
xx
x ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. 2 ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
4. คาของ 21 )1(
3lim
xx ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. 3
11
ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
5. คาของ 3
4 )4(lim
x
x
x ตรงกบขอใด
ก. 1 ข. -1 ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
6. คาของ 1
1lim
21
x
x
x ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. 1
ค. 2
1
ง. 2
1
7. คาของ 103
56lim
2
2
5
xx
xx
x ตรงกบขอใด
ก. 3
4
ข. 7
4
ค. 3
6
ง. 7
6
8. คาของ 3
9lim
9
x
x
x ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. 3 ค. 6 ง. 9
12
จงใชกราฟ f(x) ตอบค าถามขอ 9-10
2 1 1 2 3 4 9. จากกราฟ f(x) ตอเนองท x = 2 หรอไม เพราะเหตใด ก. ตอเนอง เพราะลมตของฟงกชนท x = 2 หาคาได ข. ตอเนอง x เพราะคาของฟงกชนท x = 2 หาคาไดและมคาเทากบคาของลมตท x = 2 ค. ไมตอเนอง เพราะลมตของฟงกชนท x = 2 หาคาไมได ง. ไมตอเนอง x เพราะคาของฟงกชนท x = 2 หาคาไดแตไมเทากบคาของลมตท x = 2 10. จากกราฟท x = 1 ฟงกชน f(x) มความไมตอเนองชนดใด ก. ไมตอเนองชนดขจดได ข. ไมตอเนองชนดกระโดด ค. ไมตอเนองชนดอนนต ง. ฟงกชน f(x) ตอเนองท x = 1
13
ตอนท 11.1
ลมตของฟงกชน โปรดอานแผนการสอนประจ าตอนท 11.1 แลวจงศกษาเนอหาสาระ พรอมปฏบตกจกรรมในแนวการศกษาตอนท 11.1 หวเรอง เรองท 11.1.1 แนวคดเกยวกบลมตของฟงกชน เรองท 11.1.2 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว เรองท 11.1.3 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระมคาเพมขนหรอลดลงอยางไมสนสด เรองท 11.1.4 การค านวณหาคาลมตของฟงกชนโดยใชกฏลมต แนวคด
1. ลมตของฟงกชนเปนเรองทมความส าคญเรองหนงซงใชอธบายหรอหาค าตอบปญหาบางอยางในทางประยกต การหาลมตของฟงกชนไมใชสงเดยวกบการหาคาของฟงกชน
2. ก าหนดฟงกชน )(xf เปนฟงกชนคาจรงของตวแปรอสระ x ทเปนจ านวนจรง ถา x เขาใกลคาคงตว a ทก าหนด ทงทางดานซาย ( ax ) และดานขวา ( ax ) แลวฟงกชน )(xf มคาเขาใกลคาคงตว L เพยงคาเดยว จะกลาววาฟงกชน )(xf หาคาลมตไดท a เขยนแทนดวย Lxf
ax
lim ถาหากในกรณทตวแปรอสระ x เขาใกลคาคงตว a ทก าหนดจากทาง
ดานซายหรอดานขวาเพยงดานใดดานหนง แลวฟงกชน )(xf มคาเขาใกลคาคงตว L เพยงคาเดยว จะกลาววา ฟงกชน )(xf หาคาลมตทางเดยวท a ได ซงแบงได 2 กรณ คอ 1) ถา x เขาใกลคาคงตว a จากทางดานซาย ( ax ) แลวฟงกชน )(xf มคาเขาใกลคาคงตว L เพยงคาเดยว จะกลาววาฟงกชน )(xf หาคาลมตทางซายท a ได เขยนแทนดวย
Lxfax
lim และ 2) ถา x เขาใกลคาคงตว a จากทางดานขวา ( ax ) แลวฟงกชน
)(xf มคาเขาใกลคาคงตว L เพยงคาเดยว จะกลาววาฟงกชน )(xf หาคาลมตทางขวาท a ได เขยนแทนดวย Lxf
ax
lim
3. ในกรณทตวแปรอสระมคาเพมขน/ลดลงอยางไมสนสด นนคอ x หรอ x แลวฟงกชน )(xf มคาเขาใกลคาคงตว L เพยงคาเดยว จะกลาววาฟงกชน )(xf หาลมตทอนนตได เขยนแทนดวย Lxf
x
lim หรอ Lxf
x
lim
4. การค านวณหาคาลมตของฟงกชนประกอบสามารถท าไดงายขนโดยใชกฎของลมต
14
วตถประสงค เมอศกษาตอนท 11.1 จบแลว นกศกษาสามารถ
1. อธบายความแตกตางระหวางคาของลมตกบคาของฟงกชน 2. บอกความหมาย หรออธบายถงหลกการและขนตอนการหาลมตของฟงกชนแบบตางๆ 3. ค านวณหาและตรวจสอบไดวา เมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว หรอมคาเพมขน/ลดลงอยางไม
สนสด ฟงกชนมคาเขาใกลคาคงตวใดเพยงคาเดยวหรอไม 4. บอกความหมายเชงเรขาคณตของฟงกชนทศกษาเมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว หรอมคา
เพมขน/ลดลงอยางไมสนสด
15
เรองท 11.1.1 แนวคดเกยวกบลมตของฟงกชน สาระสงเขป แนวคดเกยวกบลมตของฟงกชน )(xfy เปนเรองทแสดงเกยวกบการหาคาคงตว L ทฟงกชน
)(xf ลเขาหา เมอตวแปรอสระ x ของฟงกชนเขาใกลคาคงตว a คาหนง ลมตของฟงกชนถกน าไปประยกตใชกบปญหาตางๆ เชน ปญหาความเรว การหาความชนเสนสมผสกราฟ และปญหาเกยวกบการหาสวนเปลยนแปลงของฟงกชนเทยบกบสวนเปลยนแปลงของตวแปรอสระ (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 11 ตอนท 11.1 เรองท 11.1.1) กจกรรม 11.1.1 1. เครองตรวจจบคลนหวใจ ถกน าไปใชวดอตราการเตนของหวใจคนไขหลงจากการผาตด โดยประมวลจ านวนครงของการเตนของหวใจหลงเวลาผานไป t นาท เมอน าขอมลในตารางไปวาดกราฟจะไดความชนของเสนสมผสกราฟแทนอตราการเตนของหวใจตอนาท t (นาท) 36 38 40 42 44 การเตนของหวใจ h (ครง) 2528 2659 2804 2946 3078 เครองตรวจจบคลนจะประมาณคานโดยการค านวณความชนของเสนตดโคง จงใชขอมลดงกลาวประมาณอตราการเตนของหวใจคนไขหลงจากเวลา 40 นาท โดยใชเสนตดโคงทจด t ตามทก าหนดใหและบอกขอสรป 1.1) t = 36 และ t = 40 1.2) t = 40 และ t = 42 1.3) t = 38 และ t = 40 1.4) t = 40 และ t = 44 2. ให P(8,2) เปนจดบนเสนโคง 3 xy ถา ),( 3 xxQ เปนจดใดๆบนเสนโคง จงค านวณหาความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x ตอไปน 2.1) x = 7.5 2.2) x = 7.9 2.3) x = 7.99
2.4) x = 8.5 2.5) x = 8.1 2.6) x = 8.01 3. ถาขวางลกบอลขนไปในอากาศดวยความเรว 30 ฟต/วนาท โดยทความสงจากพนดนของลกบอลทเวลา t วนาทใดๆ ก าหนดดวยสมการ 21230 tty 3.1 จงหาความเรวเฉลยในชวงเวลาทก าหนดให
3.3.1) [3,3.1] 3.3.2) [3,3.01] 3.3.3) [3,3.001] 3.2 จงหาความเรวชวขณะทเวลาผานไป 3 วนาท
4. ก าหนดระยะทางทรถแลนได ดงน เวลา t (นาท) 0 1 2 3 4 5
16
ระยะทาง s (เมตร) 0 4 12 28 40 48 จงหาความเรวเฉลยในชวงเวลาทก าหนดให 4.1) [2,5] 4.2) [2,4] 4.3) [2,3] บนทกค าตอบกจกรรม 11.1.1 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
17
เรองท 11.1.2 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงท สาระสงเขป การหาลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระเขาใกลคาคงตว a ตางจากการหาคาของฟงกชนท a ซงคาของลมตทหาไดอาจมคาเทากบหรอไมเทากบคาของฟงกชนท a และ ลมตของฟงกชนจะหาคาได กตอเมอลมตทางซายท a ( ax ) และลมตทางขวาท a ( ax ) หาคาไดเปนคาคงตวเดยวกน ในบางครงลมตของฟงกชนท a ( ax ) อาจไมเปนคาคงตว แตมคาเพมขนหรอลดลงอยางไมสนสด นนคอมคาเปนอนนต ( ) หรอลบอนนต ( ) ในกรณเชนนจะกลาววา ฟงกชนไมมลมตท a ซงมความหมายทางเรขาคณตวา กราฟของฟงกชนเบนเขาหาเสนตรง x = a และเรยกเสนตรงเสนนวาเสนก ากบแนวดง (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 11 ตอนท 11.1 เรองท 11.1.2) กจกรรม 11.1.2 1. จงใหความหมายของ 3)(lim
1
xf
x และจงอธบายวาเปนไปไดหรอไมทขอความนจะเปนจรงโดยท
ม 3)1( f 2. จงใหความหมายของ 1)(lim
2
xf
x และ 1)(lim
2
xf
x ในกรณนจงอธบายวา เปนไปไดหรอไม
ท )(lim2
xfx
จะหาคาได
3. จงใหความหมายของ
)(lim1
xfx
และ
)(lim1
xfx
4. ก าหนดกราฟ )(xf ดงรป y x 1 2 3 4
3
2
18
จงหาคาลมตทก าหนดใหตอไปน ถาหาได แตถาหาไมได เพราะเหตใด จงใหเหตผลประกอบ 4.1) )(lim
0xf
x 4.2) )(lim
0xf
x 4.3) )(lim
0xf
x 4.4) )0(f
4.5) )(lim1
xfx
4.6) )(lim1
xfx
4.7) )(lim1
xfx
4.8) )1(f
4.9) )(lim2
xfx
4.10) )(lim2
xfx
4.11) )(lim2
xfx
4.12) )2(f
4.13) )(lim3
xfx
4.14) )(lim3
xfx
4.15) )(lim3
xfx
4.16) )3(f
4.17) )(lim4
xfx
4.18) )(lim4
xfx
4.19) )(lim4
xfx
4.20) )4(f
5. ก าหนดฟงกชน
xxf
1sin)( จงหาคาของฟงกชนเตมในตาราง
x f (x )-0.1-0.01
-0.0001-0.000001
-0.000000010.00000001
0.0000010.0001
0.010.1
จากนนพจารณาจากตารางเพอหาวา
xx
1sinlim
0 หาคาไดหรอไม เพราะเหตใด
6. จงวาดกราฟของฟงกชนคราวๆ และหาคาลมตทอนนตตอไปน
6.1)
30
1lim
xx 6.2)
21 )1(
1lim
xx
6.3) 3
3 )3(
5lim
xx 6.4)
2lim
2
2 x
x
x
บนทกค าตอบกจกรรม 11.1.2 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
19
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
20
เรองท 11.1.3 ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระมคาเพมขนหรอลดลงอยางไมสนสด สาระสงเขป ลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระมคาเพมขนหรอลดลงอยางไมสนสด อาจมคาเปนคาคงตวหรอไมเปนคาคงตว (มคาอนนต ( ) หรอมคาลบอนนต ( )) กได ถาคาลมตทไดเปนคาคงตว L จะไดวากราฟของฟงกชนเบนเขาหาเสนตรง y = L และเรยกเสนตรงนวาเสนก ากบแนวนอน (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 11 ตอนท 11.1 เรองท 11.1.3) กจกรรม 11.1.3 1. จงแสดงวธหาคาลมตทก าหนดใหตอไปน
1.1) 2
1lim
xx 1.2)
23
52lim
2
2
xx
x
x
1.3) 054
32lim
3
2
xx
x
x 1.4)
24
123lim
2
1
4
1
2
1
3
1
xx
xx
x
2. จงแสดงวธหาคาลมตทก าหนดใหตอไปน
2.1)
3
1lim
xx 2.2)
2)1(
1lim
xx
2.3) 3)3(
5lim
xx 2.4)
2lim
2
x
x
x
บนทกค าตอบกจกรรม 11.1.3 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
21
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
22
เรองท 11.1.4 การค านวณหาคาลมตของฟงกชนโดยใชกฏของลมต สาระสงเขป กฎของลมตชวยใหค านวณหาคาลมตของฟงกชนทซบซอนไดงายและรวดเรวขน กฏของลมตขนพนฐาน ให Lxf
ax
lim และ Mxg
ax
lim เมอ MLa ,, เปนคาคงตว จะไดวา
1) kkax
lim เมอ k เปนคาคงตว
2) axax
lim
3) Lkxfkxfkaxax
)(lim)(lim k; เปนคาคงตว
4) MLxgxfxgxfaxaxax
)(lim)(limlim
5) MLxgxfxgxfaxaxax
)(lim)(limlim
6)
M
L
xg
xf
xg
xf
ax
ax
ax
lim
limlim 0lim;
xg
ax
7) nn
ax
n
axLxfxf
limlim n; เปนจ านวนเตมบวก
8) nax
n
axxfxf
limlim
n
n
L
L
9) Mxg
ax
xg
axLxfxf ax
lim)(limlim 0; L
กฎของลมตเกยวกบฟงกชนพหนามและฟงกชนตรรกยะ 1) ถา xP เปนฟงกชนพหนาม(Polynomial function) และ a เปนจ านวนจรง แลว
aPxPax
lim
2) ให xQ
xPxf เปนฟงกชนตรรกยะ (Rational function) โดยท
n
nxaxaxaaxP .....2
210 และ m
mxbxbxbbxQ .....2
210 เปนฟงกชนพห
นาม แลว
aQ
aP
xQ
xP
ax
lim เมอ 0aQ
; n เปนจ านวนเตมค และ L > 0
; n เปนจ านวนเตมค
23
(โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 11 ตอนท 11.1 เรองท 11.1.4) กจกรรม 11.1.4 1. จงใชกฏของลมตแสดงวธหาคาลมตตอไปน
1.1) 25lim2
xx
1.2) )114(lim 3
3
xx
x
1.3) 75
43lim
2
x
x
x 1.4) 5
243lim
x
x
1.5) 22lim 2
1
xx
x 1.6)
x
xx
x 35
12lim
23
2
1.7) 3 2
5943lim
xx
x 1.8) x
xtanlim
0
1.9) x
xe
0lim
1.10) xx
lnlim1
2. จงใชกฏของลมตแสดงวธหาคาลมตตอไปน
2.1) 25
5lim
25
x
x
x 2.2)
2
2lim
2
2
x
xx
x
2.3) x
x
x
11lim
0
2.4)
4
2lim
4
x
x
x
2.5) 1
2lim
2
2
1
x
xx
x 2.6)
x
xx
x 38
29lim
2
2.7) x
x
x
2sinlim
0 2.8)
x
x
x
tanlim
0
บนทกค าตอบกจกรรม 11.1.4 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
24
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
25
ตอนท 11.2
ความตอเนองของฟงกชน โปรดอานแผนการสอนประจ าตอนท 11.2 แลวจงศกษาเนอหาสาระ พรอมปฏบตกจกรรมในแนวการศกษาตอนท 11.2 หวเรอง เรองท 11.2.1 แนวคดเกยวกบความตอเนองของฟงกชน เรองท 11.2.2 ความไมตอเนองแบบตางๆ แนวคด
1. ในการหาลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระเขาใกลจดๆหนงทก าหนด ถาลมตของฟงกชนหาคาไดเทากบคาของฟงกชนทจดๆนน จะกลาววาฟงกชนมความตอเนองทจดนน
2. ความไมตอเนองของฟงกชนทจดๆหนงมหลายแบบ ขนอยกบคาของฟงกชนทจดทก าหนด และคาลมตของฟงกชนเมอตวแปรอสระเขาใกลจดเดยวกน
วตถประสงค เมอศกษาตอนท 11.2 จบแลว นกศกษาสามารถ
1. อธบายและตรวจสอบไดวา ฟงกชนทก าหนดใหมความตอเนองทใดหรอไม 2. อธบายความแตกตางของความไมตอเนองของฟงกชนในแบบตางๆ
26
เรองท 11.2.1 แนวคดเกยวกบความตอเนองของฟงกชน สาระสงเขป ฟงกชนตอเนองทจดใดจะหาลมตไดทจดนน แตในทางกลบกนนนไมจรง นนคอ ฟงกชนหาลมตไดทจดใดไมจ าเปนตองตอเนองทจดนน กราฟของฟงกชนทตอเนองทจด a จะมเสนกราฟทไมขาดตอนทจด a ดวย นยาม (ความตอเนอง) ฟงกชน xf ตอเนองทจด a กตอเมอ สอดคลองคณสมบตทง 3 ขอตอไปน 1) af หาคาได 2) xf
axlim หาคาได
3) afxfax
lim
หากขากคณสมบตขอใดขอหนง แลวฟงกชน xf จะไมตอเนองทจด a (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 11 ตอนท 11.2 เรองท 11.2.1) กจกรรม 11.2.1 1. พจารณากราฟ xf ในกจกรรม 11.1.2 ขอ 4 แลวตอบค าถามตอไปน 1.1) xf ตอเนองทจด 0 หรอไม เพราะเหตใด 1.2) xf ตอเนองทจด 1 หรอไม เพราะเหตใด 1.3) xf ตอเนองทจด 2 หรอไม เพราะเหตใด 1.4) xf ตอเนองทจด 3 หรอไม เพราะเหตใด 1.5) xf ตอเนองทจด 4 หรอไม เพราะเหตใด
2. จงแสดงวา
2;2
2;2
42
x
xx
x
xf ไมตอเนองท 2x
3. จงแสดงวา
0;1
0;sin
x
xx
x
xf ตอเนองท 0x
4. จงพจารณาวา
2;3
21;1
1;
x
xx
xx
xf ตอเนองทจดใดบางบนจ านวนจรง
5. จงพจารณาวา xxx
xxf
2
123
2
ตอเนองทจดใดบางบนจ านวนจรง
27
บนทกค าตอบกจกรรม 11.2.1 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
28
เรองท 11.2.2 ความไมตอเนองแบบตางๆ สาระสงเขป ฟงกชนไมตอเนองทจดใดจะมกราฟขาดตอนทจดนน ซงลกษณะความไมตอเนองของฟงกชนทจดใดจะขนอยกบรปแบบลมตของฟงกชนทจดนนๆ ชนดของความไมตอเนองม 3 แบบ คอ แบบขจดได แบบกระโดด และแบบอนนต (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 11 ตอนท 11.2 เรองท 11.2.2) กจกรรม 11.2.2 จงวาดกราฟของฟงกชน )(xf ทก าหนด พรอมทงบอกวาฟงกชนไมตอเนองทจดใดบางบนจ านวนจรง เพราะเหตใด และมลกษณะความไมตอเนองแบบใด 1. 2 xxf
2. 1
22
x
xxxf
3.
1;2
1;1
22
x
xx
xx
xf
4. x
xf1
บนทกค าตอบกจกรรม 11.2.2 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
29
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
30
แนวตอบกจกรรมหนวยท 11
ลมตและความตอเนองของฟงกชน ตอนท 11.1 ลมตของฟงกชน แนวตอบกจกรรม 11.1.1 1. อตราการเตนของหวใจหลงจากเวลา 40 นาท หาไดจากความชนของเสนตดโคงทจดสองจดใดๆ นนคอ
0
0
0
limtt
hh
tt
เมอ 400 t
1.1) ก าหนด t = 36 และ t = 40
694036
28042528lim
0
tt
ดงนนอตราการเตนของหวใจหลงจากเวลา 40 นาท คอ 69 ครงตอนาท 1.2) ก าหนด t = 40 และ t = 42
714042
28042946lim
0
tt
ดงนนอตราการเตนของหวใจหลงจากเวลา 40 นาท คอ 70 ครงตอนาท 1.3) ก าหนด t = 38 และ t = 40
5.724038
28042659lim
0
tt
ดงนนอตราการเตนของหวใจหลงจากเวลา 40 นาท คอ 72.5 ครงตอนาท 1.4) ก าหนด t = 40 และ t = 44
5.684044
28043078lim
0
tt
ดงนนอตราการเตนของหวใจหลงจากเวลา 40 นาท คอ 68.5 ครงตอนาท 2. ก าหนด P(8,2) เปนจดบนเสนโคง y ความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x บนเสนโคง
3 xy คอ 8
2lim
3
8
x
x
x
2.1) ก าหนด x = 7.5
08513.085.7
25.7lim
8
2lim
3
8
3
8
xx x
x
ดงนนความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x = 7.5 คอ 0.08513
31
2.2) ก าหนด x = 7.9
08368.089.7
29.7lim
8
2lim
3
8
3
8
xx x
x
ดงนนความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x = 7.9 คอ 0.08368 2.3) ก าหนด x = 7.99
083368.0899.7
299.7lim
8
2lim
3
8
3
8
xx x
x
ดงนนความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x = 7.99 คอ 0.083368
2.4) ก าหนด x = 8.5
081655.085.8
25.8lim
8
2lim
3
8
3
8
xx x
x
ดงนนความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x = 8.5 คอ 0.081655
2.5) ก าหนด x = 8.1
082988.081.8
21.8lim
8
2lim
3
8
3
8
xx x
x
ดงนนความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x = 8.5 คอ 0.082988
2.6) ก าหนด x = 8.01
083298.0801.8
201.8lim
8
2lim
3
8
3
8
xx x
x
ดงนนความชนของเสนตดโคง PQ ส าหรบคา x = 8.5 คอ 0.083298
3. ก าหนดสมการความความสงของลกบอลจากพนดน คอ 21230 tty
3.1 จงหาความเรวเฉลยในชวงเวลาทก าหนดให คอ 0
0 )()(lim
0 tt
tyty
tt
3.1.1) ก าหนดชวงเวลา [3,3.1]
2.43
31.3
)3(12)3(30)1.3(12)1.3(30lim
)()(lim
22
0
0
00
tttt tt
tyty
ดงนน ความเรวเฉลยของลกบอล คอ -43.2 ฟตตอวนาท 3.3.2) ก าหนดชวงเวลา [3,3.01]
12.42
301.3
)3(12)3(30)01.3(12)01.3(30lim
)()(lim
22
0
0
00
tttt tt
tyty
ดงนน ความเรวเฉลยของลกบอล คอ -42.12 ฟตตอวนาท 3.3.3) ก าหนดชวงเวลา [3,3.001]
012.42
3001.3
)3(12)3(30)001.3(12)001.3(30lim
)()(lim
22
0
0
00
tttt tt
tyty
ดงนน ความเรวเฉลยของลกบอล คอ -42.012 ฟตตอวนาท
32
3.2 จงหาความเรวชวขณะทเวลาผานไป 3 วนาท คอ
h
tyhty
h
)()(lim
0
h
tththt
h
22
0
)(12)(30)(12)(30lim
h
hthththt
h
222
0
1230)2(123030lim
h
hthh
h
2
0
122430lim
h
hth
h
)122430(lim
0
hth
122430lim0
t2430 ดงนน ความเรวชวขณะทเวลาผานไป 3 วนาท คอ 30+24(3) = -42 ฟตตอวนาท
4. ก าหนดระยะทางทรถแลนได ดงน เวลา t (นาท) 0 1 2 3 4 5 ระยะทาง s (เมตร) 0 4 12 28 40 48
ความเรวเฉลยของรถ คอ 0
0
0
limtt
ss
tt
เมอ 20 t
4.1) ชวงเวลาทก าหนด [2,5]
1225
1248lim
2
t
ดงนนความเรวเฉลยของรถ คอ 12 เมตรตอวนาท 4.2) ชวงเวลาทก าหนด [2,4]
1424
1240lim
2
t
ดงนนความเรวเฉลยของรถ คอ 14 เมตรตอวนาท 4.3) ชวงเวลาทก าหนด [2,3]
1623
1228lim
2
t
ดงนนความเรวเฉลยของรถ คอ 16 เมตรตอวนาท แนวตอบกจกรรม 11.1.2 1. 3)(lim
1
xf
x หมายความวา เมอ x เขาใกลคาคงตว 1 ในทศทางซายท x < 1 และทศทางขวาท
x >1 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว 3 เพยงคาเดยว และเปนไปไดท f จะมคาเทากบ -3 ท x = 1 เนองจากคาของลมตไมจ าเปนตองเทากบคาของฟงกชนทจดเดยวกน
33
2. 1)(lim2
xfx
หมายความวา เมอ x เขาใกลคาคงตว 2 ในทศทางซายนนคอท x < 2 แลว
ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว 1 เพยงคาเดยว และ 1)(lim2
xfx
หมายความวา เมอ x เขา
ใกลคาคงตว 2 ในทศทางขวานนคอท x > 2 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว -1 เพยงคาเดยว ซงเปนไปไมไดท )(lim
2xf
x จะหาคาได เนองจากลมตจะหาคาไดทจดใดกตาม ลมตทางซาย
และลมตทางขวาทจดเดยวกนจะตองหาคาไดเปนคาคงตวเดยวกน 3.
)(lim
1xf
x หมายความวา เมอ x เขาใกลคาคงตว -1 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเพมขนไม
สนสด และ
)(lim1
xfx
หมายความวา เมอ x เขาใกลคาคงตว 1 แลว ฟงกชน f(x) จะมคา
ลดลงไมสนสด 4. พจารณากราฟ xf y x 1 2 3 4
4.1) 1)(lim0
xfx
4.2) 1)(lim0
xfx
4.3) 1)(lim0
xfx
4.4) 1)0( f 4.5) 0)(lim
1
xf
x
4.6) 1)(lim1
xfx
4.7) )(lim1
xfx
หาคาไมได เนองจากลมตทางซายและลมตทางขวาทจด x = 1 ไมเทากน
4.8) 1)1( f 4.9) 1)(lim
2
xf
x
3
2
34
4.10) 2)(lim2
xfx
4.11) )(lim2
xfx
หาคาไมได เนองจากลมตทางซายและลมตทางขวาทจด x = 2 ไมเทากน
4.12) )2(f หาคาไมได 4.13) )(lim
3xf
x หาคาไมได และมคาลดลงไมสนสด
4.14) )(lim3
xfx
หาคาไมได และมคาเพมขนไมสนสด
4.15) )(lim3
xfx
หาคาไมได เนองจากลมตทางซายและลมตทางขวาตางกหาคาไมได
4.16) )3(f หาคาไมได 4.17) 1)(lim
4
xf
x
4.18) 5.0)(lim4
xfx
4.19) )(lim4
xfx
หาคาไมได เนองจากลมตทางซายและลมตทางขวาทจด x = 4 ไมเทากน
4.20) 5.0)4( f 5. พจารณาคาของ xf เมอ fDx และ x มคาเขาใกล 0 ( ทงสองทศางท 0,0 xx ) จากตาราง
x f (x )-0.1 0.544021111-0.01 0.506365641
-0.0001 0.305614389-0.000001 0.349993502
-0.00000001 -0.931639027
0.00000001 0.931639027
0.000001 -0.349993502
0.0001 -0.305614389
0.01 -0.506365641
0.1 -0.544021111
จากตาราง จะไดวา
xx
1sinlim
0 มคาเปน 1 และ -1 ในกรณเชนน เรากลาววา xf ไมมลมตทจด x = 0
35
6. 6.1) y
x
จากกราฟ
30
1lim
xx
6.2) y
x
1
จากกราฟ 21 )1(
1lim
xx
6.3) y
x
3
จากกราฟ
33 )3(
5lim
xx
36
6.4) y
x
-2
จากกราฟ 2
lim2
2 x
x
x หาคาไมได
แนวตอบกจกรรม 11.1.3 1.
1.1) 01
lim2
xx
1.2)
2
2
2
2
2
2
23
52
lim23
52lim
x
xx
x
x
xx
x
xx
3
2
003
02
213
52
lim
2
2
xx
xx
1.3)
2
1
2
1
2
1
2
1
4
1
2
1
2
1
2
1
2
1
3
1
2
1
4
1
2
1
3
1
24
123
lim
24
123lim
xx
x
x
x
xx
x
x
x
xx
xx
xx
37
2
1
4
1
2
1
6
1
21
4
12
3
lim
xx
xxx
2
010
020
2. พจารณาจากกราฟในกจกรรมท 11.1.2 ขอท 6 จะได
2.1) 01
lim3
xx
2.2) 0)1(
1lim
2
xx
2.3) 0)3(
5lim
3
xx 2.4) 0
2lim
2
x
x
x
แนวตอบกจกรรม 11.1.4 1.
1.1) 2limlim525lim222
xxx
xx
8
225
1.2) )114(lim 3
3
xx
x 11limlim4lim
33
3
3
xxxxx
27
113433
1.3) 75lim
43lim
75
43lim
2
2
2
x
x
x
x
x
x
x
17
10
725
423
7limlim5
4limlim3
22
22
xx
xx
x
x
1.4) 52
5
243lim43lim
xx
xx
38
5224limlim3
xxx
5423
000,100
105
1.5) 212122lim22
1
xx
x
5
1.6) x
xx
x
xx
x
x
x 35lim
12lim
35
12lim
2
23
223
2
11
1
235
13223
1.7) 3 2
5943lim
xx
x 3
2
5943lim
xx
x
8
9)5(4)5(33 2
1.8) x
xtanlim
0 x
xtanlim
0
x
x
x cos
sinlim
0
0cos
0sin
0
1
0
1.9) x
xe
0lim
0e 1
1.10) xx
lnlim1
1ln 0
2.
2.1) 55
5lim
25
5lim
525
xx
x
x
x
xx
39
10
1
5
1lim
5
xx
2.2) 2
2lim
2
2
x
xx
x
2
)2(lim
2
x
xx
x
2
lim2
xx
2.3) x
x
x
11lim
0
11
1111lim
0
x
x
x
x
x
2
1
11
1lim
)11(lim
)11(
11lim
)11(
11lim
0
0
2
0
22
0
x
xx
x
xx
x
xx
x
x
x
x
x
2.4) 4
2lim
4
x
x
x
2
2
4
2lim
4
x
x
x
x
x
)2)(4(
2lim
22
4
xx
x
x
4
1
2
1lim
)2)(4(
)4(lim
4
4
x
xx
x
x
x
2.5) 11
21lim
1
2lim
12
2
1
xx
xx
x
xx
xx
40
2
3
1
2lim
1
x
x
x
2.6) x
xx
x 38
29lim
2
x
xx
x 38
29lim
2
1
3
9
38
219
lim
38
219||
lim
2
2
xx
xxx
xx
xxx
x
x
2.7) x
x
x
x
xx 2
2sin2lim
2sinlim
00
2
12
2
2sinlim2
0
x
x
x
2.8) xx
x
x
x
xx cos
1sinlim
tanlim
00
1
1
11
cos
1lim
sinlim
00
xx
x
xx
41
ตอนท 11.2 แนวคดเกยวกบความตอเนองของฟงกชน แนวตอบกจกรรม 11.2.1 1. พจารณากราฟ xf y x 1 2 3 4
1.1) xf ตอเนองทจด 0 เพราะ )0(1)(lim0
fxfx
1.2) xf ไมตอเนองทจด 1 เพราะ )(lim1
xfx
หาคาไมได
1.3) xf ไมตอเนองทจด 2 เพราะ )(lim2
xfx
หาคาไมได
1.4) xf ไมตอเนองทจด 3 เพราะ )(lim3
xfx
หาคาไมได
1.5) xf ไมตอเนองทจด 4 เพราะ )(lim4
xfx
หาคาไมได
2. ฟงกชน
2;2
2;2
42
x
xx
x
xf
พจารณา (1) 22 f
(2) 2
4limlim
2
22
x
xxf
xx
2
22lim
2
x
xx
x
4
2lim2
xx
ดงนน xf ไมตอเนองท 2x เพราะวา 4lim222
xffx
3
2
42
3. ฟงกชน
0;1
0;sin
x
xx
x
xf
พจารณา (1) 10 f
(2) 1sin
limlim00
x
xxf
xx
ดงนน xf ตอเนองท 0x เพราะวา 01lim0
fxfx
4. ฟงกชน
2;3
21;1
1;
x
xx
xx
xf
ฟงกชน xf ตอเนองทกจดท 1x และ 2x เพราะวา x ปนฟงกชนพหนามและ 3 เปนฟงกชนคาคงท พจารณา 21 x ให 2,1c (1) 1 ccf (2) 11limlim
cxxf
cxcx
ดงนน cfcxfcx
1lim
และ xf ตอเนองทกจดบน 2,1x พจารณาท 1x (1) 0111 f (2) 1limlim
11
xxfxx
01limlim11
xxfxx
ดงนน xf ไมมลมต และ xf ไมตอเนองท 1x พจารณาท 2x (1) 32 f (2) 31limlim
22
xxfxx
33limlim22
xx
xf
ดงนน 23lim2
fxfx
และ xf ตอเนองท 2x
43
นนคอ xf ตอเนองทกจดบนจ านวนจรง ยกเวนท 2x
5. พจารณาฟงกชน 12
11
2
123
2
xxx
xx
xxx
xxf
เพราะวา xf เปนฟงกชนตรรกยะ โดย คณสมบตของความตอเนอง จะไดวา xf ตอเนองทกจดบนจ านวนจรง ยกเวนท 1,0,2x แนวตอบกจกรรม 11.2.2 1. 2 xxf
xf ตอเนองทกจดบนจ านวนจรง
2. 1
22
x
xxxf
xf ไมตอเนองท 1x แบบขจดไดเพราะวาคาของฟงกชน 1f หาคาไมได ส าหรบ 3lim
1
xf
x
-2
2
2
-2
3 2
1
44
3.
1;2
1;1
22
x
xx
xx
xf
xf ไมตอเนองท 1x แบบขจดไดเพราะวา 3lim12
1
xff
x
4. x
xf1
xf ไมตอเนองท 0x แบบอนนตเพราะวา 0f และ xfx 0lim
หาคาไมได
2
-2
3 2
1
45
แบบประเมนตนเองหลงเรยน วตถประสงค เพอประเมนความกาวหนาในการเรยนรของนกศกษาเกยวกบเรอง “ลมตและความตอเนองของฟงกชน” ค าแนะน า อานค าถามแลวเขยนวงกลมลอมรอบขอค าตอบทถกตอง นกศกษามเวลาท าแบบประเมนชดน 60 นาท 1. ความหมายของ 2lim
2
xf
x ตรงกบขอใด
ก. เมอ x เขาใกลคาคงตว 2 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว 2 เพยงคาเดยว ข. เมอ x เขาใกลคาคงตว 2 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว -2 เพยงคาเดยว ค. เมอ x เขาใกลคาคงตว -2 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว 2 เพยงคาเดยว ง. เมอ x เขาใกลคาคงตว -2 แลว ฟงกชน f(x) จะมคาเขาใกลคาคงตว -2 เพยงคาเดยว
2. คาของ 25
1lim5lim
xxx ตรงกบขอใด
ก. 5 ข. -5 ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
3. คาของ )1(
523lim
2
xx
xx
x ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. 3 ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
4. คาของ 21 )1(
2lim
xx ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. -2
46
ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
5. คาของ 5
6 )6(lim
x
x
x ตรงกบขอใด
ก. 3 ข. -3 ค. มคาเพมขนไมสนสด ง. มคาลดลงไมสนสด
6. คาของ 2
4lim
2
2
x
x
x ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. 1 ค. 4 ง. -4
7. คาของ 65
34lim
2
2
1
xx
xx
x ตรงกบขอใด
ก. 5
2
ข. 7
2
ค. 5
4
ง. 7
4
8. คาของ 2
)4(lim
4
x
x
x ตรงกบขอใด
ก. 0 ข. 2 ค. 4 ง. -4
47
จงใชกราฟ f(x) ตอบค าถามขอ 9-10
2 1 1 2 3 4 9. จากกราฟ f(x) ตอเนองท x = 3 หรอไม เพราะเหตใด ก. ตอเนอง เพราะลมตของฟงกชนท x = 3 หาคาได ข. ตอเนอง x เพราะคาของฟงกชนท x = 3 หาคาไดและมคาเทากบคาของลมตท x =3 ค. ไมตอเนอง เพราะลมตของฟงกชนท x = 3 หาคาไมได ง. ไมตอเนอง x เพราะคาของฟงกชนท x = 3 หาคาไดแตไมเทากบคาของลมตท x = 3 10. จากกราฟท x = 4 ฟงกชน f(x) มความไมตอเนองชนดใด ก. ไมตอเนองชนดขจดได ข. ไมตอเนองชนดกระโดด ค. ไมตอเนองชนดอนนต ง. ฟงกชน f(x) ตอเนองท x = 4
48
เฉลยแบบประเมนผลตนเองหนวยท 11
กอนเรยน หลงเรยน 1. ข. 1. ค. 2. ก. 2. ข. 3. ง. 3. ข. 4. ค. 4. ง. 5. ง. 5. ง. 6. ค. 6. ง. 7. ข. 7. ข. 8. ค. 8. ง. 9. ง. 9. ข.
10. ข. 10. ข.
49
หนวยท 12
อนพนธและการประยกต
ดร.สรรตน อารรกษสกล กองโลก
50
แผนผงแนวคดหนวยท 12
อนพนธและการประยกต
12.1 อนพนธ 12.1.1 แนวคดเกยวกบอนพนธ
12.1.2 การค านวณหาอนพนธของฟงกชนตางๆ และสตรและสตรเกยวกบการหาอนพนธ
12.2 การประยกตอนพนธของฟงกชน
12.2.3 อตราสมพทธและการประยกต คาสงสด และคาต าสด
12.2.4 ปฏยานพนธ
12.2.1 การประมาณเชงเสน
12.2.2 การประยกตอนพนธในการรางกราฟ
51
หนวยท 12 อนพนธและการประยกต เคาโครงเนอหา
ตอน 12.1 อนพนธ เรองท 12.1.1 แนวคดเกยวกบอนพนธ เรองท 12.1.2 การค านวณหาอนพนธของฟงกชนตางๆ และสตร เกยวกบการหาอนพนธ
ตอน 12.2 การประยกตอนพนธของฟงกชน เรองท 12.2.1 การประมาณเชงเสน เรองท 12.2.2 การประยกตอนพนธในการรางกราฟ เรองท 12.2.3 อตราสมพทธ และการประยกตคาสงสด และคา ต าสด
เรองท 12.2.4 ปฏยานพนธเบองตน แนวคด
3. ความหมายของอนพนธของฟงกชนอาจพจารณาไดในสามดาน คอ ดานคณตศาสตร ดานเรขาคณต และดานการประยกต ทกดานเปนการศกษาเกยวกบลมตของอตราการเปลยนแปลงของปรมาณหนงทสมพนธกบอกปรมาณหนง ปญหาทเกยวของกบอนพนธ อาจเกดขนในชวตประจ าวนไดทงในทางวทยาศาสตรและสงคมศาสตร การค านวณหาคาอนพนธของฟงกชนตางๆอาจท าไดงายโดยใชสตร
4. การประยกตอนพนธของฟงกชนมมากมายหลายอยาง ซงวธการทน าไปใชในการแกปญหาขนอยกบรปแบบของปญหา เชน การหาคาประมาณโดยใชฟงกชนเชงเสน เปนวธการทน าไปใชในการประมาณคาทซบซอนไดโดยไมจ าเปนตองใชเครองค านวณ เครองหมายของอนพนธอนดบตางๆของฟงกชนสามารถวเคราะหการรางกราฟของฟงกชน เชน ลกษณะของกราฟทเพมขนหรอลดลง โคงคว าหรอโคงหงาย ปญหาประยกตทเกดขนในโลกความจรง ปญหาอตราสมพทธ ปญหาคาสงสด ปญหาคาต าสด นอกจากนการกระท ายอนกลบการหาอนพนธหรอปฏยานพนธ ท าใหทราบวาปฏยานพนธของฟงกชนทก าหนดอาจมมากจนนบไมถวน โดยทอนพนธของฟงกชนทหาไดจะเปนฟงกชนเดยวกน
52
วตถประสงค เมอศกษาหนวยท 12 จบแลว นกศกษาสามารถ
4. อธบายความหมายและความส าคญของอนพนธในดานตางๆได 5. ค านวณหาอนพนธของฟงกชนไดทงโดยใชนยามและใชสตร 6. ประยกตใชอนพนธในการประมาณคาทซบซอนไดโดยทไมจ าเปนตองใชเครองค านวณดวย
วธการประมาณเชงเสน 7. ประยกตใชสมบตของอนพนธในการรางกราฟ และแกปญหาโจทยประยกต 8. หาปฏยานพนธของฟงกชนทก าหนดได
53
แบบประเมนตนเองกอนเรยน วตถประสงค เพอประเมนความกาวหนาในการเรยนรของนกศกษาเกยวกบเรอง “อนพนธและการประยกต” ค าแนะน า อานค าถามแลวเขยนวงกลมลอมรอบขอค าตอบทถกตอง นกศกษามเวลาท าแบบประเมนชดน 60 นาท 1. อนพนธของฟงกชน 63)( xxf ทจด 1x ตรงกบขอใด
ก. h
h
h
3)1(3lim
6
0
ข. h
h
h
3)1(3lim
6
0
ค. h
hh
h
66
0
3)1(3lim
ง. h
hh
h
66
0
3)1(3lim
2. อนพนธของฟงกชน xxexxf 2)( ตรงกบขอใด
ก. xx
1
ข. 11
xx
ค. xx exex
1
ง. xx exex
1
3. ก าหนด 2uy และ 322 xxu จงหา dx
dy ท 1x
ก. 8 ข. -8 ค. 48 ง. -48
54
4. ก าหนด xyx sin จงหา dx
dy
ก. xycos ข. xycos1
ค. xyy
xyx
cos
cos1
ง. xyx
xyy
cos
cos1
5. อนพนธอนดบท 10 ของฟงกชน xxexf )( ท 1x ตรงกบขอใด ก. e10 ข. )1(10 e ค. e11 ง. )1(11 e 6. คาประมาณทใกลเคยงทสดของ 89cos ตรงกบขอใด ก. 0 ข. 0.1746 ค. 0.01746 ง. 0.001746
7. จดวกฤตของฟงกชน 2
3
x
x ตรงกบขอใด
ก. -2 ข. 3 ค. -2, 3 ง. 0, -2, 3 8. ก าหนด )()( xfxxg และ 4)4(,4)4( ff จงหาวา )4(g ตรงกบขอใด ก. 1 ข. 7 ค. 8 ง. 9
55
9. จดเปลยนเวาของ 12)( 23 xxxf ตรงกบขอใด
ก. 4
3
ข. 4
3
ค. 3
2
ง. 3
2
10. ขอใดเปนปฏยานพนธของ x2 ก. 2x ข. 22 x ค. 22 x ง. ถกทกขอ
56
ตอนท 12.1
อนพนธ โปรดอานแผนการสอนประจ าตอนท 12.1 แลวจงศกษาเนอหาสาระ พรอมปฏบตกจกรรมในแนวการศกษาตอนท 12.1 หวเรอง เรองท 12.1.1 แนวคดเกยวกบอนพนธ เรองท 12.1.2 การค านวณหาอนพนธของฟงกชนตางๆ และสตรเกยวกบการหาอนพนธ แนวคด
5. ความหมายของอนพนธของฟงกชนอาจพจารณาไดในสามดาน คอ ดานคณตศาสตร ดานเรขาคณต และดานการประยกต ทกดานเปนการศกษาเกยวกบลมตของอตราการเปลยนแปลงของปรมาณหนงทสมพนธกบอกปรมาณหนง ปญหาทเกยวของกบอนพนธ อาจเกดขนในชวตประจ าวนไดทงในทางวทยาศาสตรและสงคมศาสตร
6. การค านวณหาคาอนพนธของฟงกชนตางๆสามารถท าไดโดยใชนยาม และอาจท าไดงายขนโดยใชสตร
วตถประสงค เมอศกษาตอนท 12.1 จบแลว นกศกษาสามารถ
1. อธบายความหมายและความส าคญของอนพนธในดานตางๆได 2. ค านวณหาอนพนธของฟงกชนไดทงโดยใชนยามและใชสตร
57
เรองท 12.1.1 อนพนธ สาระสงเขป อนพนธของฟงกชนเปนเรองทเกยวของกบอตราการเปลยนแปลงของตวแปรตามตวหนงเทยบกบอตราการเปลยนแปลงของตวแปรอสระอกตวหนงทสมพนธกน เราอาจพจารณาความหมายของอนพนธของฟงกชนไดในสามดาน คอ ดานนยามทางคณตศาสตร ดานเรขาคณต และดานการประยกต นยามอนพนธของฟงกชนจะอยในรปลมตของผลหารระหวางผลตางของตวแปรตาม และผลตางของตวแปรอสระ เมอตวแปรอสระทงสองมคาใกลเคยงกนมาก (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 12 ตอนท 12.1 เรองท 12.1.1) กจกรรม 12.1.1 1. รถยนตคนหนงแลนไดระยะทาง 30 กโลเมตรดวยความเรวเฉลย 40 กโลเมตรตอชวโมง และแลนตอไปอก 30 นาทดวยความเรวเฉลย 60 กโลเมตรตอชวโมง จงหาความเรวเฉลยของรถยนต ทใชในการเดนทางเปนระยะ 60 กโลเมตร 2. ปลอยน าเขาถงรปทรงกลมดวยอตราคงท ให )(tV เปนปรมาณของน าทเวลา t ใดๆ และ )(tH เปนความสงของระดบน าในถง ทเวลา t ใดๆ
2.1) จงบอกความหมายของ dt
dV และ dt
dH
2.2) จงหาคาของ dt
dH เมอมน าอยหนงในสของถง
2.3) จงหาคาของ dt
dV เมอมน าอยหนงในสของถง
2.4) คาของ dt
dV และ dt
dH เปนคาคงตวหรอไม จงอธบาย
3. อนภาคหนงเคลอนทไปตามแนวเสนตรงดวยสมการการเคลอนท )(tfs โดยท s มหนวยเปนเมตร และ t มหนวยเปนวนาท จงหาความเรวท t=2 เมอ 12)( 3 tttf 4. ตนทนการผลตทองค า x กรมในเหมองทองแหงหนง คอ )(xfC บาท จงบอกความหมายของ
)(xf และหนวยของอนพนธ 5. ในหองทดลองทมการควบคม มจ านวนของแบคทเรยหลงจากเวลา t ชวโมง คอ )(tfn จงบอกความหมายของ )5(f และหนวยของอนพนธ ถาไมมการจ ากดเนอทและอาหารส าหรบเลยงแบคทเรยแลว คา )5(f กบ )10(f แตกตางกนอยางไร และถาเสบยงอาหารมจ ากดแลวขอสรปจะยงคงเดมหรอไมอยางไร
58
6. ก าหนดอนพนธของฟงกชน f ทจด a ในรปของลมต จงหาฟงกชน f และจด a
6.1) h
h
h
28lim
3
0
6.2)
h
h
h
8)2(lim
3
0
6.3) t
t
t
12
sin
lim0
6.4) x
x
x
13lim
0
7. จงใชนยามอนพนธหาวาฟงกชน f มอนพนธทจด 0 หรอไม ถามจงหา )0(f
7.1)
0;
0;)(
4
3
xx
xxxf
7.2)
0;3
0;)(
xx
xxxf
บนทกค าตอบกจกรรม 12.1.1 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
59
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
60
เรองท 12.1.2 การค านวณหาอนพนธของฟงกชนตางๆ และสตรเกยวกบการหาอนพนธ สาระสงเขป การค านวณหาอนพนธของฟงกชนพชคณตทประกอบดวยการบวก การลบ การคณ และการหาร จะหาไดงายและรวดเรวเมอใชสตรการหาอนพนธของฟงกชนพชคณตตางๆ ดงน สตรการหาอนพนธ (Basic Rules of Differentiation) ให f และ g เปนฟงกชนของ x ทสามารถหาอนพนธได และ c เปนคาคงตว
1. 0dx
dc
2. dx
dfccf
dx
d)( หรอ xfcxcf )()(
3. dx
dg
dx
dfgf
dx
d หรอ xgxfxgf
4. dx
dfg
dx
dgffg
dx
d หรอ xfxgxgxfxfg
5. 2g
dx
dgf
dx
dfg
g
f
dx
d
หรอ
2)]([
..
xg
xgxfxfxgx
g
f
เมอ
0)( xg
6. 1 nn
xndx
dx
สตรในการหาอนพนธของฟงกชนอดศย (Transcendental function) 1. สตรการหาอนพนธของฟงกชนตรโกณมต
1) xxdx
dcossin 2) xx
dx
dsincos
3) xxdx
d 2sectan 4) xxdx
d 2csccot
5) xxxdx
dtansecsec 6) xxx
dx
dcotcoseccosec
2. สตรการหาอนพนธของฟงกชนลอการทมและฟงกชนชก าลง
1) ax
xdx
da
ln
1log 2) aaa
dx
d xx ln
ถา ea จะไดวา
61
3) x
xdx
d 1ln 4) xx ee
dx
d
3. สตรการหาอนพนธของฟงกชนตรโกณมตผกผน
1) 21
1arcsin
xx
dx
d
2)
21
1arccos
xx
dx
d
3) 21
1arctan
xx
dx
d
4)
21
1arccot
xx
dx
d
5) 1
1arcsec
2
xxx
dx
d 6) 1
1arccosec
2
xxx
dx
d
สวนในกรณทเปนฟงกชนประกอบสามารถหาอนพนธไดโดยใชกฏลกโซรวมกบสตรดงกลาวขางตน (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 12 ตอนท 12.1 เรองท 12.1.2) กจกรรม 12.1.2 1. จงแสดงวธหาอนพนธของฟงกชนตอไปน
1.1) 84xxf 1.2) 12xxf 1.3) 3 23 xxf 1.4) 14234 xxxxxf
1.5) 581 23 xxxy 1.6) 54
232
2
x
xxy
1.7) xxy cossin2 1.8) xe
xy
ln
2. จงแสดงวธหาอนพนธของฟงกชนตอไปน
2.1) 75 84 xxxf 2.2) 4
2 1
3
x
xxf
2.3) 431352 xxxf 2.4)
x
xy
cos1
sin
2.5) 35cos xy 2.6) xxf 2tan1
2.7) 3arcsin xy 2.8) xexy 32
2.9) xx
ytanln
2.10) 132 xy ln
3. จงหา dx
dy เมอก าหนด 1, 2 xuuy
4. จงหา 2,1 dx
dy เมอ 1543 34 xxyy
5. จงหา dx
dy เมอ 22 sin5 xyy
62
6. จงหา 4y เมอ 112 xxy 7. จงหา y เมอ 1644 yx บนทกค าตอบกจกรรม 12.1.2 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
63
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
64
ตอนท 12.2
การประยกตอนพนธของฟงกชน โปรดอานแผนการสอนประจ าตอนท 12.2 แลวจงศกษาเนอหาสาระ พรอมปฏบตกจกรรมในแนวการศกษาตอนท 12.2 หวเรอง เรองท 12.2.1 การประมาณเชงเสน เรองท 12.2.2 การประยกตอนพนธในการรางกราฟ เรองท 12.2.3 อตราสมพทธและการประยกต คาสงสดและคาต าสด เรองท 12.2.4 ปฏยานพนธ แนวคด การประยกตอนพนธของฟงกชนมมากมายหลายอยาง ในหนวยนจะกลาวถงการประยกตอนพนธ 4 เรอง คอ 1. การน าอนพนธไปประยกตใชในการประมาณคาทซบซอนและไมจ าเปนตองใชเครองค านวณ โดยใชฟงกชนเชงเสน ซงอยในรปของผลบวกระหวางคาของฟงกชนและคาเชงอนพนธของฟงกชน 2. วเคราะหลกษณะของกราฟเพอน าไปรางกราฟของฟงกชน โดยใชอนพนธของฟงกชนทอนดบตางๆ ซงสามารถบอกลกษณะของกราฟได เชน กราฟเพมขนหรอลดลง โคงคว าหรอโคงหงาย และบอกจดเปลยนความโคงของกราฟ 3. ปญหาประยกตทเกดขนในโลกความจรง เชน ปญหาอตราสมพทธ ปญหาคาสงสด ปญหาคาต าสด ปญหาเหลานสามารถน าอนพนธไปประยกตเพอแกปญหาได 4. ปฏยานพนธ คอการกระท ายอนกลบการหาอนพนธ ปฏยานพนธของฟงกชนทก าหนดอาจมมากจนนบไมถวน โดยทอนพนธของฟงกชนทหาไดจะเปนฟงกชนเดยวกน วตถประสงค เมอศกษาตอนท 12.2 จบแลว นกศกษาสามารถ
1. ประยกตใชอนพนธในการประมาณคาทซบซอนไดโดยทไมจ าเปนตองใชเครองค านวณ 2. วเคราะหลกษณะกราฟจากอนพนธของฟงกชน เพอน าไปรางกราฟได 3. แกปญหาโจทยประยกต ปญหาอตราสมพทธ ปญหาคาสงสด และปญหาคาต าสดได 4. หาปฏยานพนธของฟงกชนทก าหนด และตรวจสอบความถกตองได
65
เรองท 12.2.1 การประมาณเชงเสน สาระสงเขป การหาคาของจ านวนจรงบางจ านวนทมคาใกลเคยงกบจ านวนจรงททราบคาโดยไมใชเครองค านวณ สามารถท าไดโดยก าหนดฟงกชนเชงเสนทสอดคลองกบจ านวนดงกลาว แลวค านวณหาคาโดยใชสตรการประมาณเชงเสนของฟงกชน xxf xfdxxf กลาวคอ ประมาณคาของ xxf ดวยผลบวกระหวางคาของฟงกชนและคาเชงอนพนธของฟงกชน
(โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 12 ตอนท 12.2 เรองท 12.2.1) กจกรรม 12.2.1 1. จงหาคาประมาณของ 4 627 2. จงหาคาประมาณของ 301.2 3. จงหาคาประมาณของ 29sin 4. รศมของทรงกลมวดได 3 นว มคาผดพลาดทเกดจากการวดอยางมาก 1% จงหาคาผดพลาดรอยละทมากทสดในการค านวณหาพนทผวของทรงกลมดงกลาว 5. รศมของทรงกลมวดได 10 นว มคาผดพลาดทเกดจากการวดอยางมาก 0.2% จงหาคาผดพลาดรอยละทมากทสดในการค านวณหาปรมาตรของทรงกลม บนทกค าตอบกจกรรม 12.2.1 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
66
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
67
เรองท 12.2.2 การประยกตอนพนธในการรางกราฟ สาระสงเขป การวเคราะหรางกราฟของฟงกชน ท าไดโดยใชสมบตตางๆ ของฟงกชน ไดแก ฟงกชนเพม ฟงกชนลด คาสงสดและคาต าสดของฟงกชน โคงคว าหรอโคงหงาย และจดเปลยนความโคงของกราฟ ซงสมบตเหลานพจารณาไดจากคาของอนพนธทอนดบตางๆของฟงกชน ดงน
1) อนพนธอนดบหนงของฟงกชน นนคอใชคาของ )(xf พจารณาวากราฟของฟงกชน f(x)
เปนฟงกชนเพมหรอฟงกชนลด โดย ถาในชวงใด )(xf มคามากกวาศนย แลวฟงกชน f(x) จะเปนฟงกชนเพมในชวงนน แตถาในชวงใด )(xf มคานอยกวาศนย แลวฟงกชน f(x) จะเปนฟงกชนลดในชวงนน และถา )(xf มคาเทากบศนยหรอหาคาไมไดทจดใด แลวจดนนจะใหคาสงสดหรอคาต าสดเฉพาะท และเรยกจดนนวา จดวกฤต
2) อนพนธอนดบสองของฟงกชน นนคอใชคาของ )(xf พจารณาลกษณะความโคงหรอความเวาของฟงกชน f(x) โดย ถาในชวงใด )(xf มคามากกวาศนย แลวกราฟของฟงกชน f(x) จะมลกษณะโคงหงายหรอเวาหงายในชวงนน แตถาในชวงใด )(xf มคานอยกวาศนย แลวกราฟของฟงกชน f(x) จะมลกษณะโคงคว าหรอเวาคว าในชวงนน และถา
)(xf มคาเทากบศนยหรอหาคาไมไดทจดใด แลวจดนนจะเปนจดทท าใหฟงกชน f(x) เปลยนความโคงหรอเปลยนความเวา และเรยกจดนนวา จดเปลยนความโคง หรอจดเปลยนเวา
(โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 12 ตอนท 12.2 เรองท 12.2.2) กจกรรม 12.2.2 1. จงหาจดทฟงกชน 422 xxxf มคาสงสดหรอคาต าสด 2. จงหาจดทฟงกชน 2293 23 xxxxf มคาสงสดหรอคาต าสด 3. จงพจารณาลกษณะสภาพเวาของ 5523 xxxxf และหาจดเปลยนเวา 4. จงพจารณาลกษณะสภาพเวาของ 4xy และหาจดเปลยนเวา 5. จงตรวจสอบคาสงสดและคาต าสดของฟงกชน xxxf ln2
6. จงหาเสนก ากบของ 2
x
xxf
7. จงพจารณาลกษณะและรางกราฟของฟงกชน 2
2
1
3
x
xxf
8. พจารณาลกษณะและรางกราฟของฟงกชน 2
2
9
2
x
xxf
68
บนทกค าตอบกจกรรม 12.2.2 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
69
เรองท 12.2.3 อตราสมพทธและการประยกต คาสงสดและคาต าสด สาระสงเขป วธการแกโจทยปญหาอตราสมพทธ โจทยปญหาคาสงสด และโจทยปญหาคาต าสด สามารถท าไดโดย ขนตอนในการแกปญหาอตราสมพทธ 1. วาดภาพทเกดขนในปญหาซงเปนจรงเมอเวลาใดๆ และก าหนดตวแปรก ากบระยะตางๆในภาพ 2. เขยนสมการความสมพนธระหวางตวแปรเหลานน ซงเปนจรงทเวลา t ใดๆ 3. หาอนพนธเทยบกบเวลาของทงสองขางของสมการ 4. ค านวณหาอตราการเปลยนแปลงของตวแปรทเราตองการตอหนงหนวยเวลา ขนตอนในการแกโจทยปญหาคาสงสด และปญหาคาต าสด 1. ตความในโจทยปญหา แลววาดภาพประกอบ 2. ก าหนดตวแปร 3. สรางฟงกชน 4. ใชขอมลหรอเงอนไขในโจทยปญหา ก าจดตวแปรในฟงกชนใหเหลอ 1 ตวแปร 5. ใชทฤษฎการหาคาสงสดและคาต าสดของฟงกชน นนคอ การแกสมการ 0 xf เพอหาคาของตว
แปรทเปนจดวกฤต 6. ตรวจสอบคาของตวแปรทจดวกฤตทได วาเปนคาสงสดหรอคาต าสด โดยใชอนพนธอนดบทสอง (โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 12 ตอนท 12.2 เรองท 12.2.3) กจกรรม 12.2.3 1. ถงใบหนงเปนรปกรวยกลมตรงหงาย สง 20 ฟต รศมของฐานยาว 10 ฟต ถาปลอยน าออกจากถงดวยอตราเรว 2 ลกบาศกฟตตอวนาท จงหาอตราการเปลยนแปลงของระดบน าในถงขณะทความลกของระดบน าเปน 10 ฟต 2. บนไดอนหนงยาว 20 ฟต วางพงก าแพงตงฉากกบพนราบ ถาปลายบนของบนไดเลองไหลลงดวยอตราเรว 4 ฟตตอวนาท จงหาวามมระหวางพนราบกบบนไดเปลยนแปลงดวยอตราเรวเทาไร ขณะทปลายลางของบนไดอยหางจากก าแพง 16 ฟต 3. ลกบลลนลอยดงขนจากพนหางจากผสงเกตการณ 1200 ฟต ดวยอตราเรว 200 ฟตตอนาท จงหาวามมเงยของผสงเกตการณจะเพมขนดวยอตราเรวเทาไร ขณะทลกบลลนอยทระดบความสง 1600 ฟต เหนอพน
70
4. จงหาความยาวดานของสเหลยมผนผาทมพนทมากทสด และมเสนรอบรปยาว 100 ฟต 5. ตองการสรางกลองทไมมฝาปด โดยวสดทใชส าหรบสราง เปนสเหลยมผนผาทมดานกวาง 16 นว ยาว 30 นว จากนนตดแตละมมของวสดออกเปนสเหลยมจตรสเลกๆ ใหมขนาดเทากนทกมม จงหาความยาวดานของสวนทถกตด และท าใหกลองใบน มปรมาตรมากทสด 6. จงหารศม และความสงของทรงกระบอกทมปรมาตรมากทสด และสามารถบรรจลงในกรวยทมรศม 6 นว และสง 10 นว 7. ตองการสรางกระปองรปทรงกระบอกทมฝาปดและจของเหลวได 1 ลตร ( 1000 ลกบาศกเซนตเมตร ) โดยใชวสดใหนอยทสด จะสรางใหมขนาดเทาไร
บนทกค าตอบกจกรรม 12.2.3 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
71
_____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
72
เรองท 12.2.4 ปฏยานพนธ สาระสงเขป นยาม ให f เปนฟงกชนทหาคาไดบนชวง I เรยกฟงกชน F วาเปน ปฏยานพนธ (Antiderivatives) ของ f ในชวง I ถา xfxF ทก x ในชวง I สวนการหาปฏยานพนธ xF จะเรยกวา antidifferentiation ปฏยานพนธของแตละฟงกชนจะมเปนจ านวนมากนบไมถวน
(โปรดอานเนอหาสาระโดยละเอยดในประมวลสาระชดวชาหนวยท 12 ตอนท 12.2 เรองท 12.2.4) กจกรรม 12.2.4 1. ก าหนด c เปนคาคงตวใดๆ จงแสดงวา F วาเปน ปฏยานพนธ (Antiderivatives) ของ f
1.1) mxxfcmx
xF )(,2
2
1.2) 12
1)(,12
xxfcxxF
1.3) 123)(,12 23 xxfcxxxF 1.4) 1312)(,)52)(13( xxfcxxxF 1.5) )2102()1()(,)1( 991002 xxxxfcxxxF
1.6) nn
xxfcn
xxF
)(,1
1
1.7) x
xxfcxxxF1
sin)(,lncos
1.8) xxexfcxexF xx 2sec2)(,tan22
2. จงแสดงวา 1
11
t
ttF และ
1
22
ttF คอปฏยานพนธของ
2)1(
2)(
ttf
3. ก าหนด 2
2
1)(
x
xxf
และ
2
2
1
)23()(
x
xxg
จงแสดงวา )()( xgxf และหา
ความสมพนธระหวาง )(xf กบ )(xg
73
บนทกค าตอบกจกรรม 12.2.4 _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
74
แนวตอบกจกรรมหนวยท 12
อนพนธและการประยกต ตอนท 12.1 อนพนธ แนวตอบกจกรรม 12.1.1
1. ระยะทาง 30 กโลเมตรแรก ใชเวลา 4
3
40
30 ชวโมง
ระยะทาง 30 กโลเมตรหลง ใชเวลา 2
1
60
30 ชวโมง
รวมเวลาทใชในการเดนทางทงหมดเทากบ 4
5
2
1
4
3 ชวโมง
เนองจากระยะทางทงหมดทรถวงไดคอ 60 กโลเมตร ดงนนความเรวเฉลยของรถยนตทใชในการ
เดนทางเทากบ 484
560 กโลเมตรตอชวโมง
2.
2.1) dt
dV คออตราการเปลยนแปลงปรมาณของน าในถง
dt
dH คออตราการเปลยนแปลงความสงของระดบน าในถง
2.2) คาของ 0dt
dH เมอมน าอยหนงในสของถง
2.3) คาของ 0dt
dV เมอมน าอยหนงในสของถง
2.4) คาของ dt
dV จะเปนคาคงตวเนองจากปลอยน าเขาถงดวยอตราคงท
สวน dt
dH ไมเปนคาคงตว ระดบความสงของน าในถงจะเพมขนอยางชาๆ เนองจาก
เปนถงรปทรงกลม ซงจะมความกวางมากทสดเมอมน าครงถง และ dt
dH จะมคามากทสดเมอมน า
เตมถง หรอ ไมมน าในถงเลย 3. สมการการเคลอนทของอนภาค 12)( 3 tttf ความเรวของอนภาคหาไดจากอนพนธของ )(tf นนคอ
75
)(tf h
tththt
h
)12()1)()(2(lim
33
0
h
tthththhtt
h
)12()1)()33(2(lim
33223
0
h
hhthht
h
)266(lim
322
0
h
hhthth
h
)266(lim
22
0
1266lim 22
0
htht
h
16 2 t ดงนน ท t = 2 จะได 231)2(6)2( 2 f นนคอความเรวของอนภาคมคาเทากบ 23 เมตรตอวนาท 4. )(xfC หมายถง อตราการเปลยนแปลงราคาทองค า มหนวยเปน กรมตอบาท 5. )5(f หมายถง อตราการเปลยนแปลงของจ านวนแบคทเรยเมอเวลาผานไป 5 ชวโมง มหนวยเปน เซลตอชวโมง ถาไมมการจ ากดเนอทและอาหารส าหรบเลยงแบคทเรยแลวอตราการเปลยนแปลงของแบคทเรยนาจะเพมขนตามเวลา นนคอ คา )10(f จะมากกวา )5(f แตถาเสบยงอาหารมจ ากด อาจสงผลกระทบตอการตายของแบคทเรย ดงนนอตราการเพมของแบคทเรยนาจะลดลง 6.
6.1) เนองจาก )8(88
lim33
0f
h
h
h
ดงนน 8;)( 3 axxf
6.2) เนองจาก )2(2)2(
lim33
0f
h
h
h
ดงนน 2;)( 3 axxf
6.3) เนองจาก
2
2sin
2sin
lim0
ft
t
t
ดงนน 2
;sin)(
axxf
76
6.4) เนองจาก )0(33
lim00
0f
x
x
x
ดงนน 0;3)( axf x
7.
7.1) พจารณาฟงกชน
0;
0;)(
4
3
xx
xxxf
อนพนธของฟงกชน f(x) ท x = 0 คอ )(xf h
fhf
h
)0()0(lim
0
พจารณาลมตทางซาย
h
fhf
h
)0()0(lim
0
h
h
h
44
0
)0()0(lim
0lim 3
0
h
h
พจารณาลมตทางขวา
h
fhf
h
)0()0(lim
0
h
h
h
33
0
)0()0(lim
0lim 2
0
h
h
ดงนนอนพนธของฟงกชน f(x) ท x = 0 คอ 0
7.2) พจารณาฟงกชน
0;3
0;)(
xx
xxxf
อนพนธของฟงกชน f(x) ท x = 0 คอ )(xf h
fhf
h
)0()0(lim
0
พจารณาลมตทางซาย
h
fhf
h
)0()0(lim
0
h
h
h
)0(3)0(3lim
0
33lim0
h
พจารณาลมตทางขวา
h
fhf
h
)0()0(lim
0
h
h
h
)0()0(lim
0
11lim0
h
ลมตของฟงกชน f(x) ท x = 0 หาคาไมได ดงนนอนพนธของฟงกชน f(x) ท x = 0 ไมม
77
แนวตอบกจกรรม 12.1.2 1.
1.1) 84xxf
dx
dx
dx
xfd 8
4
7
18
32
84
x
x
1.2) 12xxf
dx
dx
dx
xfd 12
11
112
12
121
x
x
1.3) 3 23 xxf
3
2
3x
1
3
2
3
23
xxf
3
3
1
2
2
x
x
1.4)
14
14
234
234
xxxxdx
dxf
xxxxxf
4234
14
23
234
xxx
dx
dx
dx
dx
dx
dx
dx
dx
dx
d
1.5)
158581
581
3223
23
xdx
dxxxx
dx
dxy
xxxy
78
8215325
152438282
358821
234
23434
223
xxxx
xxxxxx
xxxxx
1.6)
54
23
54
23
2
2
2
2
x
xx
dx
d
dx
dy
x
xxy
22
2222
54
54232354
x
xdx
dxxxx
dx
dx
22
2323
22
22
54
16824543024
54
8231654
x
xxxxxx
x
xxxxx
22
2
54
5144
x
xx
1.7) xxy cossin2
x
dx
dxx
dx
dx
dx
dysincoscossin2
)(coscos)sin(sin2 xxxx xx 22 cossin2 xx 22 cos2sin2
1.8) xe
xy
ln
2lnln
x
xx
e
edx
dxx
dx
de
dx
dy
x
xx
e
exx
e
2
ln1
79
xe
xx
ln1
2.
2.1)
84847
84
565
75
xxdx
dxxxf
xxxf
45847 465 xxx
2.2) 4
2 1
3
x
xxf
1
3
1
34
2
3
2 x
x
dx
d
x
xxf
22
223
21
1331
1
34
x
xdx
dxx
dx
dx
x
x
22
23
21
2331
1
34
x
xxx
x
x
22
223
21
633
1
34
x
xx
x
x
52
23
1
33274
x
xx
2.3)
3443
43
52131352
1352
xdx
dxx
dx
dxxf
xxxf
2523133134522433
xxxx
9713526
13652121352
32
32
xxx
xxxx
80
2.4)
2cos1
cos1sinsincos1
cos1
sin
x
xdx
dxx
dx
dx
y
x
xy
222
2
cos1
sincoscos
cos1
sinsincoscos1
x
xxx
x
xxxx
x
x
x
cos1
1
cos1
1cos2
2.5)
33
3
55sin
5cos
xdx
dxy
xy
32
23
5sin15
155sin
xx
xx
2.6)
21
2
2
tan1
tan1
xdx
dxf
xxf
x
xx
xxx
2
2
22
12
tan1
sectan
sectan2tan12
1
2.7)
3
3
arcsin
arcsin
xdx
dy
xy
3
231
1x
dx
d
x
81
6
2
1
3
x
x
2.8) xexy 32
dx
dxe
dx
dexy x
x 23
32'
xx
xx
xx
xeex
xeex
xedx
xdex
332
332
332
23
2)3(
23
2.9) x
xy
tan
ln
x
xdx
dxx
dx
dx
y2
'
tan
tanlnlntan
xx
xxxx
x
xxx
x
2
2
2
2
tan
lnsectan
tan
sec)(ln1
)(tan
2.10) 1ln 32 xy
1ln1ln2 33' xdx
dxy
)3(
1
11ln2
)1(1
11ln2
2
3
3
3
3
3
xx
x
xdx
d
xx
1ln1
6 3
3
2
xx
x
3.
1
212
1
11
2
2
12
2
122
x
xxxy
xxuy
dx
du
du
dy
dx
dy
82
xu
xdx
du
du
d
22
1
1
2
1
22
1
1
2
2
2
x
x
u
x
4. 1543 34 xxyy
34 43 xyydx
d 15 x
dx
d
34 43 xdx
dy
dx
dy
dx
d 15
dx
dx
dx
d
23 1234 xdx
dy
dx
dyy 5
dx
dyy 34 3 2125 x
dx
dy 34
5123
2
y
x
2,1 dx
dy
29
17
324
51123
2
5. 22 sin5 xyy
yydx
dsin5 2 2x
dx
d
ydx
dy
dx
dsin5 2 x2
dx
dyy
dx
dyy cos10 x2
dx
dyyy cos10 x2
dx
dy yy
x
cos10
2
83
6. y 112 xx
y 112 xxdx
d
1111 22 xdx
dxx
dx
dx
1212 xxx xxx 221 22 123 2 xx
y 123 2 xxdx
d
26 x
y 26 xdx
d
6
4y 6dx
d
0 7. 44 yx 16
44 yxdx
d 16
dx
d
dx
dyyx 33 44 0
dx
dy 3
3
y
x
2
2
dx
yd
3
3
y
x
dx
d
6
3333
y
ydx
dxx
dx
dy
6
2332 33
y
dx
dyyxyx
84
6
3
32332 33
y
y
xyxyx
7
6
3
2 33
y
x
y
x
4
4
3
2
13
y
x
y
x
ตอนท 12.2 การประยกตอนพนธของฟงกชน แนวตอบกจกรรม 12.2.1 1.
ให xf 4 x 4
1
x เมอ 2,625 xx ดงนน 4 627 xxf และ xxf xfdxxf
4
4 3625
4
1 dx
x
526254
14 3
004.5 2. ให xf 3x เมอ 01.0,2 xx ดงนน 3x xxf และ xxf xfdxxf 32 23 dxx
12.8
801.023 2
3.
ให xf xsin เมอ 180
,30
xx
ดงนน xsin xxf
85
และ xxf xfdxxf 30sincos xdx
2
1
18030cos
0048.02
1
4.
ให r เปนรศมของทรงกลม s เปนพนทผวของทรงกลม ดงนน 24 rs
จากโจทยได 01.0100
1
r
dr หรอ 01.0r
dr
พจารณา
s
ds s
rdr8
24
8
r
rdr
r
dr2
02.0
หรอ 02.0s
ds
นนคอ คาผดพลาดรอยละมากทสดในการค านวณหาพนทผวทรงกลมเปน 2% 5. ให r เปนรศมของทรงกลม v เปนปรมาตรของทรงกลม
ดงนน 3
3
4rv
จากโจทยได 002.0100
2.0
r
dr
พจารณา
v
dv 3
2
3
4
4
r
drr
r
dr3
86
006.0
หรอ 006.0v
dv
นนคอ คาผดพลาดรอยละมากทสดในการค านวณหาปรมาตรทรงกลมเปน 0.6% แนวตอบกจกรรม 12.2.2 1.
422 xxxf 1222 xxxf 0 xf เมอ 1x ดงนน ท 1x เปนจดวกฤตของ f และ 0 xf เมอ 1x และ 0 xf เมอ 1x นนคอ f มคาต าสดเฉพาะท ท 1x 2. 2293 23 xxxxf 133323963 22 xxxxxxxf 0 xf เมอ 3,1x ดงนน ท 1x หรอ 3x เปนจดวกฤตของ f พจารณา
Interval 3x 13 x 1x Sign of 3x - + + Sign of 1x - - +
Sing of 13 xx + - + จากตาราง จะได 0 xf บนชวง 3, และ ,1 และ 0 xf บนชวง 1,3 นนคอ f มคาต าสดเฉพาะท ท 1x และมคาสงสดเฉพาะท ท 3x 3. 5523 xxxxf 523 2 xxxf 13226 xxxf
พจารณา 0 xf เมอ 013 x หรอ 3
1x
0 xf เมอ 013 x หรอ 3
1x
87
ชวง
3
1,
,
3
1
เครองหมายของ xf - + สภาพเวา เวาลาง เวาบน
ดงนน ท 3
1x เปนจดทกราฟเปลยนจากเวาลางเปนเวาบน
4. 4xy 34xy ซงหาคาไดทก x 212xy ซงหาคาไดทก x และ 0y ทก x ดงนน กราฟ 4xy มลกษณะเวาบน และไมมจดเปลยนเวา 5. xxxf ln2 xxxxxxf ln21ln2
xxx
xxf ln23ln21
21
0 xf เมอ 2
1
,0
ex
ดงนน ท 0x หรอ 2
1
ex เปนจดวกฤตของ f ทจด 0x ไมอยในโดเมนของ f
พจารณาทจด 2
1
ex
0213ln230 2
1
ef
นนคอ
ee
2
1,2
1
เปนจดทฟงกชน f มคาต าสด
6. fD2
xfx 2lim และ
xf
x 2lim
ดงนน เสนตรง 2x เปนเสนก ากบแนวดง และ 1lim
xf
x และ 1lim
xf
x
ดงนน เสนตรง 1y เปนเสนก ากบแนวนอน
88
7. 2
2
1
3
x
xxf
2222
22
1
4
1
3212
x
x
x
xxxxxf
0 xf เมอ 0x นนคอ ท 0x เปนจดวกฤตของ f และ 0 xf เมอ 0x และ 0 xf เมอ 0x ดงนน ทจด 0x เปนจดต าสดของ f
32
2
42
2222
1
412
1
11614
x
x
x
xxxxf
จะเหนวา ไมมคา x ทท าให 0 xf และ 0 xf เมอ 1x หรอ 1x และ 0 xf เมอ 11 x พจารณา ท 0x ได 3 xfy นนคอ กราฟตดแกน y ท 3,0 ท 0 xfy ได 3x นนคอ กราฟตดแกน x ท 0,3,0,3 พจารณา
22
2
2
2
1
21
1
21
1
3
xx
x
x
xxf
เปนฟงกชนตอเนองทกจดยกเวนท 1x
xfx 1
lim และ
xfx 1
lim
xfx 1lim และ
xf
x 1lim
89
นนคอ เสนตรง 1x และ 1x เปนเสนก ากบแนวดง และ 1lim
xf
x
นนคอ เสนตรง 1y เปนเสนก ากบแนวนอน สรป f มคาของฟงกชนต าสดท 0x f มจดตดแกน y ท 3,0 และ จดตดแกน x ท 0,3,0,3 f มเสนตรง 1x และ 1x เปนเสนก ากบแนวดง f มเสนตรง 1y เปนเสนก ากบแนวนอน
ชวง 1, 0,1 1,0 ,1
เครองหมาย xf - - + + เครองหมาย xf - + + -
สภาพเวา ลาง บน บน ลาง แนวตอบกจกรรม 12.2.3 1. เขยนรปขณะเวลา t ใดๆ ให v เปนปรมาตรของน าในกรวยขณะเวลา t ใดๆ h เปนความลกของระดบน า r เปนรศมผวบนของน า 20 h
90
ดงนน hrv , hr 2
3
1
จากรป 10
r 20
h
r 2
h
แทนใน hrv , ได hv 12
3h
dt
dv dt
dhh2
4
1
จากโจทย 2dt
dv ลกบาศกฟตตอนาท
หา dt
dh ขณะท 10h ฟต
แทนคา 2 dt
dh210
4
1
ดงนน dt
dh 100
8 ฟตตอนาท
2. วาดรปขณะเวลา t ใดๆ B ใหปลายลางของบนไดสงเหนอพน y ฟต มมระหวางปลายลางของบนไดกบพน เรเดยน y 20 ระยะหางระหวางปลายลางของบนไดกบก าแพง x ฟต C x A
ดงนน
20sin 1 y
dt
d
4001
20
1
2y
dt
dy
แต 4dt
dy ฟตตอวนาท
และจากรปได 22220 xy เมอ 16x ได 12y
91
แทนคา dt
d
400
121
420
1
2
4
1 เรเดยนตอวนาท
3. ให เปนมมเงยของผสงเกตการณเมอเวลา t ใดๆ y เปนระยะความสงเหนอพนของลกบลลน 1200
ดงนน
1200tan 1 y
dt
d
1200
12001
12
y
dt
d
y
dt
dy
y 221200
1200
แต 1600y และ 200dt
dy
แทนคา dt
d
20016001200
120022
100
6 เรเดยนตอนาท
4. ให x เปนดานยาวของสเหลยมผนผา y เปนดานกวางของสเหลยมผนผา A เปนพนทของสเหลยมผนผา ดงนน xyyxA , จากโจทย yx 22 100
92
y xx
502
2100
แทนใน yxA , ได xA xx 50 250 xx xA x250 xA 0 เมอ 25x แทนใน
252550 y ทดสอบคาโดย 0225 A ดงนน ฟงกชนมคาสงสดท 25x นนคอ ตองสรางสเหลยมผนผาใหมดานกวาง 25 ฟต และดานยาว 25 ฟต จงจะไดสเหลยมผนผาทมพนทมากทสดเปน 625 ตารางฟต
5. 16 30 ให x เปนความยาวของสวนทถกตด V เปนปรมาตรของกลอง ดงนน V xxx 216230 xxx 480924 23 xV 48018412 2 xx
xV 0 เมอ 3
10,12x ( หาโดยใชสตร )
ทดสอบคาโดย 18424 xxV 0104184122412 V ดงนน ฟงกชนมคาต าสดท 12x
01041843
1024
3
10
V ดงนน ฟงกชนมคาสงสดท
3
10x
นนคอ ตองสรางกลองโดยใหมความยาวของสวนทถกตดเปน 3
10 นว จงจะไดกลองทมปรมาตรมากทสด
เปน 726 ลกบาศกนว
x
x
93
6. ให r เปนรศมของทรงกระบอก h เปนความสงของทรงกระบอก V เปนปรมาตรของทรงกระบอก ดงนน hrhrV 2,
จากรป โดยสามเหลยมคลาย ได r
h10 6
10
h 3
510
6
1010
rr
แทนใน hrV , ได
3
5102 r
rrV 3
510
32 r
r
2520 rrrV rr 45 0 rV เมอ 4,0r
ทดสอบคาโดย rrV 1020 020010200 V ดงนน ฟงกชนมคาต าสดท 0r 020410204 V ดงนน ฟงกชนมคาสงสดท 4r
น า 4r แทนใน 3
10
3
4510 h
นนคอ ตองสรางทรงกระบอกใหมรศม 4 นว และสง 3
10 นว จงจะไดทรงกระบอกทมปรมาตรมาก
ทสดเปน 3
160 ลกบาศกนว ทบรรจอยในกรวย
7. ให h เปนความสงของกระปอง h r เปนรศมของกระปอง A เปนพนทผวของกระปอง
94
ดงนน rhrhrA 22, 2 จากโจทย hr2 1000
h 2
1000
r
แทนใน hrA , ได r
rr
rrrA2000
21000
22 2
2
2
2
20004
rrrA
0 rA เมอ 3 2
10
r
ทดสอบคาโดย 3
40004
rrA
0
2
10
20004
2
10
3
3
3
A ดงนน ฟงกชนมคาต าสดท 3 2
10
r
น า 3 2
10
r แทนใน
32
3
2
20
2
10
1000
h
นนคอ ตองสรางกระปองใหมรศม 3 2
10
เซนตเมตร และสง
3 2
20
เซนตเมตร จงจะท าใหกระปองท
สรางขนใชวสดนอยทสด และมพนทผวเปน 23 2
600
ตารางเซนตเมตร
แนวตอบกจกรรม 12.2.4 1.
1.1) เนองจาก mxxfmx
xF )(2
2
ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf
1.2) เนองจาก 12
1)(
122
2
xxf
xxF
ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf 1.3) เนองจาก 123)(123 22 xxfxxF
95
ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf 1.4) เนองจาก 1312)(3)52(2)13( xxfxxxF ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf 1.5) เนองจาก
)2102()1()()1(2)1(100 99100992 xxxxfxxxxxF ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf
1.6) เนองจาก nn
xxfn
xnxF
)(
1
)1(
ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf
1.7) เนองจาก x
xxfx
xxF1
sin)(1
sin
ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf 1.8) เนองจาก xxexfxxexF xx 22 sec2)(sec2
22
ดงนน xF เปนปฏยานพนธของ xf
2. พจารณา 221
)1(
2
)1(
)1)(1()1)(1(
tt
tttF
และ 222
)1(
2
)1(
)1(2)0)(1(
tt
ttF
ดงนน tF1 และ tF2 เปนปฏยานพนธของ 2)1(
2)(
ttf
3. พจารณา 22
22
2
2
)1(
)2()2)(1(
1)(
x
xxxx
x
xxf
22 )1(
2
x
x
และ 22
22
2
2
)1(
)2)(23()6)(1(
1
)23()(
x
xxxx
x
xxg
22 )1(
46
x
xx
22 )1(
2
x
x
96
ดงนน )()( xgxf
ฟงกชน )(xf และ )(xg ตางกเปนปฏยานพนธของฟงกชนเดยวกนคอ 22 )1(
2
x
x
แต )(xf ไมตองเทากบ )(xg
97
แบบประเมนตนเองหลงเรยน วตถประสงค เพอประเมนความกาวหนาในการเรยนรของนกศกษาเกยวกบเรอง “อนพนธและการประยกต” ค าแนะน า อานค าถามแลวเขยนวงกลมลอมรอบขอค าตอบทถกตอง นกศกษามเวลาท าแบบประเมนชดน 60 นาท 1. อนพนธของฟงกชน 412)( xxf ทจด 1x ตรงกบขอใด
ก. h
hh
h
44
0
12)1(12lim
ข. h
hh
h
44
0
12)1(12lim
ค. h
h
h
12)1(12lim
4
0
ง. h
h
h
12)1(12lim
4
0
2. อนพนธของฟงกชน xxxxf ln4)( ตรงกบขอใด
ก. xx
ln2
ข. xx
ln2
ค. xx
ln12
ง. xx
ln12
3. ก าหนด 322 uuy และ xu 65 จงหา dx
dy ท 1x
ก. 24 ข. -24 ค. 120 ง. -120
98
4. ก าหนด yxy tan จงหา dx
dy
ก. yy
x
2sec
ข. xy
y
2sec
ค. x
y2sec
ง. y
xy 2sec
5. อนพนธอนดบท 10 ของฟงกชน xxexf )( ท 1x ตรงกบขอใด
ก. e
9
ข. e1
9
ค. e
10
ง. e1
10
6. คาประมาณทใกลเคยงทสดของ 88cos ตรงกบขอใด ก. 0 ข. 0.3492 ค. 0.03492 ง. 0.003492
7. จดวกฤตของฟงกชน 3
52
x
x ตรงกบขอใด
ก. -3
ข. 2
5
ค. 2
5,3
ง. 2
5,3,0
99
8. ก าหนด )()( 3 xfxxg และ 4)3(,2)3( ff จงหาวา )3(g ตรงกบขอใด ก. -54 ข. 54 ค. -108 ง. 108 9. จดเปลยนเวาของ 643)( 23 xxxf ตรงกบขอใด
ก. 9
8
ข. 9
8
ค. 9
4
ง. 9
4
10. ขอใดเปนปฏยานพนธของ 23x ก. 3x ข. 33 x ค. 33 x ง. ถกทกขอ
100
เฉลยแบบประเมนผลตนเองหนวยท 12
กอนเรยน หลงเรยน 1. ก. 1. ค. 2. ง. 2. ค. 3. ค. 3. ง. 4. ง. 4. ข. 5. ค. 5. ก. 6. ค. 6. ค. 7. ค. 7. ค. 8. ข. 8. ข. 9. ค. 9. ค. 10. ง. 10. ง.