ความถนัดแพทย์ MEDDENT
เข้าสู่ระบบ
ปรึกษาแอดมิน
แคลคูลัส

แคลคูลัส

มกราคม 10, 2026

สวัสดีครับทุกคน วันนี้พี่แม็คจะพาไปทำความรู้จัก “แคลคูลัส” ในตอนนี้พี่แม็คตั้งใจทำมาเพื่อให้ทุกคนได้ทบทวนแคลคูลัสแบบรวบรัด และรวมถึงเทคนิคทำโจทย์ยอดฮิตที่ออกสอบบ่อยที่สุด ถ้าอ่านจบแล้วรับรองว่าสามารถกลับไปทำโจทย์ยาก ๆ ได้แบบมั่นใจขึ้นแน่นอนครับ

ลิมิตของฟังก์ชัน

ก่อนอื่นพี่แม็คจะให้น้อง ๆ พิจารณาฟังก์ชัน y=x2y=x^2 ดังนี้

PostPostPost

จากตัวอย่างที่ผ่านมาทำให้เห็นว่า ถ้าลิมิตทางซ้ายของฟังก์ชัน f(x)f(x) เมื่อ xx เข้าใกล้ aa เท่ากับลิมิตทางขวาของฟังก์ชัน f(x)f(x) เมื่อ xx เข้าใกล้ aa นั่นคือ limxaf(x)=limxa+f(x)=L\displaystyle\lim_{x\to a^{-}}f(x) = \displaystyle\lim_{x\to a^{+}}f(x) = L แล้วจะทำให้สามารถหาค่าลิมิตของฟังก์ชันได้และมีค่าเท่ากับลิมิตทางซ้ายและขวาที่หามาได้ นั่นคือ limxaf(x)=L\displaystyle\lim_{x\to a}f(x) = L

แต่ถ้าลิมิตทางซ้ายของฟังก์ชัน f(x)f(x) เมื่อ xx เข้าใกล้ aa มีค่าไม่เท่ากับลิมิตทางขวาของฟังก์ชัน f(x)f(x) เมื่อ xx เข้าใกล้ aa นั่นคือ limxaf(x)limxa+f(x)\displaystyle\lim_{x\to a^{-}}f(x) \neq \displaystyle\lim_{x\to a^{+}}f(x) แล้วจะทำให้ไม่สามารถหาค่าลิมิตของฟังก์ชัน f(x)f(x) เมื่อ xx เข้าใกล้ aa

Post

จงหา

  1. f(4)f(4)
  2. limx4f(x)\displaystyle\lim_{x\to 4^-} f(x)
  3. limx4+f(x)\displaystyle\lim_{x\to 4^+} f(x)
  4. limx4f(x)\displaystyle\lim_{x\to 4} f(x)

วิธีทำ จากกราฟจะเห็นว่า

  1. f(4)=3f(4) = 3 (นั่นคือ หาจุดทึบหรือเส้นที่กราฟลากผ่าน)
Post
  1. limx4f(x)=5\displaystyle\lim_{x\to 4^-} f(x) = 5
Post
  1. limx4+f(x)=3\displaystyle\lim_{x\to 4^+} f(x) = 3
Post
  1. เนื่องจาก limx4f(x)=5\displaystyle\lim_{x\to 4^-} f(x) = 5 และ limx4+f(x)=3\displaystyle\lim_{x\to 4^+} f(x) = 3 ทำให้ limx4f(x)\displaystyle\lim_{x\to 4} f(x) หาค่าไม่ได้

ทฤษฎีบทที่เกี่ยวกับลิมิตของฟังก์ชัน

กำหนดให้ aa, LL, และ MM เป็นจำนวนจริงใดๆ และให้ ff และ gg เป็นฟังก์ชัน
โดยที่ limxaf(x)=L\displaystyle \lim_{x \to a} f(x) = L และ limxag(x)=M\displaystyle \lim_{x \to a} g(x) = M จะได้ว่า

  1. limxac=c\displaystyle \lim_{x \to a} c = c เมื่อ cc เป็นค่าคงตัวใดๆ
  2. limxaxn=an\displaystyle \lim_{x \to a} x^n = a^n เมื่อ nNn \in \mathbb{N}
  3. limxacf(x)=climxaf(x)=cL\displaystyle \lim_{x \to a} c f(x) = c \displaystyle \lim_{x \to a} f(x) = cL เมื่อ cc เป็นค่าคงตัวใดๆ
  4. limxa(f(x)+g(x))=limxaf(x)+limxag(x)=L+M\displaystyle \lim_{x \to a} (f(x) + g(x)) = \displaystyle \lim_{x \to a} f(x) + \displaystyle \lim_{x \to a} g(x) = L + M
  5. limxa(f(x)g(x))=limxaf(x)limxag(x)=LM\displaystyle \lim_{x \to a} (f(x) - g(x)) = \displaystyle \lim_{x \to a} f(x) - \displaystyle \lim_{x \to a} g(x) = L - M
  6. limxa(f(x)g(x))=limxaf(x)limxag(x)=LM\displaystyle \lim_{x \to a} (f(x) \cdot g(x)) = \displaystyle \lim_{x \to a} f(x) \cdot \displaystyle \lim_{x \to a} g(x) = L \cdot M
  7. limxa(f(x)g(x))=limxaf(x)limxag(x)=LM\displaystyle \lim_{x \to a} \left( \frac{f(x)}{g(x)} \right) = \frac{\displaystyle \lim_{x \to a} f(x)}{\displaystyle \lim_{x \to a} g(x)} = \frac{L}{M} เมื่อ M0M \neq 0
  8. limxa(f(x))n=(limxaf(x))n=Ln\displaystyle \lim_{x \to a} (f(x))^n = \left(\displaystyle \lim_{x \to a} f(x)\right)^n = L^n เมื่อ nNn \in \mathbb{N}
  9. limxaf(x)n=limxaf(x)n=Ln\displaystyle \lim_{x \to a} \sqrt[n]{f(x)} = \sqrt[n]{\displaystyle \lim_{x \to a} f(x)} = \sqrt[n]{L} เมื่อ nN{1}n \in \mathbb{N}-\{1\} และ LnR\sqrt[n]{L} \in \mathbb{R}

Ex. จงหาค่าของ limx2(4x35x+7)\displaystyle \lim_{x \to 2} (4x^3 - 5x + 7)
วิธีทำ

limx2(4x35x+7)=limx2(4x3)limx2(5x)+limx2(7)=4limx2(x3)5limx2(x)+limx2(7)=4(23)5(2)+7=4(8)10+7=3210+7=29 \begin{align*}\displaystyle \lim_{x \to 2} (4x^3 - 5x + 7) &= \displaystyle \lim_{x \to 2} (4x^3) - \displaystyle \lim_{x \to 2}(5x) + \displaystyle \lim_{x \to 2} (7) \\ &= 4 \displaystyle \lim_{x \to 2} (x^3) - 5 \displaystyle \lim_{x \to 2} (x) + \displaystyle \lim_{x \to 2} (7) \\ &= 4(2^3) - 5(2) + 7 \\ &= 4(8) - 10 + 7 \\ &= 32 - 10 + 7 \\ &= 29 \end{align*}

Ex. จงหาค่าของ limx3(x24)2x+1\displaystyle \lim_{x \to 3} \frac{(x^2 - 4)^2}{x + 1}
วิธีทำ

limx3(x24)2x+1=limx3((x24)2)limx3(x+1)=(limx3(x24))2limx3x+limx31=(324)23+1=(94)24=524=254 \begin{align*}\displaystyle \lim_{x \to 3} \frac{(x^2 - 4)^2}{x + 1} &= \displaystyle \frac{\displaystyle \lim_{x \to 3} \left((x^2 - 4)^2\right)}{\displaystyle \lim_{x \to 3} (x + 1)} \\ &= \displaystyle \frac{\left(\displaystyle \lim_{x \to 3} (x^2 - 4)\right)^2}{\displaystyle \lim_{x \to 3} x + \displaystyle \lim_{x \to 3} 1} \\ &= \displaystyle \frac{(3^2 - 4)^2}{3 + 1} \\ &= \displaystyle \frac{(9 - 4)^2}{4} \\ &= \displaystyle \frac{5^2}{4} \\ &= \frac{25}{4} \end{align*}

Ex. จงหาค่าของ limx52x25x5\displaystyle \lim_{x \to 5} \sqrt{2x^2 - 5x - 5}
วิธีทำ

limx52x25x5=limx5(2x25x5)=limx5(2x2)limx5(5x)limx5(5)=2limx5(x2)5limx5(x)limx5(5)=2(52)5(5)5=50255=20=25 \begin{align*}\displaystyle \lim_{x \to 5} \sqrt{2x^2 - 5x - 5} &= \sqrt{\displaystyle \lim_{x \to 5} (2x^2 - 5x - 5)} \\ &= \sqrt{\displaystyle \lim_{x \to 5} (2x^2) -\displaystyle \lim_{x \to 5} (5x) - \displaystyle \lim_{x \to 5} (5) } \\ &= \sqrt{2 \displaystyle \lim_{x \to 5} (x^2) - 5 \displaystyle \lim_{x \to 5} (x) - \displaystyle \lim_{x \to 5} (5)} \\ &= \sqrt{2(5^2) - 5(5) - 5} \\ &= \sqrt{50 - 25 - 5} \\ &= \sqrt{20} \\ &= 2\sqrt{5} \end{align*}

จากทฤษฎีบทที่เกี่ยวกับลิมิตของฟังก์ชัน ข้อ (7) limxa(f(x)g(x))=limxaf(x)limxag(x)=LM\displaystyle \lim_{x \to a} \left( \frac{f(x)}{g(x)} \right) = \frac{\displaystyle \lim_{x \to a} f(x)}{\displaystyle \lim_{x \to a} g(x)} = \frac{L}{M} เมื่อ M0M \neq 0
แต่ถ้า M=0M=0 นั่นคือ limxag(x)=0\displaystyle \lim_{x \to a} g(x)=0 อาจจะต้องจัดรูปของฟังก์ชันใหม่ ดังตัวอย่างต่อไปนี้

Ex. จงหาค่าของ limx4x216x4\displaystyle \lim_{x \to 4} \frac{x^2 - 16}{x - 4}
วิธีทำ เนื่องจาก limx4(x4)=0\displaystyle \lim_{x \to 4} (x - 4) = 0 ทำให้ต้องจัดรูปของฟังก์ชันใหม่ก่อนหาค่าของลิมิต ดังนี้

limx4x216x4=limx4(x4)(x+4)x4=limx4(x+4)=4+4=8 \begin{align*}\displaystyle \lim_{x \to 4} \frac{x^2 - 16}{x - 4} &= \displaystyle \lim_{x \to 4} \frac{(x-4)(x+4)}{x - 4} \\ &= \displaystyle \lim_{x \to 4} (x+4) \\ &= 4 + 4 \\ &= 8 \end{align*}

Ex. จงหาค่าของ limx0x+42x\displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{x+4} - 2}{x}
วิธีทำ เนื่องจาก limx0x=0\displaystyle \lim_{x \to 0} x = 0 ทำให้ต้องจัดรูปของฟังก์ชันใหม่ก่อนหาค่าของลิมิต ดังนี้

limx0x+42x=limx0x+42xx+4+2x+4+2=limx0(x+4)222x(x+4+2)=limx0xx(x+4+2)=limx01x+4+2=10+4+2=12+2=14 \begin{align*}\displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{x+4} - 2}{x} &= \displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{\sqrt{x+4} - 2}{x} \cdot \frac{\sqrt{x+4} + 2}{\sqrt{x+4} + 2} \\ &= \displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{\left(\sqrt{x+4}\right)^2 - 2^2}{x(\sqrt{x+4} + 2)} \\ &= \displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{x}{x(\sqrt{x+4} + 2)} \\ &= \displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{1}{\sqrt{x+4} + 2} \\ &= \displaystyle \frac{1}{\sqrt{0+4} + 2} \\ &= \displaystyle \frac{1}{2 + 2} \\ &= \frac{1}{4} \end{align*}

ความต่อเนื่องของฟังก์ชัน

ในเรื่องของความต่อเนื่องของฟังก์ชันเป็นแนวคิดที่ง่ายมากในแคลคูลัสครับ พี่แม็คจะสรุปให้น้อง ๆ ฟังอย่างคร่าวๆ เลยก็คือ ฟังก์ชันจะมีความต่อเนื่องที่จุดใดจุดหนึ่ง ก็ต่อเมื่อ เราสามารถลากเส้นกราฟผ่านจุดนั้นได้โดยไม่ต้องยกปากกานั่นเองครับ

Post

เมื่อน้อง ๆ ลากปากกาไปตามกราฟจากฝั่งซ้ายมือไปยังฝั่งขวามือเรื่อย ๆ ที่เป็นกราฟเส้นตรง แต่เมื่อถึงที่จุด x=4x=4 น้องจะเห็นว่าน้องต้องยกปากกา เพื่อลากปากกาไปตามแนวเส้นโค้ง ซึ่งจุดที่มีปัญหาเลยก็คือ จุด x=4x=4 แสดงว่าจุดนี้ไม่มีความต่อเนื่องของฟังก์ชัน แต่ในขณะที่จุดอื่น ๆ น้อง ๆ จะไม่ต้องยกปากกาเลย นั่นก็แสดงว่า กราฟมีความต่อเนื่องที่ทุก ๆ จุดของกราฟยกเว้นที่ x=4x=4 นั่นเองครับ

ต่อไปพี่แม็คจะให้น้อง ๆ พิจารณาว่า ฟังก์ชันจะมีความต่อเนื่องที่จุด x=ax=a ว่าจะต้องพิจารณาเงื่อนไขอะไรบ้าง พี่แม็คสรุปให้ตามนี้เลยค้าบบ

Post

Ex. กำหนดให้ฟังก์ชัน ff นิยามดังนี้

f(x)={x29x3เมื่อ x36เมื่อ x=3 \begin{align*} f(x) = \begin{cases} \displaystyle \frac{x^2 - 9}{x - 3} & \text{เมื่อ } x \neq 3 \\ 6 & \text{เมื่อ } x = 3 \end{cases} \end{align*}


จงหาว่า ฟังก์ชัน ff มีความต่อเนื่องที่จุด x=3x=3 หรือไม่
วิธีทำ ในการพิจารณาว่าฟังก์ชัน ff มีความต่อเนื่องที่จุด x=3x=3 จะต้องตรวจสอบเงื่อนไขทั้ง 33 ข้อ ดังนี้

  1. ตรวจสอบว่า ค่าของฟังก์ชัน f(3)f(3) สามารถหาค่าได้
    จากฟังก์ชัน ff จะพบว่าที่จุด x=3x = 3 มีค่าของฟังก์ชัน f(3)f(3) เท่ากับ 66 นั่นคือ f(3)=6f(3) = 6
    (ในที่นี้พี่แม็คพิจารณาที่เงื่อนไขล่างคั้บ)
  2. ตรวจสอบว่า ลิมิตของฟังก์ชัน limx3f(x)\displaystyle \lim_{x \to 3} f(x) สามารถหาค่าได้
    (เนื่องจากการหาค่าลิมิตเป็นการพิจารณาค่าที่อยู่รอบ ๆ จุด x=3x = 3 ทำให้พี่แม็คพิจารณาที่เงื่อนไขบนคั้บ)
    (1) limx3+f(x)=limx3+x29x3=limx3+(x3)(x+3)x3=limx3+(x+3)=3+3=6\displaystyle \lim_{x \to 3^+} f(x) = \displaystyle \lim_{x \to 3^+} \displaystyle \frac{x^2 - 9}{x - 3} = \displaystyle \lim_{x \to 3^+} \displaystyle \frac{(x-3)(x+3)}{x - 3} = \displaystyle \lim_{x \to 3^+} (x+3) = 3+3 = 6
    (2) limx3f(x)=limx3x29x3=limx3(x3)(x+3)x3=limx3(x+3)=3+3=6\displaystyle \lim_{x \to 3^-} f(x) = \displaystyle \lim_{x \to 3^-} \displaystyle \frac{x^2 - 9}{x - 3} = \displaystyle \lim_{x \to 3^-} \displaystyle \frac{(x-3)(x+3)}{x - 3} = \displaystyle \lim_{x \to 3^-} (x+3) = 3+3 = 6
    จะได้ว่า limx3f(x)=6\displaystyle \lim_{x \to 3} f(x) = 6
  3. ตรวจสอบว่า f(3)=limx3f(x)f(3) = \displaystyle \lim_{x \to 3} f(x)
    จากข้อ 1. f(3)=6f(3) = 6 และข้อ 2. limx3f(x)=6\displaystyle \lim_{x \to 3} f(x) = 6
    จะได้ว่า f(3)=limx3f(x)f(3) = \displaystyle \lim_{x \to 3} f(x)

ดังนั้น ฟังก์ชัน ff มีความต่อเนื่องที่จุด x=3x=3

Ex. กำหนดให้ฟังก์ชัน gg นิยามดังนี้

g(x)={2x+1เมื่อ x2x21เมื่อ x>2 \begin{align*} g(x) = \begin{cases} \displaystyle 2x + 1 & \text{เมื่อ } x \leq 2 \\ \displaystyle x^2 - 1 & \text{เมื่อ } x > 2 \end{cases} \end{align*}


จงหาว่า ฟังก์ชัน gg มีความต่อเนื่องที่จุด x=2x=2 หรือไม่
วิธีทำ ในการพิจารณาว่าฟังก์ชัน gg มีความต่อเนื่องที่จุด x=2x=2 จะต้องตรวจสอบเงื่อนไขทั้ง 33 ข้อ ดังนี้

  1. ตรวจสอบว่า ค่าของฟังก์ชัน g(2)g(2) สามารถหาค่าได้
    จากฟังก์ชัน gg จะพบว่าที่จุด x=2x = 2 มีค่าของฟังก์ชัน g(2)=2(2)+1=5g(2) = 2(2)+1 = 5
    (ในที่นี้พี่แม็คพิจารณาที่เงื่อนไขบนนะครับ)
  2. ตรวจสอบว่า ลิมิตของฟังก์ชัน limx2g(x)\displaystyle \lim_{x \to 2} g(x) สามารถหาค่าได้
    (1) limx2+g(x)=limx2+2x+1=2(2)+1=5\displaystyle \lim_{x \to 2^+} g(x) = \displaystyle \lim_{x \to 2^+} 2x + 1 = 2(2)+1 = 5
    (เนื่องจากการหาค่าลิมิตทางซ้ายจะพิจารณาค่าที่อยู่รอบ ๆ จุดที่ x<2x < 2 ทำให้พี่แม็คพิจารณาที่เงื่อนไขบนคั้บ)
    (2) limx2g(x)=limx3x21=(2)21=41=3\displaystyle \lim_{x \to 2^-} g(x) = \displaystyle \lim_{x \to 3^-} x^2 - 1 = (2)^2-1 = 4-1=3
    (เนื่องจากการหาค่าลิมิตทางขวาจะพิจารณาค่าที่อยู่รอบ ๆ จุดที่ x>2x > 2 ทำให้พี่แม็คพิจารณาที่เงื่อนไขล่างคั้บ)

จะเห็นว่า limx2g(x)limx2+g(x)\displaystyle \lim_{x \to 2^-} g(x) \neq \displaystyle \lim_{x \to 2^+} g(x)
ดังนั้น limx2g(x)\displaystyle \lim_{x \to 2} g(x) หาค่าไม่ได้

ดังนั้น ฟังก์ชัน gg ไม่มีความต่อเนื่องที่จุด x=2x=2

อนุพันธ์ของฟังก์ชัน

Post

โดยกระบวนการหาอนุพันธ์จะเรียกว่า Differentiation ในที่นี้บางครั้ง พี่แม็คอาจจะขอพูดย่อ ๆ ว่าเป็น การดิฟ นะครับ

Ex. จงหาอนุพันธ์ของฟังก์ชัน f(x)=2x24x+1\displaystyle f(x) = 2x^2 - 4x + 1 ที่จุด x=5\displaystyle x = 5
วิธีทำ เนื่องจากอนุพันธ์ของฟังก์ชันสามารถหาได้จาก

f(x)=limh0f(x+h)f(x)h=limh0[2(x+h)24(x+h)+1][2x24x+1]h=limh0[2(x2+2xh+h2)4(x+h)+1][2x24x+1]h=limh02x2+4xh+2h24x4h+12x2+4x1h=limh04xh+2h24hh=limh0h(4x+2h4)h=limh0(4x+2h4)=4x+2(0)4=4x4 \begin{align*}\displaystyle f^\prime(x) &= \lim_{h\to 0} \frac{f(x+h)-f(x)}{h} \\ &= \lim_{h \to 0} \frac{[2(x+h)^2 - 4(x+h) + 1] - [2x^2 - 4x + 1]}{h} \\ &= \lim_{h \to 0} \frac{[2(x^2 + 2xh + h^2) - 4(x+h) + 1] - [2x^2 - 4x + 1]}{h} \\ &= \lim_{h \to 0} \frac{2x^2 + 4xh + 2h^2 - 4x - 4h + 1 - 2x^2 + 4x - 1}{h} \\ &= \lim_{h \to 0} \frac{4xh + 2h^2 - 4h}{h} \\ &= \lim_{h \to 0} \frac{h(4x + 2h - 4)}{h} \\ &= \lim_{h \to 0} (4x + 2h - 4) \\ &= 4x + 2(0) - 4 \\ &= 4x - 4 \end{align*}

ดังนั้น อนุพันธ์ของฟังก์ชัน ff ที่จุด x=5x=5 คือ f(5)=4(5)4=204=16f^\prime(5) = 4(5)-4 = 20-4 = 16

ทฤษฎีบทที่เกี่ยวข้องกับอนุพันธ์ของฟังก์ชัน

กำหนดให้ cc เป็นจำนวนจริง และให้ ff และ gg เป็นฟังก์ชันที่หาอนุพันธ์ได้ที่จุด xx

  1. ถ้า f(x)=cf(x) = c แล้ว f(x)=0f'(x) = 0
    Ex. ถ้า f(x)=15f(x) = 15 จะได้ว่า f(x)=0f'(x) = 0
  2. ถ้า f(x)=xcf(x) = x^c แล้ว f(x)=cxc1f'(x) = cx^{c-1}
    Ex. ถ้า f(x)=x7f(x) = x^7 จะได้ว่า f(x)=7x71=7x6f'(x)= 7x^{7-1} = 7x^6
  3. (f+g)(x)=f(x)+g(x)(f+g)'(x) = f'(x) + g'(x)
  4. (fg)(x)=f(x)g(x)\displaystyle (f-g)'(x) = f'(x) - g'(x)
    น้อง ๆ อาจจะจำว่า ดิฟผลบวกและผลลบ สามารถกระจายดิฟแต่ละตัวได้เลย
    Ex. ถ้า f(x)=x4+x3xf(x) = x^4 + x^3 - x จะได้ว่า f(x)=4x3+3x21f'(x) = 4x^3 + 3x^2 - 1
  5. (cf)(x)=c(f(x))(cf)'(x) = c(f'(x))
    น้อง ๆ อาจจะจำว่า สามารถดึงค่าคงที่ที่คูณอยู่ออกมาก่อนแล้วค่อยดิฟ ก็ได้ครับ
    Ex. ถ้า f(x)=3x213x3f(x) = 3x^2 - \displaystyle\frac{1}{3}x^3 จะได้ว่า f(x)=32x1133x2=6x+x2f'(x) = 3 \cdot 2x^1 - \displaystyle\frac{1}{3} \cdot 3x^2 = 6x+x^2
  6. (fg)(x)=f(x)g(x)+g(x)f(x)(fg)'(x) = f(x)g'(x) + g(x)f'(x)
    น้อง ๆ อาจจะจำว่า ดิฟผลคูณ คือ หน้าดิฟหลัง + หลังดิฟหน้า ก็ได้ครับ
    Ex. ถ้า y=(x2)(3x+1)y = (x^2) (3x+1) จะได้ว่า
    y=(x2)(ddx(3x+1))+(3x+1)(ddx(x2))=x23+(3x+1)2x=3x2+6x2+2x=9x2+2x \begin{align*} y' &= (x^2) \cdot \left(\displaystyle\frac{d}{dx}(3x+1)\right) + (3x+1) \cdot \left(\displaystyle\frac{d}{dx}(x^2)\right) \\ &= x^2 \cdot 3 + (3x+1) \cdot 2x \\ &= 3x^2 + 6x^2 + 2x \\ &= 9x^2 + 2x \end{align*}
  7. (fg)(x)=g(x)f(x)f(x)g(x)(g(x))2\left( \displaystyle\frac{f}{g} \right)'(x) = \displaystyle\frac{g(x)f'(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2}
    น้อง ๆ อาจจะจำว่า ดิฟผลหาร คือ ล่างดิฟบน - บนดิฟล่าง ส่วนด้วย ล่างกำลัง 2 ก็ได้ครับ
    Ex. ถ้า y=x5x3\displaystyle y = \displaystyle\frac{x-5}{x^3} จะได้ว่า
    y=x3(ddx(x5))(x5)(ddx(x3))(x3)2=x31(x5)3x2x6=x33x3+15x2x6=2x3+15x2x6=x2(2x+15)x6=2x+15x4 \begin{align*} y' &= \displaystyle\frac{x^3 \cdot \left(\displaystyle\frac{d}{dx}(x-5)\right) - (x-5) \cdot \left(\displaystyle\frac{d}{dx} (x^3)\right)}{(x^3)^2} \\ &= \displaystyle\frac{x^3 \cdot 1 - (x-5) \cdot 3x^2}{x^6} \\ &= \displaystyle\frac{x^3 - 3x^3 +15x^2}{x^6} \\ &= \displaystyle\frac{-2x^3 +15x^2}{x^6} \\ &= \displaystyle\frac{x^2(-2x+15)}{x^6} \\ &= \displaystyle\frac{-2x+15}{x^4} \end{align*}
  8. (fg)(x)=f(g(x))g(x)\displaystyle (f \circ g)'(x) = f'(g(x)) \cdot g'(x)
    เวลาที่น้องเจอฟังก์ชันที่ซ้อน ๆ กัน สิ่งที่สำคัญน้องต้องมองเป็นก้อน แล้วค่อย ๆ ดิฟ และอย่าลืมดิฟไส้ด้วยนะครับ
    Ex. กำหนดให้ y=(3x+2)5y = (3x+2)^5 จงหา yy'
    ในที่นี้พี่แม็คอาจจะให้แนวคิดก่อนนะครับ ซึ่งน้องสามารถมองเป็นก้อนแบบนี้ก่อนก็ได้นะครับ
    คือ 3x+2=u3x+2 = u ในที่นี้จะได้เป็น y=u5y = u^5 ถ้าดิฟแล้วจะได้ y=5u4y' = 5u^4
    แต่น้องอย่าลืมดิฟไส้ด้วยนั่นก็คือ ddx(3x+2)=3\displaystyle\frac{d}{dx}(3x+2) = 3
    ซึ่งถ้าเขียนวิธีทำจริงๆ จะเขียนได้ตามนี้เลยครับ
    y=ddx(3x+2)5=5(3x+2)4ddx(3x+2)=5(3x+2)43=15(3x+2)4 \begin{align*} y' &= \displaystyle\frac{d}{dx} (3x+2)^5 \\ &= 5(3x+2)^4 \cdot \displaystyle\frac{d}{dx} (3x+2) \\ &= 5(3x+2)^4 \cdot 3 \\ &= 15(3x+2)^4 \end{align*}

    หรือเขียนอีกแบบก็ได้นะครับ นั่นคือ
    กำหนดให้ u=3x+2u=3x+2
    y=ddxu5=5u4ddxu=5u4ddx(3x+2)=5u43=5(3x+2)43=15(3x+2)4 \begin{align*} y' &= \displaystyle\frac{d}{dx} u^5 \\ &= 5u^4 \cdot \displaystyle\frac{d}{dx} u \\ &= 5u^4 \cdot \displaystyle\frac{d}{dx} (3x+2) \\ &= 5u^4 \cdot 3 \\ &= 5(3x+2)^4 \cdot 3 \\ &= 15(3x+2)^4 \end{align*}

    แต่วิธีการแสดงในแบบที่ 2 น้อง ๆ จะต้องประกาศตัวแปรก่อนทุกครั้ง และที่สำคัญ ตอนจบน้อง ๆ จะต้องเปลี่ยนตัวแปรกลับมาเป็นตัวแปร xx ด้วยนะครับ

เส้นสัมผัสเส้นโค้ง

กำหนดเส้นโค้งซึ่งเป็นกราฟของฟังก์ชัน y=f(x)y = f(x)

ให้ P(a,f(a))P(a, f(a)) และ Q(a+h,f(a+h))Q(a+h, f(a+h)) เป็นจุดบนเส้นโค้ง โดยที่ h0h \neq 0

ความชันของเส้นตรงที่ผ่านจุด PP และ QQ คือ f(a+h)f(a)(a+h)a=f(a+h)f(a)h\displaystyle \frac{f(a+h)-f(a)}{(a+h)-a} = \frac{f(a+h)-f(a)}{h}

ความชันของเส้นโค้งที่จุด PP คือ limh0f(a+h)f(a)h=f(a)\displaystyle \lim_{h\to 0} \frac{f(a+h)-f(a)}{h} = f'(a)

Ex. จงหาสมการเส้นสัมผัสเส้นโค้ง y=x2+5xy = x^2 + 5x ที่ x=2x = 2
วิธีทำ ขั้นตอนการหาสมการเส้นสัมผัสเส้นโค้ง y=x2+5xy = x^2 + 5x ที่ x=2x = 2 สามารถหาได้ดังนี้

  1. หาความชันของเส้นโค้งที่ x=2x=2
    เนื่องจาก y=2x+5y' = 2x+5 จะได้ว่า ความชันของเส้นโค้งที่ x=2x=2 เท่ากับ m=yx=2=2(2)+5=9m=\left. y'\right|_{x=2} = 2(2)+5 = 9
    และเมื่อ x=2x=2 จะได้ว่า y=x2+5x=(2)2+5(2)=4+10=14y = x^2 + 5x = (2)^2 + 5(2) = 4+10 =14
  2. หาสมการเส้นสัมผัสเส้นโค้ง y=x2+5xy = x^2 + 5x ที่ x=2x = 2
    จากสมการ yy1=m(xx1)y - y_1 = m(x-x_1) จะได้สมการ y14=9(x2)y - 14 = 9(x-2) นั่นคือ y=9x18+14y = 9x - 18 + 14
    ดังนั้น สมการเส้นสัมผัสเส้นโค้ง y=x2+5xy = x^2 + 5x ที่ x=2x = 2 คือสมการ y=9x4y = 9x - 4

ปริพันธ์ของฟังก์ชัน

ปริพันธ์ไม่จำกัดเขต

Post

กระบวนการหาปฏิยานุพันธ์ของฟังก์ชัน จะเรียกว่า ปริพันธ์ หรืออินทิกรัล (integral)
และเรียก f(x) dx\displaystyle\int f(x)\ dx ว่า ปริพันธ์ไม่จำกัดเขต (indefinite integral)

ทฤษฎีบทที่เกี่ยวข้องกับปริพันธ์ของฟังก์ชัน

กำหนดให้ aa และ kk เป็นจำนวนจริง โดยที่ a1a \neq 1 และให้ ff และ gg เป็นฟังก์ชัน

  1. k dx=kx+c\displaystyle\int k \ dx = kx + c เมื่อ cc เป็นจำนวนจริง
    Ex. 7 dx=7x+c\displaystyle\int 7 \ dx = 7x + c เมื่อ cc เป็นจำนวนจริง
  2. xa dx=xa+1a+1+c\displaystyle\int x^a \ dx = \displaystyle\frac{x^{a+1}}{a+1} + c เมื่อ cc เป็นจำนวนจริง
    Ex. x6 dx=x6+16+1+c=x77+c\displaystyle\int x^6 \ dx = \displaystyle\frac{x^{6+1}}{6+1} + c = \displaystyle\frac{x^7}{7} + c เมื่อ cc เป็นจำนวนจริง
  3. kf(x) dx=kf(x) dx\displaystyle\int kf(x) \ dx = k\displaystyle\int f(x) \ dx
  4. f(x)+g(x) dx=f(x) dx+g(x) dx\displaystyle\int f(x)+g(x) \ dx = \displaystyle\int f(x) \ dx + \displaystyle\int g(x) \ dx
  5. f(x)g(x) dx=f(x) dxg(x) dx\displaystyle\int f(x)-g(x) \ dx = \displaystyle\int f(x) \ dx - \displaystyle\int g(x) \ dx
    Ex. จงหาค่าของ 4x+13x2 dx\displaystyle\int 4x+ \frac{1}{3}x^2 \ dx
    วิธีทำ
    4x+13x2 dx=4x dx+13x2 dx=4x dx+13x2 dx=4[x1+11+1+c1]+4[x2+12+1+c2]เมื่อ c1,c2 เป็นจำนวนจริง=4[x22+c1]+13[x33+c2]เมื่อ c1,c2 เป็นจำนวนจริง=2x2+x39+Cเมื่อ C=4c1+13c2 \begin{align*} \displaystyle\int 4x + \frac{1}{3}x^2 \ dx &= \displaystyle\int 4x \ dx+ \displaystyle\int\frac{1}{3}x^2 \ dx \\ &= \displaystyle 4 \int x \ dx+ \displaystyle\frac{1}{3}\int x^2 \ dx \\ &= \displaystyle 4 \left[ \displaystyle\frac{x^{1+1}}{1+1} + c_1 \right] + \displaystyle 4 \left[ \displaystyle\frac{x^{2+1}}{2+1} + c_2 \right] &\text{เมื่อ } c_1,c_2 \text{ เป็นจำนวนจริง} \\ &= \displaystyle 4 \left[ \displaystyle\frac{x^{2}}{2} + c_1 \right] + \displaystyle\frac{1}{3}\left[ \displaystyle\frac{x^{3}}{3} + c_2\right] &\text{เมื่อ } c_1,c_2 \text{ เป็นจำนวนจริง} \\ &= \displaystyle 2x^2 + \displaystyle\frac{x^3}{9} + C &\text{เมื่อ } C = 4c_1+ \frac{1}{3}c_2 \end{align*}

    Ex. จงหาค่าของ 4x6x23dx\displaystyle\int 4\sqrt{x} - \frac{6}{\sqrt[3]{x^2}} dx
    วิธีทำ
    4x6x23dx=(4x126x23)dx=4x12+112+16x23+123+1+Cเมื่อ C เป็นจำนวนจริง=4x32326x1313+Cเมื่อ C เป็นจำนวนจริง=423x3263x13+Cเมื่อ C เป็นจำนวนจริง=83x3218x13+Cเมื่อ C เป็นจำนวนจริง \begin{align*} \displaystyle \int 4\sqrt{x} - \frac{6}{\sqrt[3]{x^2}} dx &= \displaystyle \int (4x^{\frac{1}{2}} - 6x^{-\frac{2}{3}}) dx \\ &= 4 \displaystyle \frac{x^{\frac{1}{2} + 1}}{\frac{1}{2} + 1} - 6 \displaystyle \frac{x^{-\frac{2}{3} + 1}}{-\frac{2}{3} + 1} + C &\text{เมื่อ } C \text{ เป็นจำนวนจริง} \\ &= 4 \displaystyle \frac{x^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}} - 6 \displaystyle \frac{x^{\frac{1}{3}}}{\frac{1}{3}} + C &\text{เมื่อ } C \text{ เป็นจำนวนจริง} \\ &= 4 \cdot \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} - 6 \cdot 3 x^{\frac{1}{3}} + C &\text{เมื่อ } C \text{ เป็นจำนวนจริง} \\ &= \displaystyle\frac{8}{3} x^{\frac{3}{2}} - 18 x^{\frac{1}{3}} + C &\text{เมื่อ } C \text{ เป็นจำนวนจริง} \end{align*}

ปริพันธ์จำกัดเขต

ปริพันธ์จำกัดเขต (definite integral) ของฟังก์ชัน ff บนช่วงปิด [a,b][a,b] เขียนแทนด้วย abf(x) dx\displaystyle\int\limits_a^b f(x)\ dx
เรียก aa ว่า ลิมิตล่าง (lower limit) ของปริพันธ์ และเรียก bb ว่า ลิมิตบน (upper limit) ของปริพันธ์

การหาปริพันธ์จำกัดเขต abf(x) dx\displaystyle\int\limits_a^b f(x)\ dx สามารถหาได้ดังนี้

  1. หา f(x) dx\displaystyle\int f(x)\ dx
  2. หาค่าของ F(b)F(a)F(b)-F(a) ซึ่งจะเขียนแทนด้วย F(x)ab\left. F(x)\right|_a^b
    จะได้ว่า abf(x) dx=F(x)ab=F(b)F(a)\displaystyle\int\limits_a^b f(x)\ dx = \left. F(x)\right|_a^b = F(b)-F(a)

Ex. จงหาค่าของ 13(2x+1)dx\displaystyle \int\limits_{1}^{3} (2x + 1) dx
วิธีทำ

13(2x+1)dx=[2x22+x]13=[x2+x]13=(32+3)(12+1)=122=10 \begin{align*} \displaystyle \int\limits_{1}^{3} (2x + 1) dx &= \left[ 2 \cdot \frac{x^2}{2} + x \right]_{1}^{3} \\ &= \left[ x^2 + x \right]_{1}^{3} \\ &= (3^2 + 3) - (1^2 + 1) \\ &= 12 - 2 \\ &= 10 \end{align*}

Ex. จงหาค่าของ 12(3x24x2)dx\displaystyle \int\limits_{1}^{2} \left( 3x^2 - \frac{4}{x^2} \right) dx
วิธีทำ

12(3x24x2)dx=12(3x24x2)dx=[3x334x11]12=[x3+4x1]12=[x3+4x]12=(23+42)(13+41)=(8+2)(1+4)=105=5 \begin{align*} \displaystyle \int\limits_{1}^{2} \left( 3x^2 - \frac{4}{x^2} \right) dx &= \displaystyle \int\limits_{1}^{2} (3x^2 - 4x^{-2}) dx \\ &= \left[ 3 \cdot \frac{x^{3}}{3} - 4 \cdot \frac{x^{-1}}{-1} \right]_{1}^{2} \\ &= \left[ x^3 + 4x^{-1} \right]_{1}^{2} \\ &= \left[ x^3 + \frac{4}{x} \right]_{1}^{2} \\ &= \left( 2^3 + \frac{4}{2} \right) - \left( 1^3 + \frac{4}{1} \right) \\ &= (8 + 2) - (1 + 4) \\ &= 10 - 5 \\ &= 5 \end{align*}

Ex. จงหาค่าของ 49(1x) dx\displaystyle \int\limits_{4}^{9} \left( \frac{1}{\sqrt{x}} \right)\ dx
วิธีทำ

49(1x) dx=49x12 dx=[x12+112+1]49=[x1212]49=[2x12]49=[2x]49=2924=2(3)2(2)=64=2 \begin{align*} \displaystyle \int\limits_{4}^{9} \left( \frac{1}{\sqrt{x}} \right)\ dx &= \displaystyle \int\limits_{4}^{9} x^{-\frac{1}{2}}\ dx \\ &= \left[ \frac{x^{-\frac{1}{2} + 1}}{-\frac{1}{2} + 1} \right]_{4}^{9} \\ &= \left[ \frac{x^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}} \right]_{4}^{9} \\ &= \left[ 2x^{\frac{1}{2}} \right]_{4}^{9} \\ &= \left[ 2\sqrt{x} \right]_{4}^{9} \\ &= 2\sqrt{9} - 2\sqrt{4} \\ &= 2(3) - 2(2) \\ &= 6 - 4 \\ &= 2 \end{align*}

พื้นที่ปิดล้อมด้วยเส้นโค้ง

Ex. จงหาพื้นที่ปิดล้อมด้วยเส้นโค้ง y=4x2y = 4 - x^2 กับแกน XX
วิธีทำ พิจารณาจุดตัดของเส้นโค้ง y=4x2y = 4 - x^2 กับแกน XX ดังนี้
ให้ y=0y=0 จะได้ว่า

0=4x20=(2x)(2+x)x=2,2 \begin{align*} 0 &= 4 - x^2\\ 0 &= (2-x)(2+x)\\ x &= 2, -2 \end{align*}

ดังนั้น จุดตัดของเส้นโค้ง y=4x2y = 4 - x^2 กับแกน XX ได้แก่ จุด (2,0)(2,0) และ (2,0)(-2,0)

ต่อไปจะหาพื้นที่ปิดล้อมด้วยเส้นโค้ง y=4x2y = 4 - x^2 กับแกน XX ดังนี้
เนื่องจากเส้นโค้ง y=4x2y = 4 - x^2 เป็นพาราโบลาคว่ำที่มีจุดยอดอยู่ที่จุด (0,4)(0,4) และ y0y \geq 0 เมื่อ x[2,2]x\in [-2,2]
จะได้ว่า พื้นที่ปิดล้อมด้วยเส้นโค้ง y=4x2y = 4 - x^2 กับแกน XX มีค่าเท่ากับ

22(4x2)dx=[4xx33]22=(4(2)233)(4(2)(2)33)=(883)(8+83)=883+883=16163=48163=323 \begin{align*}\displaystyle \int_{-2}^{2} (4 - x^2) dx &= \left[ 4x - \frac{x^3}{3} \right]_{-2}^{2} \\ &= \left( 4(2) - \frac{2^3}{3} \right) - \left( 4(-2) - \frac{(-2)^3}{3} \right) \\ &= \left( 8 - \frac{8}{3} \right) - \left( -8 + \frac{8}{3} \right) \\ &= 8 - \frac{8}{3} + 8 - \frac{8}{3} \\ &= 16 - \frac{16}{3} \\ &= \frac{48 - 16}{3} \\ &= \frac{32}{3} \end{align*}

ดังนั้น พื้นที่ปิดล้อมด้วยเส้นโค้ง y=4x2y = 4 - x^2 กับแกน XX มีค่าเท่ากับ 323\displaystyle\frac{32}{3} ตารางหน่วย

Post

ข้อสอบจริง A-Level คณิตศาสตร์ประยุกต์ 1
เรื่องแคลคูลัส (ปี 68)

ให้ ff เป็นฟังก์ชันที่มีกราฟและเส้นสัมผัสที่ x=1x = 1 ดังรูป

Post

ค่าของ f(1)f'(1) เท่ากับข้อใดต่อไปนี้

  1. 3-3
  2. 2-2
  3. 12-\displaystyle\frac{1}{2}
  4. 12\displaystyle\frac{1}{2}
  5. 33

วิธีทำ กำหนดให้ \ell เป็นเส้นตรงที่ผ่านจุด (1,3)(1,3) ซึ่งเป็นเส้นสัมผัสของกราฟของฟังก์ชัน ff ที่ x=1x = 1
ซึ่งทำให้สามารถหาค่าของ f(1)f'(1) ได้จากความชันของเส้นตรง \ell นั่นคือ

m=y2y1x2x1=0371=36=12 \begin{align*} m&=\displaystyle\frac{y_2-y_1}{x_2-x_1} \\ &=\displaystyle\frac{0-3}{7-1}\\ &= -\displaystyle\frac{3}{6}\\ &= -\displaystyle\frac{1}{2}\\ \end{align*}

ตอบ ข้อ 3. 12-\displaystyle\frac{1}{2}