SlideShare a Scribd company logo
1 of 118
Download to read offline
บทที่ 2
แคลคูลัสเบื้องตน
(50 ชั่วโมง)
แคลคูลัสเปนสาระการเรียนรูที่สามารถนําไปประยุกตใชเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลง เชน การ
เจริญเติบโตของรางกายในแตละวัน การเพิ่มของพลเมืองในแตละประเทศ การเกิดและการตายของ
พืชและสัตว การละลายของสารเคมี และการเคลื่อนที่ของวัตถุ ในบทเรียนนี้เริ่มตนจาก ลิมิตของ
ฟงกชัน ความตอเนื่องของฟงกชัน ความชันของเสนโคง อนุพันธของฟงกชัน การหาอนุพันธของ
ฟงกชันพีชคณิตโดยใชสูตร อนุพันธของฟงกชันประกอบ อนุพันธอันดับสูง การประยุกตของ
อนุพันธ ปริพันธ ปริพันธไมจํากัดเขต ปริพันธจํากัดเขต และพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง ตามลําดับ
ผลการเรียนรูที่คาดหวัง
1. หาลิมิตของฟงกชันที่กําหนดใหได
2. บอกไดวาฟงกชันที่กําหนดใหเปนฟงกชันตอเนื่องหรือไม
3. หาอนุพันธของฟงกชันได
4. นําความรูเรื่องอนุพันธของฟงกชันไปประยุกตได
5. หาปริพันธไมจํากัดเขตของฟงกชันที่กําหนดใหได
6. หาปริพันธจํากัดเขตของฟงกชันบนชวงที่กําหนดให และหาพื้นที่ปดลอมดวยเสนโคงบนชวงที่
กําหนดใหได
ผลการเรียนรูที่คาดหวังเปนผลการเรียนรูที่สอดคลองกับมาตรฐานการเรียนรูชวงชั้นดาน
ความรู ดังนั้นในการจัดการเรียนรู ผูสอนตองคํานึงถึงมาตรฐานการเรียนรูดานทักษะกระบวนการ
ทางคณิตศาสตรดวยการสอดแทรกกิจกรรมหรือโจทยปญหาที่จะสงเสริมใหผูเรียนเกิดทักษะ
กระบวนการทางคณิตศาสตรที่จําเปน อันไดแก ความสามารถในการแกปญหา การใหเหตุผล
การสื่อสาร การสื่อความหมายทางคณิตศาสตรและการนําเสนอ การเชื่อมโยงความรูตาง ๆ ทาง
คณิตศาสตรและเชื่อมโยงคณิตศาสตรกับศาสตรอื่น และการคิดริเริ่มสรางสรรคนอกจากนั้นกิจกรรม
การเรียนรู ควรสงเสริมใหผูเรียนตระหนักถึงคุณคาและมีเจตคติที่ดีตอวิชาคณิตศาสตร ตลอดจน
ฝกใหนักเรียนทํางานอยางเปนระบบ มีระเบียบวินัย รอบคอบ มีความรับผิดชอบ มีวิจารณญาณ
และมีความเชื่อมั่นในตนเอง
62
ขอเสนอแนะ
1. ฟงกชันที่กลาวถึงในหนังสือเรียนเลมนี้เปนฟงกชันพีชคณิตและเนนเฉพาะฟงกชัน
พหุนามและฟงกชันตรรกยะเนื่องจากผูเรียนมีความรูพื้นฐานในเรื่องฟงกชันพหุนามและ
ฟงกชันตรรกยะมาแลว สําหรับฟงกชันอื่นๆ เชน ฟงกชันลอการิทึม ฟงกชันตรีโกณมิติ จะ
ไมนํามากลาวในระดับนี้ ผูเรียนจะไดเรียนเมื่อศึกษาคณิตศาสตรในระดับอุดมศึกษาตอไป
2. ผูสอนควรยกตัวอยางฟงกชันในรูปของกราฟและสมการที่ผูเรียนคุนเคย เชน
ฟงกชันเชิงเสน ฟงกชันกําลังสอง เปนตน เพื่อใหเกิดความสะดวกในการพิจารณาหาลิมิต
3. เมื่อกลาวถึง ลิมิตของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a หาคาไมได หมายความวา ลิมิตซาย
ของ f ที่ x = a ไมเทากับลิมิตขวาของ f ที่ x = a
4. จากบทนิยามของฟงกชันตอเนื่องที่กลาววา
เมื่อ c เปนจํานวนจริงใดๆ ที่อยูในชวงเปด (a, b) ฟงกชัน f เปนฟงกชัน ซึ่งนิยาม
บนชวงเปด (a, b) f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = c ก็ตอเมื่อฟงกชัน f มีสมบัติตอไปนี้
1) f(c) หาคาได
2) x c
lim f (x)
→
หาคาได
3) x c
f (c) lim f (x)
→
=
ผูสอนควรยกตัวอยางใหผูเรียนสรุปใหไดวา การตรวจสอบวาฟงกชันที่กําหนดให
เปนฟงกชันตอเนื่องที่จุดที่กําหนดใหหรือไม ควรพิจารณาคาของฟงกชัน ณ จุดที่กําหนดใหกอน
เนื่องจากเปนคาที่พิจารณาไดงายที่สุดในสมบัติ 3 ขอขางตน ถาหาคาไมไดก็สรุปวา ฟงกชันนั้น
ไมตอเนื่อง ณ จุดที่กําหนดให
4.1 ผูสอนแสดงใหผูเรียนเขาใจโดยการใชภาพประกอบการอธิบาย เชน
1) 1. f(a) = L2
2. )x(flim
ax→
ไมนิยาม
f(x) ไมตอเนื่องที่ x = a
X
Y
0 a
L1
L2
y = f(x)
63
2)
3)
4)
4.2 เมื่อผูสอนชี้ใหผูเรียนเห็นภาพความตอเนื่องของฟงกชันแลวควรเนนใหผูเรียนนํา
ทฤษฏีบทในการหาคาลิมิตของฟงกชันที่มีความตอเนื่องที่ a ไปใช
5. กอนที่จะสอนเรื่องความชันของเสนโคงผูสอนควรทบทวนเรื่องการหาความชันของเสนตรง
กอนและหลังจากที่สอนเรื่องความชันของเสนโคงแลว ผูสอนควรใหผูเรียนสรุปไดวา ความชันของ
เสนโคงหรือความชันของเสนสัมผัสเสนโคงเปนจํานวนบวกหรือลบในชวงที่กําหนดใหนั้นทําใหรู
วาฟงกชันในชวงนั้นๆ เปนฟงกชันเพิ่มหรือฟงกชันลด
1. f(a) ไมนิยาม
2. L)x(flim
ax
=
→
f(x) ไมตอเนื่องที่ x = a
1 f(a) = L2
2 1L)x(flim
ax
=
→
3 f(a) ≠ )x(flim
ax→
f(x) ไมตอเนื่องที่ x = a
1. f(a) = L
2. L)x(flim
ax
=
→
3. f(a) = )x(flim
ax→
f(x) ตอเนื่องที่ x = a
X
Y
0 a
L
y = f(x)
X
Y
0 a
L1
L2
y = f(x)
X
Y
0 a
L
y = f(x)
64
6. ในหัวขอ2.4อนุพันธของฟงกชันผูสอนตองทําความเขาใจกับผูเรียนวาการหาความชัน
ของเสนโคง )x(fy = ที่จุด )y,x( ใดๆ คือการหาอนุพันธของฟงกชัน f ที่จุดที่กําหนดใหนั้น
7. การหาอนุพันธของฟงกชัน f ที่ x ในหัวขอนี้เนนการใชบทนิยาม คือ
h
)x(f)hx(f
lim)x(f
0h
−+
=′
→
อนุพันธของฟงกชันจะหาไดก็ตอเมื่อสามารถหา
h
)x(f)hx(f
lim
0h
−+
→
ไดเทานั้น ดังนั้นในการใหผูเรียนหาอนุพันธโดยใชบทนิยาม ผูสอนไมควรกลาวถึงฟงกชันที่หา
h
)x(f)hx(f
lim
0h
−+
→
ไมได หรือหาไดแตยุงยาก เชน f(x) = |x| ,
x
3
xx2x)x(f 23
−+−=
8. ผูสอนควรทําความเขาใจในเรื่องการใชสัญลักษณ อนุพันธของฟงกชัน f ที่ x
สามารถเขียนแทนดวย )x(f ′ ,
dx
dy
, y′ และ
dx
)x(df
การเขียนในรูปเศษสวนผูสอนให
ขอสังเกตกับผูเรียนวา ตัวแปรตาม (y ) จะเขียนเปนตัวเศษและตัวแปรตน (x ) จะเขียนเปน
ตัวสวน การเขียน
dx
dy
หมายถึง อนุพันธของฟงกชัน f ที่ x ไมได หมายถึง d คูณ y
หาร d คูณ x
9. อนุพันธของฟงกชัน f ในหนังสือเรียนเลมนี้ใหความหมายเพื่อการนําไปประยุกตใช
ไว 2 แบบ คือ
)x(f ′ คือ ความชันของเสนโคง )x(fy = ที่ x ใด ๆ
และ )x(f ′ คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของ y เทียบกับ x ขณะ x มีคาใด ๆ
10. การสอนเกี่ยวกับการใชสูตรในการหาอนุพันธ ผูสอนควรเนนใหผูเรียนพิสูจนสูตรโดย
ใชบทนิยาม
h
)x(f)hx(f
lim)x(f
0h
−+
=′
→
เพื่อใหเกิดความเขาใจที่มาของสูตรกอน หลังจากนั้น
จึงสอนเรื่องการใชสูตรในการหาอนุพันธ
11. การยกตัวอยางหรือการใหแบบฝกหัดเพิ่มเติมควรเปนฟงกชัน ที่อยูในรูปผลบวก
ผลตาง ผลคูณ และผลหารของฟงกชันพีชคณิตที่งาย ๆ
12. ในการสอนเรื่อง การหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชสูตร ไมควรยกตัวอยางฟงกชันที่
ไมสามารถหาอนุพันธไดบางจุด เชน ฟงกชันที่มีกราฟเปนรูปหัก และฟงกชันที่มีคาคงตัวเปนชวง ๆ
ตัวอยาง x)x(f = เมื่อเขียนกราฟจะไดกราฟดังนี้
Y
x)x(f =
X0
65
จะเห็นวาที่ 0x = นั้น
h
)x(f)hx(f
lim)x(f
0h
−+
=′
→
หาคาไมไดเพราะวา
1
h
h
lim
h
)0(f)h(f
lim
h
)0(f)h0(f
lim
0h0h0h
−=
−
=
−
=
−+
−−−
→→→
และ
1
h
h
lim
h
)0(f)h(f
lim
h
)0(f)h0(f
lim
0h0h0h
==
−
=
−+
+++
→→→
จะเห็นวา
h
)0(f)h0(f
lim
h
)0(f)h0(f
lim
0h0h
−+
≠
−+
+−
→→
แต ax = เมื่อ 0a ≠ จะพิจารณา 2 แบบ คือ
1) เมื่อ 0a >
จะไดวา 1
h
h
lim
h
a)ha(
lim
h
)a(f)ha(f
lim
0h0h0h
==
−+
=
−+
−−−
→→→
และ 1
h
h
lim
h
a)ha(
lim
h
)a(f)ha(f
lim
0h0h0h
==
−+
=
−+
+++
→→→
ดังนั้น
h
)a(f)ha(f
lim
0h
−+
→
หาคาได
2) เมื่อ 0a <
จะไดวา 1
h
h
lim
h
)a()ha(
lim
h
)a(f)ha(f
lim
0h0h0h
−=
−
=
−−+−
=
−+
−−−
→→→
และ 1
h
h
lim
h
)a()ha(
lim
h
)a(f)ha(f
lim
0h0h0h
−=
−
=
−−+−
=
−+
+++
→→→
ดังนั้น
h
)a(f)ha(f
lim
0h
−+
→
หาคาได
นั่นคือ ฟงกชัน f หาคาไดที่ a เมื่อ 0a ≠
ควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาสําหรับฟงกชัน f ที่กําหนดคา x เปนชวง เชน
⎩
⎨
⎧
<−
≥
=
0x,x
0x,x
)x(f
ถาจะหาอนุพันธที่ x = 0 โดยใชสูตรดังนี้
⎩
⎨
⎧
<−
≥
=′
0x,1
0x,1
)x(f
จะทําใหไดขอสรุปวา 1)0(f =′ ซึ่งไมถูกตอง
เนื่องจากฟงกชันนี้ไมมีคา
h
)x(f)hx(f
lim
0h
−+
→
เมื่อ x = 0 หรือไมมีคาอนุพันธ
ที่จุด x = 0 นั่นเอง ผูสอนจึงควรย้ํากับผูเรียนวาการใชสูตรในการหาอนุพันธ ณ จุดที่กําหนดจะ
ใชไดเมื่อฟงกชันมีคาอนุพันธ ณ จุดนั้น
66
13. ในการหาคาต่ําสุดหรือสูงสุดของฟงกชัน )x(fy = ซึ่งหาไดโดยอาศัยการหาคาx
ที่ทําให 0)x(f =′ นั้น ผูสอนควรบอกใหผูเรียนทราบวา ไมจําเปนเสมอไปวา ณ คา x ที่
0)x(f =′ จะใหคาต่ําสุดสัมพัทธหรือคาสูงสุดสัมพัทธ ดังนั้นจึงจําเปนตองมีการทดสอบคา
ดังกลาวดวย เชน
ถา 3
x)x(f =
2
x3)x(f =′
ถา 0)x(f =′
จะได 0x3 2
=
นั่นคือ x = 0 เปนคาวิกฤต
แตกราฟ จุด (0,0) ไมเปนจุดต่ําสุดหรือจุดสูงสุดของกราฟของฟงกชัน 3
x)x(f =
ดังนั้นในกรณีที่กําหนดฟงกชัน f ที่มีอนุพันธใหแลวใหหาคาต่ําสุดหรือคาสูงสุด
สัมพัทธของฟงกชัน ตองทดสอบวาเมื่อ 0)a(f =′ จุด ))a(f,a( ที่หาไดเปนจุดที่ฟงกชันมีคา
ต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธหรือไม โดยพิจารณาดังนี้
จุด ))a(f,a( จะเปนจุดที่ฟงกชันมีคาต่ําสุดสัมพัทธตองมีสมบัติครบทั้ง 3 ขอ คือ
1) 0)a(f =′
2) 0)x(f <′ เมื่อ x นอยกวา a เล็กนอย
3) 0)x(f >′ เมื่อ x มากกวา a เล็กนอย
และจุด ))a(f,a( จะเปนจุดที่ฟงกชันมีคาสูงสุดสัมพัทธตองมีสมบัติครบทั้ง 3 ขอ คือ
1) 0)a(f =′
2) 0)x(f >′ เมื่อ x นอยกวา a เล็กนอย
3) 0)x(f <′ เมื่อ x มากกวา a เล็กนอย
14. ในกรณีที่ตองการทดสอบคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธของฟงกชัน เมื่อทราบวา a
ทําให 0)a(f =′ จะเลือก x มากกวา a เล็กนอย และ x นอยกวา a เล็กนอย มาทดสอบ
คําวาเล็กนอยนั้นพิจารณาไดดังนี้
1) กรณีที่มี x เพียง 1 คาที่ทําให 0)x(f =′ เชน a เปนคาที่ทําให 0)a(f =′
การเลือกคาที่นอยกวา a และคาที่มากกวา a มาทดสอบ จะเลือกคาใดก็ได ผูสอนอาจจะใช
ภาพประกอบคําอธิบายเพื่อใหผูเรียนสามารถมองเห็นชวงของ x ไดชัดเจนขึ้น ดังภาพประกอบ
ตอไปนี้
X
Y
0
67
2) กรณีที่มี x สองคาที่ทําให 0)x(f =′ เชน b และ c เปนคาที่ทําให
0)c(f,0)b(f =′=′ และ b < c จะพิจารณาดังนี้
คา x ที่นอยวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )b,(−∞
คา x ที่มากกวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b(
คา x ที่นอยวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b(
คา x ที่มากกวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง ),c( ∞
ผูสอนอาจจะใชภาพประกอบคําอธิบายเพื่อใหผูเรียนสามารถมองเห็นชวงของ x ไดชัดเจนขึ้น
ดังภาพประกอบตอไปนี้
3) กรณีที่มี x มากกวา 2 คาที่ทําให 0)x(f =′ เชน b, c, d เปนคาที่ทําให
0)d(f,0)c(f,0)b(f =′=′=′ และ dcb << จะพิจารณาดังนี้
คา x ที่นอยวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )b,(−∞
คา x ที่มากกวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b(
คา x ที่นอยวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b(
คา x ที่มากกวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )d,c(
คา x ที่นอยกวา d เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )d,c(
คา x ที่มากกวา d เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง ),d( ∞
X0 a
Y
0)a(f =′
ax >ax <
X
Y
0 b
cx >
0)c(f =′
0)b(f =′
c
cx <bx <
bx >
X
Y
0
cx >
0)c(f =′
0)b(f =′
cx <bx < bx >
b c
X0
Y
0)a(f =′
ax >ax <
a
68
ผูสอนอาจจะใชภาพประกอบคําอธิบายเพื่อใหผูเรียนสามารถมองเห็นชวงของ x ไดชัดเจนขึ้น
ดังภาพประกอบตอไปนี้
ตัวอยาง จงหาคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธของ x3x2xx)x(f 234
−−+=
วิธีทํา 3x4x3x4)x(f 23
−−+=′
= )1x)(1x)(3x4( +−+
เมื่อ 0)x(f =′ จะไดวา คําตอบของสมการ คือ 3
1,
4
− − และ 1
พิจารณาคาของ x + 1 , 4x + 3 และ x – 1 โดยใชคา x ในชวงทั้ง 4 ขางตน และสรุป
โดยใชเครื่องหมาย ( – ) และ ( + ) แทนคําวาเปนจํานวนจริงลบและจํานวนจริงบวกได
ดังตารางตอไปนี้
)1,( −−∞ )
4
3
,1( −− )1,
4
3
(− (1,∞ )
x + 1 – + + +
4x + 3 – – + +
x – 1 – – – +
(x + 1) (4x + 3)( x – 1) – + – +
จากตารางจะไดวา
1) เมื่อ ∈x )1,( −−∞ จะได (x + 1) < 0 และ (4x + 3) < 0 และ (x – 1) < 0
ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) < 0
นั่นคือ 0)x(f <′ ในชวง )1,( −−∞
2) เมื่อ ∈x )
4
3
,1( −− จะได (x + 1) > 0 และ (4x + 3) < 0 และ (x – 1) < 0
ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) > 0
นั่นคือ 0)x(f >′ ในชวง )
4
3
,1( −−
X X
ชวง
พจนของ )x(f ′
d
Y
0
cx >
0)c(f =′
0)b(f =′
cx <bx < bx > dx >dx <
0)d(f =′
cb
Y
0 b
cx >
0)c(f =′
0)b(f =′
c
cx <bx < bx >
dx >
dx <
0)d(f =′
d
69
3) เมื่อ ∈x )1,
4
3
(− จะได (x + 1) > 0 และ (4x + 3) > 0 และ (x – 1) < 0
ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) < 0
นั่นคือ 0)x(f <′ ในชวง )1,
4
3
(−
4) เมื่อ ∈x (1,∞ ) จะได (x + 1) > 0 และ (4x + 3) > 0 และ (x – 1) > 0
ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) > 0
นั่นคือ 0)x(f >′ ในชวง (1,∞)
จาก 1), 2), 3) และ 4) สรุปเปนตารางไดดังนี้
ชวง )x(f ′ ลักษณะของกราฟ สรุป
)1,( −−∞ – เปนฟงกชันลด
)
4
3
,1( −− + เปนฟงกชันเพิ่ม
)1,
4
3
(− – เปนฟงกชันลด
(1,∞ ) + เปนฟงกชันเพิ่ม
1) )x(f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 1x −= และ
คาต่ําสุดสัมพัทธของ )x(f คือ =− )1(f 1
2) )x(f มีคาสูงสุดสัมพัทธที่
4
3
x −= และ
คาสูงสุดสัมพัทธของ )x(f คือ =− )
4
3
(f 1.02
3) )x(f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 1x = และ
คาต่ําสุดสัมพัทธของ )x(f คือ =)1(f –3
15. 15.1 การใชอนุพันธอันดับที่สองหาคาต่ําสุดสัมพัทธและคาสูงสุดสัมพัทธนั้นในการ
อธิบายใหผูเรียนเขาใจวาเหตุใดเมื่ออนุพันธอันดับที่สองณจุดวิกฤตเปนบวกจึงใหคาต่ําสุดสัมพัทธ
และเหตุใดเมื่ออนุพันธอันดับที่สองณจุดวิกฤตเปนลบจึงใหคาสูงสุดสัมพัทธ ผูสอนอาจจะใชกราฟ
ประกอบดังนี้
จาก )x(fy =
)x(f
dx
dy
′= เปนอนุพันธอันดับที่หนึ่ง
หาอนุพันธของฟงกชัน )x(f ′
dx
))x(f(d ′
dx
)
dx
dy
(d
=
2
2
dx
yd
=
จาก
dx
dy
เปนคาความชันของเสนสัมผัสเสนโคงที่จุด x ใด ๆ
เนื่องจาก 2
2
dx
yd
dx
)
dx
dy
(d
=
70
นั่นคือ 2
2
dx
yd
หมายถึง อัตราการเปลี่ยนแปลงของความชันเทียบกับ x
จาก
h
)x(f)hx(f
lim
dx
dy
0x
−+
=
→
ถา 2
2
dx
yd
< 0 จุดที่ x = x0 จะใหคาสูงสุดสัมพัทธ ซึ่งพิจารณาไดจากกราฟ
ถา 2
2
dx
yd
> 0 จุดที่ x = x0 จะใหคาต่ําสุดสัมพัทธ ซึ่งพิจารณาไดจากกราฟ
15.2 การสอนใหผูเรียนพิจารณาคา x ที่เปนคาวิกฤตนั้นจะทําใหฟงกชันมีคาต่ําสุด
สัมพัทธหรือคาสูงสุดสัมพัทธโดยใชอนุพันธอันดับที่สอง ผูสอนควรสอนภายหลังจากที่ผูเรียนได
ฝกการพิจารณาคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดโดยใชอนุพันธอันดับที่หนึ่งไปแลวมิฉะนั้นผูเรียนจะไมสนใจ
เรียนเพราะตองการแตจะทราบถึงวิธีลัดเทานั้นผูสอนควรใหผูเรียนไดฝกโดยใชอนุพันธอันดับที่หนึ่ง
เสียกอน เพราะผูเรียนจะไดทราบถึงเหตุผลในการสรุปเกี่ยวกับคาสูงสุดและคาต่ําสุดไดชัดเจนขึ้นและ
ผูสอนควรเนนใหผูเรียนทราบวาสําหรับบางฟงกชันหรือคาวิกฤตบางคาไมสามารถใชอนุพันธอันดับ
ที่สองตรวจสอบคาสูงสุดและคาต่ําสุดสัมพัทธของฟงกชันได ผูเรียนควรตรวจสอบโดยใชอนุพันธ
อันดับหนึ่ง เชน
Xx0
Y
0
dx
dy
>0
dx
dy
=
0
x0
X
Y
0
dx
dy
<
0
dx
dy
=
0
71
1) 4
)1x()x(f −=
หาจุดวิกฤตของ f จาก 4
)1x()x(f −=
3
)1x(4)x(f −=′
คาของ x ที่ทําให 0)x(f =′ คือ 1 จะไดจุดวิกฤตของ f คือ x = 1
จาก 3
)1x(4)x(f −=′
2
)1x(12)x(f −=′′
ดังนั้น 0)1(f =′′ ซึ่งไมสามารถตรวจสอบไดวา ที่ x = 1 จะให
คาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธ ดังนั้นจะตองใชอนุพันธอันดับที่หนึ่งตรวจสอบ
จาก 3
)1x(4)x(f −=′
พิจารณาเครื่องหมายของ )x(f ′ ในชวง )1,(−∞ และ ),1( ∞ ดังตารางตอไปนี้
ชวง )x(f ′ ลักษณะของกราฟ
1x < – เปนฟงกชันลด
1x > + เปนฟงกชันเพิ่ม
จากตารางสรุปไดวา f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ x = 1 และคาต่ําสุดสัมพัทธที่ x = 1
คือ f(1) = 0
ผูสอนอาจจะใหผูเรียนพิจารณาจากกราฟจะทําใหผูเรียนเขาใจมากขึ้น
2) 34
x2x)x(f −=
หาจุดวิกฤตของ f จาก 34
x2x)x(f −=
23
x6x4)x(f −=′ )6x4(x2
−=
คาของ x ที่ทําให 0)x(f =′ คือ 0 และ 3
2
จะไดจุดวิกฤตของ f คือ x = 0 และ
2
3
x =
1-1 0 2
1
2
X
Y
-1
72
จาก 23
x6x4)x(f −=′
x12x12)x(f 2
−=′′
พิจารณากรณีที่ 3
x
2
=
จะได 9)
2
3
(12)
2
3
(12)
2
3
(f 2
=−=′′ ซึ่งมากกวา 0
แสดงวา f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่
2
3
x = และคาต่ําสุดสัมพัทธที่
2
3
x = คือ
69.1)
2
3
(2)
2
3
()
2
3
(f 34
−=−=
พิจารณากรณีที่ 0x =
จะได f (0) 0′′ =
ซึ่งไมสามารถตรวจสอบไดวา ที่ x = 0 จะใหคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธ
ดังนั้นจะตองใชอนุพันธอันดับที่หนึ่งตรวจสอบ
จาก 23
x6x4)x(f −=′ )6x4(x2
−=
พิจารณาเครื่องหมายของ )x(f ′ ในชวง )0,(−∞ , )
2
3
,0( และ ),
2
3
( ∞ ดังตาราง
ตอไปนี้
ชวง )x(f ′ ลักษณะของกราฟ
0x < – เปนฟงกชันลด
2
3
x0 << – เปนฟงกชันลด
2
3
x > + เปนฟงกชันเพิ่ม
จากตารางสรุปไดวา
1) f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่
2
3
x = และคาต่ําสุดสัมพัทธที่
2
3
x = คือ
69.1)
2
3
(2)
2
3
()
2
3
(f 34
−=−=
2) f ไมมีคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธที่ x = 0
73
ผูสอนอาจจะใหผูเรียนพิจารณาจากกราฟจะทําใหผูเรียนเขาใจมากขึ้น
หลังจากยกตัวอยางขางตนผูสอนใหผูเรียนสังเกตวา ทําไมฟงกชันบางฟงกชันจึงใช
อนุพันธอันดับที่สองตรวจสอบคาวิฤตได แตบางฟงกชันไมสามารถทําได ผูเรียนควรสังเกต
ไดวา สําหรับจุดวิกฤตที่ทําใหคาอนุพันธอันดับที่สองมีคาเทากับศูนย บางจุดจะทําใหไดคาต่ําสุด
หรือคาสูงสุดสัมพัทธ แตบางจุดไมไดใหทั้งคาต่ําสุดและคาสูงสุดสัมพัทธ ดังนั้นจึงไมสามารถ
ใชอนุพันธอันดับที่สองตรวจสอบคาสูงสุดและคาต่ําสุดสัมพัทธของฟงกชันได แตจะตรวจสอบ
ไดโดยใชการหาอนุพันธอันดับที่หนึ่ง
16. ในหัวขอ 2.9 เปนการหาฟงกชันในกระบวนการตรงกันขามกับการหาอนุพันธ
เรียกวาการหาปฏิยานุพันธ ในหนังสือบางเลมเรียกวาการอินทิเกรต ดังแผนภาพตอไปนี้
)x(F
หาอนุพันธหาปฏิยานุพันธ
)x(F′
-1
1 2
-2
-1
1
2
X
Y
0
74
17. ถาอนุพันธของฟงกชันอยูในรูป n
x
dx
dy
= แลวใหหาฟงกชันเดิม โดยใชสูตร
1n
x
y
1n
+
=
+
จะเห็นวาจะหาฟงกชันนี้ไมได เมื่อ 1n −= ดังนั้นในการกําหนดอนุพันธของฟงกชัน
ใหอนุพันธของฟงกชันที่กําหนดใหตองไมอยูรูป
x
1
หรือ
bax
1
+
เมื่อ b,a เปนจํานวนจริงที่
0a ≠ เนื่องจากฟงกชันที่มีอนุพันธอยูในรูปดังกลาวจะเปนฟงกชันลอการิทึมในรูป xlny =
และ cbaxlnay ++= ซึ่งฟงกชันในลักษณะแบบนี้ผูเรียนจะไดเรียนในระดับสูงตอไป
18. รูปทั่วไปของปฏิยานุพันธของ f คือ ฟงกชัน c)x(Fy += เมื่อ c เปนคาคงตัว
และ )x(f)x(F =′ เขียนแทนปฏิยานุพันธของ f ดวยสัญลักษณ ∫ dx)x(f อานวา ปริพันธ
ไมจํากัดเขตของฟงกชัน f เทียบกับตัวแปร x
19. จากตัวอยางที่ 5 หัวขอ 2.10 เรื่องปริพันธไมจํากัดเขต ที่กลาววา
∫ + dx)x2x( 2
= ∫ ∫+ xdx2dxx2
= [ ]2
2
1
3
c
2
x
2c
3
x
+++
= cx
3
x 2
3
++ เมื่อ 21 c2cc +=
ผูสอนควรเนนใหผูเรียนเห็นวาในการหาคาของ ∫ dxx2
ใหคาคงตัวหนึ่ง คือ 1c และใน
การหาคาของ ∫ xdx2 ใหคาคงตัว คือ 2c2 ซึ่งคาคงตัวที่เกิดขึ้นนี้มีหลายคาแตนิยมเขียนสรุป
โดยใช c เพียงคาเดียว ซึ่งในที่นี้หมายถึง 21 c2c +
20. ในหัวขอ 2.11 ในการหาปริพันธจํากัดเขต และ )x(fy = ตองเปนฟงกชันตอเนื่อง
บนชวงปด [a, b] ซึ่งหาไดจากทฤษฎีหลักมูลของแคลคูลัสและไมเนนการพิสูจน ดังนี้
1) หา )x(F ซึ่งเปนปฏิยานุพันธของ )x(f หรือ หา ∫ dx)x(f
2) หา )a(F)b(F −
และคาที่ไดจาก 2) จะเปนคาของปริพันธจํากัดเขต ∫
b
a
dx)x(f
การหาปริพันธจํากัดเขตไมตองบวกคา c เนื่องจาก การหา )a(F)b(F − คา c จะหักลาง
กันหมดไป
21. ในการศึกษาหัวขอ 2.12 เรื่องพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง จะศึกษาเฉพาะเสนโคงของ
ฟงกชันพหุนามที่เลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มบวกไมเกินสอง และจะตองระบุดวยวาเปนการหาพื้นที่
ที่ปดลอมดวยกราฟของฟงกชันที่กําหนดให แกน X เสนตรง ax = และเสนตรง bx = เมื่อ
Rb,a ∈ ผูสอนควรย้ําวาในหนังสือเรียนที่ไมไดเขียนแกน X ไวนั้นจริง ๆ แลว มีเสนปดลอมอีก
เสนหนึ่ง คือ แกน X แตในที่นี้ไดละไว สําหรับการหาพื้นที่ที่อยูระหวางเสนโคงสองเสน ไมได
ศึกษาในหัวขอนี้
75
กิจกรรมเสนอแนะ
ลิมิตของฟงกชัน
1. ผูสอนฝกใหผูเรียนทําความเขาใจความหมายของคําวา x เขาใกล a โดยการ
ลากเสนจํานวนดังรูป
จากนั้น ผูสอนกําหนดจํานวนจํานวนหนึ่งให เชน 2 แลวใหผูเรียนหาจํานวนที่มีคา
มากกวา 2 และมีคาเขาใกล 2
ผูสอนบอกผูเรียนวาการพิจารณาจํานวนจริง x ที่มีคามากกวา 2 และมีคาเขาใกล 2 ซึ่ง
เรียกวา x มีคาเขาใกล 2 ทางดานขวาเขียนแทนดวยสัญลักษณ x → 2+
ในทํานองเดียวกัน ผูสอนใหผูเรียนหาจํานวนที่มีคานอยกวา 2 และมีคาเขาใกล 2 และ
บอกผูเรียนวา เปนการพิจารณาจํานวนจริง x ที่มีคานอยกวา 2 และมีคาเขาใกล 2 ซึ่งเรียกวา x
มีคาเขาใกล 2 ทางดานซายเขียนแทนดวยสัญลักษณ x → 2–
ตัวอยาง
2. ผูสอนกําหนดฟงกชันตอไปนี้ใหผูเรียนพิจารณาโดยใชการแทนคา x ที่เขาใกล a
ทั้งทางดานขวาและทางดานซาย พรอมทั้งเขียนกราฟ
1) f(x) = 2x – 1 เมื่อ x มีคาเขาใกล 1
2) f(x) = x2
– 4x + 5 เมื่อ x มีคาเขาใกล 2
3) f(x) = x เมื่อ x มีคาเขาใกล 0
4) f(x) =
5) f(x) =
จากฟงกชันขางตนผูสอนแบงกลุมผูเรียนใหชวยกันหาคาของ f(x) จาก x → a ที่
กําหนดให ซึ่งควรไดผลดังนี้
2 – x เมื่อ x < 1
(x – 1)2
เมื่อ x ≥ 1
x 4− เมื่อ x > 4
8 – 2x เมื่อ x < 4
0 1 2
x → 2–
x → 2+
3
0 1 2 3-1-2-3
76
1) f(x) = 2x – 1 เมื่อ x เขาใกล 1
เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา x มีคาเขาใกล 1 ทางดานซายและดานขวา
คาของ f(x) มีคาเขาใกล 1 เพียงคาเดียว
2) 5x4x)x(f 2
+−= เมื่อ x เขาใกล 2
เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 2 ทางดานซายและ
ดานขวา คาของ f(x) มีคาเขาใกล 1 เพียงคาเดียว
x 1.001 1.01 1.1
f(x) 1.002 1.02 1.2
x 0.9 0.99 0.999
f(x) 0.8 0.98 0.998
x 2.001 2.01 2.1
f(x) 1.000001 1.0001 1.01
x 1.9 1.99 1.999
f(x) 1.01 1.0001 1.000001
1 2
1
-1
30
X
Y
f(x) = 1x2 −
Y
2
1
4
X0
5x4x)x(f 2
+−=
77
3) f(x) = x เมื่อ x เขาใกล 0
เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 0 ทางดานซายและ
ดานขวา คาของ f(x) มีคาเขาใกล 0 เพียงคาเดียว
4) f(x) =
เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 4 ทางดานซาย
และดานขวา คาของ f(x) มีคาเขาใกล 0 เพียงคาเดียว
x 0.001 0.01 0.1
f(x) 0.001 0.01 0.1
x -0.1 -0.01 -0.001
f(x) 0.1 0.01 0.001
x 4− เมื่อ x > 4
8 – 2x เมื่อ x < 4
x 4.001 4.01 4.1
f(x) 0.0316 0.1 0.316
x 3.99 3.999 3.9999
f(x) 0.02 0.002 0.0002
X
4
4
2
0
Y
4x)x(f −=
f(x) = 8 – 2x
-1 1 2
1
-1
0
X
Y
-2
2
x)x(f =
78
5) f(x) =
เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานซาย f(x) มีคา
เขาใกล 1 เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานขวา f(x) เขาใกล 0
3. จากการพิจารณาฟงกชันที่กําหนดใหขางตน ผูเรียนชวยกันสรุปวา ถา f เปนฟงกชัน
และ f(x) มีคาเขาใกลจํานวนจริง เพียงคาเดียวในขอ 1 – 4 สวนฟงกชันในขอ 5 จะสรุปไดวา
เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานซาย f(x) มีคาเขาใกล 1 เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานขวา f(x) เขาใกล 0
4. ผูสอนสรุปวาในกรณีทั่วไป “คาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานซาย มีคา
เทากับ Lเขียนแทนดวย x a
lim f (x)−
→
= L อานวา ลิมิตของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานซาย
เทากับ Lและ “คาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานขวา มีคาเทากับ L เขียนแทนดวย
x a
lim f (x)+
→
= L อานวา ลิมิตของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานขวา เทากับ L และถา f เปน
ฟงกชัน และ f(x) มีคาเขาใกลจํานวนจริง L เพียงคาเดียว เมื่อ x มีคาเขาใกล a (ไมวา x > a หรือ
x < a) เราจะกลาววาฟงกชัน f มีลิมิตเทากับ L หรือกลาววา ลิมิตของฟงกชัน f ที่ x เมื่อ x
เขาใกล a มีคาเทากับ L เขียนแทนดวยสัญลักษณ x a
limf (x)
→
= L และ ถา f เปนฟงกชัน และ
คาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานซาย ไมเทากับคาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานขวา
กลาววา x a
limf (x)
→
หาคาไมได
2 – x เมื่อ x < 1
(x – 1)2
เมื่อ x ≥ 1
x 1.001 1.01 1.1
f(x) 0.000001 0.0001 0.01
x 0.99 0.999 0.9999
f(x) 1.01 1.001 1.0001
4
2
1
X
Y
f(x) = 2 – x
2
)1x()x(f −=
O
79
5. ผูสอนชี้ใหผูเรียนเห็นวา บางครั้งการหาคาลิมิตของฟงกชันโดยการใชกราฟหรือ
คํานวณคาของฟงกชันนั้นไมสะดวก โดยทั่วไปจะใชวิธีการหาลิมิต โดยอาศัยทฤษฎีบทเกี่ยวกับ
ลิมิต ผูสอนควรแนะนําทฤษฎีบทเกี่ยวกับลิมิตพรอมกับตัวอยางการนําทฤษฎีบทเกี่ยวกับลิมิตไปใช
ความตอเนื่องของฟงกชัน
1. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณากราฟของฟงกชันที่กําหนดใหดังรูปผูสอนและผูเรียน
รวมกันอภิปรายความหมายของความตอเนื่องของฟงกชัน โดยผูสอนยกตัวอยางกราฟในรูป
1)
2)
3)
X
Y
0 a
)x(fy 2=
X
Y
0 a
)x(fy 3=
X
Y
0 a
)x(fy 1=
80
4)
เมื่อผูเรียนพิจารณากราฟควรอธิบายไดวา มีเพียงกราฟขอ 4) ตอเนื่องที่จุด x = a
สวนกราฟขอ 1), 2) และ 3) ไมตอเนื่องเพราะมีบางจุดที่กราฟขาดตอน และควรบอกไดวาขาด
สมบัติในขอใดบาง
2. ผูเรียนพิจารณาความตอเนื่องของฟงกชันที่กําหนด ณ จุดที่กําหนดใหพรอมทั้งบอก
เหตุผล
1) f(x) =
2
x x 2
x 2
− −
−
ณ จุดที่ x = 2
2) f(x) =
ณ จุดที่ x = 0
X
Y
0 a
)x(fy 4=
Y
-1 1 2
1
-1
0
X
-2
2
3
2
x
1 , x ≠ 0
1 , x = 0
Y
-1 1 2
1
-1
0
X
-2
2
3
81
3) f(x) =
ณ จุดที่ x = 2
3. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาความตอเนื่องของฟงกชันเมื่อ กําหนดให
5x5x)x(f 2
−−= พิจารณา )1(f และ )x(flim
1x→
)1(f = –9
)x(flim
1x→
= –9
จะเห็นวา )1(f = )x(flim
1x→
เมื่อพิจารณากราฟจะเห็นวา f(x) มีความตอเนื่องที่ x = 1
2
x x 2
x 2
− −
−
, x ≠ 2
1 , x = 2
Y
-1 1 2
1
-1
0
X
-2
2
3
(2, 1)
Y
X
2 4 60
5
10
–10
–5
–2
82
4. ผูสอนและผูเรียนสรุปวา f มีความตอเนื่อง ที่ x = a เมื่อมีสมบัติครบ 3 ขอ คือ
1. f(a) หาคาได
2. )x(flim
ax→
หาคาได
3. f(a) = )x(flim
ax→
5. ผูสอนแนะนําผูเรียนใหใชหลักการขางตนหาความตอเนื่องบนชวงของฟงกชันแลว
ใหผูเรียนทําแบบฝกหัด
ความชันของเสนโคง
1. 1) ผูสอนทบทวนเกี่ยวกับการหาความชันของเสนตรง โดยพิจารณารูปตอไปนี้
ผูเรียนควรตอบไดวา ความชัน คือ
1 1
1
2 2
2 1
−
−
= 1
2) ผูสอนเสนอแนะผูเรียนเกี่ยวกับกรณีทั่วไปวาการหาความชันของเสนตรงคือ
อัตราสวนของ k และ h
ดังนั้น ความชันของเสนตรง คือ b k b
a h a
+ −
+ −
= k
h
Y
a a + h
b
0
X
b + k Q (a+h,b+k)
P (a,b)
h k
Y
-1 1 2
1
-1
0
X
2
3
Q
)
2
1
1,2(
)
2
1
,1(
P
83
2. ผูเรียนใชความรูจากการหาความชันของเสนตรงหาความชันของเสนโคง โดยผูสอน
กําหนดฟงกชันดวยแผนภาพตอไปนี้โดยกําหนดจุด Q(a + h, b + k) ที่มีระยะหางจากจุด P(a, b)
ตาง ๆ กัน เพื่อใหผูเรียนมองเห็นความสัมพันธของความชันของเสนโคงและความชันของเสนตรง
ตามตารางที่ 1
f(x) = x2
– 4x + 5
ตารางที่ 1 ความสัมพันธของจุด P และ Q ในการหาความชันของเสนโคง
k = f(a + h) – f(a) h = (a + h) – a
Q1(4, 5)
Q2(3, 2)
Q3(2.5, 1.25)
Q4(2.25, 1.0625)
Q5(2.125, 1.0156)
Q6(2.01, 1.001)
Q7(2.001, 1.000001)
Qn เขาใกล (2, 1)
f(4) – f(2) = 4
f(3) – f(2) = 1
f(2.5) – f(2) = 0.25
f(2.25) – f(2) = 0.0625
f(2.125) – f(2) = 0.0156
f(2.01) – f(2) = 0.0001
f(2.001) – f(2) = 0.000001
f(2 + h) – f(2)
4 – 2 = 2
3 – 2 = 1
2.5 – 2 = 0.5
2.25 – 2 = 0.25
2.125 – 2 = 0.125
2.01 – 2 = 0.01
2.001 – 2 = 0.001
h
h 0
f (2 h) f (2)
lim
h→
+ −
=
2 2
h 0
(2 h) 4(2 h) 5 [2 4(2) 5]
lim
h→
⎡ ⎤+ − + + − − +⎣ ⎦
=
2
h 0
h 4h 4 8 4h 5 4 8 5
lim
h→
+ + − − + − + −
=
2
h 0
h
lim
h→
= 0
X
4
2
2
Y
5x4x)x(f 2
+−=
0
P
1Q
2Q
3Q
...
...
...
84
ผูเรียนควรสรุปไดวา การหาความชันของเสนโคง ณ พิกัดของจุดที่กําหนดให เมื่อ h
เขาใกล 0 ความชัน คือ 0
จากกราฟและตารางที่ 1 ผูเรียนหาความชันไดดังนี้
Qn k h k
h
(4, 5) 5 – 1 = 4 4 – 2 = 2 4/2 = 2
(3, 2) 2 – 1 = 2 4 – 3 = 1 2/1 = 1
(2.5, 1.25) 1.25 – 1 = 0.25 2.5 – 2 = 0.5 0.25/0.5 = 0 .5
(2.25, 1.0625) 1.0625 – 1 = 0.0625 2.25 – 2 = 0.25 0.0625/0.25 = 0.25
(2 + h, f(2 + h)) f(2 + h) – f(2) 2 + h – 2 f (2 h) f (2)
h
+ −
ผูเรียนควรสรุปไดวา ในขณะที่เสนตรง PQn เกือบทับจุด P ที่จุด Qn คา h มีคาเขาใกล 0
ซึ่งสามารถหาความชันไดจากการหา h 0
f (2 h) f (2)
lim
h→
+ −
คือการหาความชันของเสนโคงนั่นเอง
แตถาจุด Qn ทับกับจุด P พอดี จุดนั้นก็จะเปนจุดสัมผัสซึ่งมีสมการของเสนสัมผัสเสนโคงที่จุด
P(x, y) ใด ๆ
3. ผูสอนสรุปเปนกรณีทั่วไป โดยใชบทนิยามในหนังสือเรียนถา y = f(x) เปนสมการ
ของเสนโคง เสนตรงที่สัมผัสเสนโคงที่จุด P(x, y) ใด ๆ จะเปนเสนตรงที่ผานจุด P และมีความชัน
m = h 0
f (x h) f (x)
lim
h→
+ −
ถาลิมิตหาคาไดความชัน ณ จุด P(x, y) หมายถึง ความชันของเสน
สัมผัสเสนโคง ณ จุด P
4. ผูเรียนทําแบบฝกหัด
อนุพันธของฟงกชัน
1. ผูสอนทบทวนเรื่องการหาความชันของเสนโคง ผูเรียนควรบอกไดวา การหาความ
ชันของเสนโคง y = f(x) ที่จุด P(x, y) เปนการหาความชันของ PQ เมื่อจุด Q(x + h, y + k) เปน
จุดใด ๆ โดยให h เขาใกล 0 ซึ่งเปนการหาอัตราสวนระหวาง f(x + h) – f(x) กับ h เมื่อ คา h
เขาใกล 0 จึงไดความชันเสนโคง คือ m = h 0
f (x h) f (x)
lim
h→
+ −
เมื่อลิมิตหาคาได
2. ผูสอนบอกผูเรียนวา โดยใชบทนิยามในหนังสือเรียน ถา y = f(x) เปนฟงกชัน
และมีโดเมนและเรนจ เปนสับเซตของจํานวนจริง และ h 0
f (x h) f (x)
lim
h→
+ −
หาคาได เรียก
ลิมิตที่ไดนี้วา อนุพันธของฟงกชัน f ที่ x เขียนแทนดวย f′(x) นอกจากนี้ยังเขียนแทนดวย
สัญลักษณอยางอื่น เชน dy
dx
หรือ y′ หรือ d
f (x)
dx
85
การหาอนุพันธของฟงกชันพีชคณิตโดยใชสูตร
1. ผูสอนทบทวนการหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชบทนิยามของการหาอนุพันธดังนี้
f′(x) = h 0
f (x h) f (x)
lim
h→
+ −
และเสนอแนะผูเรียนวา การหาอนุพันธสําหรับบางฟงกชันใช
เวลาคอนขางนาน จําตองสรางสูตรเพื่อนํามาใชใหเกิดความสะดวก เชน 1x5x)x(f 3
++=
เมื่อหาอนุพันธของฟงกชัน f โดยลิมิต จะได dy
dx
= h 0
f (x h) f (x)
lim
h→
+ −
ดังนั้น f′(x) = ( ) ( )
h
1x5x1)hx(5)hx(
lim
33
0h
++−++++
→
= ( )
h
1x5x)1h5x5xh3hx3hx(
lim
32233
0h
++−++++++
→
=
h
)h5xh3hx3h(
lim
223
0h
+++
→
=
h
)5xh3x3h(h
lim
22
0h
+++
→
= 2 2
h 0
lim (h 3x 3xh 5)
→
+ + +
= 5x3 2
+
เมื่อหาอนุพันธของฟงกชัน f โดยใชสูตร
จาก 1x5x)x(f 3
++=
f′(x) = 1
dx
d
x
dx
d
5x
dx
d 3
++
= 5x3 2
+
2. ผูสอนยกตัวอยางการหาอนุพันธของฟงกชันบางฟงกชันโดยใชสูตรแลวใหผูเรียนฝก
หาอนุพันธของฟงกชันโดยใชสูตร
อนุพันธของฟงกชันประกอบ
1. ผูสอนยกตัวอยางฟงกชัน เชน f(x) = (x7
– 2x–7
)15
โดยชี้ใหผูเรียนเห็นวา
การจะหาอนุพันธของฟงกชันที่มีดีกรีสูง ๆ โดยใชบทนิยาม f′(x) = h 0
f (x h) f (x)
lim
h→
+ −
ที่เรียนผานมาจะไมสะดวก ดังนั้น จึงมีการสรางสูตรที่เรียกวา กฎลูกโซ ซึ่งกฎนี้จะใชกับฟงกชัน
ที่เรียกวา ฟงกชันประกอบ
86
2. ผูสอนบอกสูตรการหาอนุพันธฟงกชันประกอบ ดังนี้
ถา y = (g°f)(x) = g(f(x)) แลว dy
dx
= d d
g(f (x)) f (x)
df (x) dx
⋅
ซึ่งผูสอนอาจจะแสดงบทพิสูจนดังนี้
จากบทนิยามของการหาอนุพันธของฟงกชัน จะไดวา
(g°f)′(x) =
h
)x)(fg()hx)(fg(
lim
0h
−+
→
= h 0
g(f (x h)) g(f (x))
lim
h→
+ −
= h 0
g(f (x h)) g(f (x)) f (x h) f (x)
lim
f (x h) f (x) h→
⎡ ⎤+ − + −
⋅⎢ ⎥+ −⎣ ⎦
โดยที่ f(x + h) – f(x) ≠ 0
=
h
)x(f)hx(f
lim
)x(f)hx(f
))x(f(g))hx(f(g
lim
0h0h
−+
⋅
−+
−+
→→
ให f(x + h) – f(x) = t
จะไดวา h 0
g(f (x h)) g(f (x))
lim
f (x h) f (x)→
+ −
+ −
=
t
))x(f(g)t)x(f(g
lim
0h
−+
→
ดังนั้น (g°f)′(x) = )x(f))x(f(g ′⋅′
= )x(f
dx
d
))x(f(g
)x(df
d
⋅
ถา u = f(x) และ y = g(u)
จะได dy
dx
= dy du
du dx
⋅
3. ผูสอนยกตัวอยางการหาอนุพันธของฟงกชันประกอบโดยใชสูตรแลวใหผูเรียนทํา
แบบฝกหัด
อนุพันธอันดับสูง
1. ผูสอนทบทวนการหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชสูตร และยกตัวอยางฟงกชันบาง
ฟงกชันที่หาอนุพันธได และสามารถหาอนุพันธไดอีกโดยการถามนักเรียน
กําหนด f(x) = 2x4
– 3x3
+ 2x2
+6x – 5
f′(x) = df (x)
dx
= 8x3
– 9x2
+ 4x + 6
d
f (x)
dx
′ = 24x2
– 18x+ 4
ดังนั้น อนุพันธของ f′ (x) คือ 24x2
– 18x + 4
87
2. ผูสอนบอกบทนิยามการหาอนุพันธอันดับสูง ดังนี้
ให f เปนฟงกชันที่สามารถหาอนุพันธได และ f′(x) เปนอนุพันธของฟงกชัน f ที่ x ที่สามารถ
หาอนุพันธไดแลว จะเรียกอนุพันธของอนุพันธของฟงกชัน f ที่ x หรืออนุพันธของฟงกชัน f ′ ที่
x วาอนุพันธอันดับที่ 2 ของ f ที่ x และเขียนแทนอนุพันธของฟงกชัน f′ ที่ x ดวย f″(x)
ทั้งนี้ ผูสอนอธิบายถึงการเขียนแทนดวยสัญลักษณ เชน อนุพันธอันดับที่ 2 ของ
f ที่ x เขียนแทนดวย
2
2
d y
dx
หรือ
2
2
d f (x)
,y
dx
′′ อนุพันธอันดับที่ 3 ของ f ที่ x เขียนแทนดวย
3
3
d y
dx
หรือ
3
3
d
f (x)
dx
หรือ y ′′′ เปนตน
3. ผูสอนแนะนําผูเรียนในการนําความรูเรื่องอนุพันธของฟงกชันอันดับสูงไปใช
ประโยชนในเรื่องการเคลื่อนที่ซึ่งอนุพันธของฟงกชันอันดับที่ 2 ของ f ที่ x คือ ความเรง (a)
ของวัตถุขณะเวลา t ใด ๆ ซึ่งหาไดจากการหาอัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว (v) เทียบกับ
เวลา t ใด ๆ จากสมการ s = f(t) ซึ่งจะแสดงไดดังนี้
a = dv
dt
และ v = ds
dt
ดังนั้น a = )
dt
ds
(
dt
d
= 2
2
dt
sd
4. ผูเรียนทําแบบฝกหัด
การประยุกตอนุพันธ
1. ผูสอนทบทวนความรูเกี่ยวกับฟงกชันเพิ่มและฟงกชันลด พรอม ๆ กับการพิจารณา
ความชันของเสนโคงดังแผนภาพตอไปนี้
ถา 21 xx < และ )x(f)x(f 21 < จะไดวา )x(f เปนฟงกชันเพิ่ม และ 0)x(f >′
X
y = f(x)
0
Y
x2x1
88
ถา 21 xx < และ )x(f)x(f 21 > จะไดวา )x(f เปนฟงกชันลด และ 0)x(f <′
2. ผูสอนกําหนดกราฟมาให โดยใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชันที่กําหนดใหและ
พิจารณาคาของ f(x) และ )x(f ′ เมื่อกําหนด x = a ที่เปนจุดต่ําสุดและจุดสูงสุด โดยเขียน +
และ – เมื่อคาของฟงกชันในชวงนั้นเปนจํานวนจริงบวกและลบ ตามลําดับ ดังแสดงในตาราง
จุดสูงสุดหรือ
จุดต่ําสุด
X
Y
y = f(x)
0 x1 x2
)1,2( –+ 01
0
1)
2
5-2
-2
X
Y
)1,1( − – 0 +–1
0
2)
2
5-2
-2
X
Y
)3,2( –+ 0–3
0
3)
)x(f
ax =ax < ax >
)x(f ′)x(f ′
2
5-2
-2
X
Y
)x(f ′)x(f
89
จากตารางพิจารณาคา ของ f(x) และ )x(f ′ โดยยึดจุดสูงสุดและจุดต่ําสุดสัมพัทธเปนชวง
แบงผูเรียนสรุปไดวา
1. ฟงกชันในขอ 1 และ 3 ณ จุดสูงสุดในชวง x < a คาของ f(x) จะเพิ่มขึ้น
ในขณะที่ x = a ฟงกชันจะใหคาสูงสุด ในชวง x > a คาของ f(x) เริ่มลดลง
2. ฟงกชันในขอ 2 และ 4 ณ จุดต่ําสุดในชวง x < a คาของ f(x) จะลดลง
ในขณะที่ x = a ฟงกชันจะใหคาต่ําสุด ในชวง x > a คาของ f(x) เริ่มเพิ่มขึ้น
3. ณ จุดที่เปนจุดต่ําสุดหรือจุดสูงสุดของฟงกชันจะเปนจุดเปลี่ยนจากคาบวกเปน
คาลบหรือจากคาลบเปนคาบวก (จุดที่ 0)x(f =′ )
3. จากขอคนพบและสิ่งที่ผูเรียนสรุปได ผูสอนสรุปความหมายของคาสูงสุดสัมพัทธ
คาต่ําสุดสัมพัทธ และคาวิกฤต ตามที่นิยามในหนังสือเรียน
4. ผูสอนใหผูเรียนหาคาสูงสุดสัมพัทธ คาต่ําสุดสัมพัทธ และคาวิกฤต โดยกําหนด
ฟงกชัน ดังตอไปนี้
1. 8x2x)x(f 2
−−=
2x2)x(f −=′
หาคาวิกฤต 2x2)x(f −=′ = 0
x = 1
ถา x > 1, 0)x(f >′ ถา x < 1, 0)x(f <′
ดังนั้น f(x) มี คาต่ําสุดสัมพัทธ คือ –9
2. 1x3x)x(f 3
−−=
3x3)x(f 2
−=′
หาคาวิกฤต โดยให 0)x(f =′
จะได 0)1x(3 2
=−
x = –1 หรือ x = 1
พิจารณากรณี x = –1
ถา x < –1, 0)x(f >′ ถา x > –1, 0)x(f <′
-4
5-2
-2
X
Y
)4,1( − – ––40
4)
0
90
ดังนั้น f(x) มี คาสูงสุดสัมพัทธ คือ 1
พิจารณากรณี x = 1
ถา x < 1, 0)x(f <′ ถา x > 1, 0)x(f >′
ดังนั้น f(x) มี คาต่ําสุดสัมพัทธ คือ –3
5. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาหาคาสูงสุดสัมพัทธและคาต่ําสุดสัมพัทธพรอมทั้งเปรียบเทียบ
คาที่หาได ภายในชวงที่กําหนดให
ผูเรียนสรุปวา 1. f มีคาสูงสุดสัมพัทธที่จุด 1x และ 3x และ )x(f)x(f 31 <
2. f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่จุด 2x และ 4x และ )x(f)x(f 42 <
6. ผูสอนสรุปความหมายของคาสูงสุดสัมบูรณและคาต่ําสุดสัมบูรณตามบทนิยามใน
หนังสือเรียน พรอมทั้งเนนความแตกตางระหวางจุดสูงสุดสัมพัทธและจุดสูงสุดสัมบูรณ จุดต่ําสุด
สัมพัทธและจุดต่ําสุดสัมบูรณโดยอาจจะอธิบายโดยใชกราฟดังนี้
X
A C
0 x1 x2 x3 x4
f(x)
B D
Y
g
B
C
D
E
F
•
•
•
•
•
•GA
•
Y
Xa b c d fe
91
จากกราฟ ผูสอนใหผูเรียนชวยกันพิจารณาวาจุดใดบางเปนจุดสูงสุดสัมพัทธ และจุดใด
บางเปนจุดต่ําสุดสัมพัทธ จากนั้นใหผูเรียนระบุวาจุดใดเปนจุดสูงสุดสัมบูรณและจุดใดเปนจุดต่ํา
สุดสัมบูรณ ซึ่งผูเรียนควรตอบไดวา จุด B, จุด D และจุด F เปนจุดสูงสุดสัมพัทธ สวนจุด C
และจุด E เปนจุดต่ําสุดสัมพัทธ หรือ ผูเรียนอาจกลาววา ฟงกชัน f มีคาสูงสุดสัมพัทธที่ x = b,
x = d และ x = f เพราะมีความหมายเหมือนกัน จากกราฟ ผูเรียนควรตอบไดวา จุด B เปน
จุดสูงสุดสัมบูรณ และคาสูงสุดสัมบูรณเทากับ f(b) จุด E เปนจุดต่ําสุดสัมบูรณ และคาต่ําสุด
สัมบูรณเทากับ f(e) ผูสอนควรชี้แจงใหผูเรียนเขาใจวา ตามนิยามในหนังสือเรียนหนา 129 การ
พิจารณาจุดต่ําสุดสัมพัทธและจุดสูงสุดสัมพัทธจะไมพิจารณาจุดปลายของชวงเปด (a, g) ดังนั้น
จุด A และ จุด G จึงไมเปนจุดต่ําสัมพัทธหรือจุดสูงสุดสัมพัทธ อยางไรก็ตามในการพิจารณาคา
ต่ําสุดสัมบูรณและคาสูงสุดสัมบูรณนั้น ตองพิจารณาจุดปลายของชวงเปด (a, g) ดวย นั่นคือ
จุด A และจุด G อาจจะเปนจุดที่ใหคาต่ําสุดสัมบูรณหรือจุดสูงสุดสัมบูรณก็ได
7. ผูเรียนทําแบบฝกหาคาสูงสุดสัมพัทธและคาต่ําสุดสัมพัทธ คาสูงสุดสัมบูรณและคา
ต่ําสุดสัมบูรณของฟงกชัน
ปฏิยานุพันธ
1. ผูสอนทบทวนการหาอนุพันธของฟงกชัน ดังนี้
)x(f )x(f′
5x + 1 5
x2
+ 1 2x
x2
+ 3x + 2 2x + 3
x3
+ 2 3x2
x3
– 5 3x2
x3
+ 3x + 2 3x2
+ 3
x3
+ 3x – 5 3x2
+ 3
ผูสอนใหผูเรียนรวมกันสรุปวา การหาอนุพันธของ y = xn
หาไดจากสูตร n 1dy
nx
dx
−
=
เมื่อทบทวนเรื่องการหาอนุพันธแลวผูสอนควรถามใหผูเรียนหาฟงกชันหลายๆ ฟงกชันที่มีคาอนุพันธ
เทากันแลวจึงคอยใหผูเรียนสรุปวา ฟงกชันที่มีอนุพันธเทากันนั้นจะตางกันเฉพาะคาคงตัว ซึ่งใน
การเรียนการสอนคณิตศาสตรระดับสูงขึ้นไปจะสามารถพิสูจนไดวา ฟงกชันที่มีอนุพันธเทากันนั้น
จะตางกันเฉพาะคาคงตัว
92
กําหนด f(x)
ลองให y = F(x)
หา F′
(x)
ทดสอบวา
F′
(x) เทากับ f(x)
หรือไม
y = F(x) + cไมเทากัน
2. ผูสอนกําหนดฟงกชันและอธิบายการหาปฏิยานุพันธโดยใชแผนผัง ดังตอไปนี้
ใหผูเรียนเติม F(x), F′(x) และผลการเปรียบเทียบระหวาง F′(x) กับ f(x) ลงในชองวาง
ในตารางตอไปนี้
)x(f )x(Fy= )x(F′ )x(F′ เทากับ )x(f หรือไม
2x
3x
2x + 1
5x – 1
x2
+ 2x + 1
ผูสอนใหผูเรียนรวมกันเฉลยโดยการสุมถามคําตอบและวิธีการหา y = F(x) จากผูเรียน
พรอมทั้งใหสังเกตคา c ของแตละคน
)x(f )x(Fy= )x(F′ )x(F′ เทากับ )x(f หรือไม
2x x2
+ 1 2x เทากัน
3x 2x
2
3 2
− 3x เทากัน
2x + 1 x2
+ x + 1 2x + 1 เทากัน
5x – 1 25
x x 2
2
− + 5x – 1 เทากัน
x2
+ 2x + 1 3
2x
x x 1
3
+ + + x2
+ 2x + 1 เทากัน
93
ผูเรียนควรสรุปไดวา เมื่อกําหนด f(x) สามารถหา y = F(x) โดยที่ F′
(x) = f(x) ได
และเมื่อ c เปนคาคงตัวไมจําเปนตองเทากัน ซึ่งสามารถเขียนอยูในรูปทั่วไป คือ y = F(x) + c
3. ผูสอนแนะนํากระบวนการตรงขามการหาอนุพันธตามวิธีการในหนังสือเรียนโดย
พิจารณาการเคลื่อนที่ของวัตถุ ขณะเวลา t ใด ๆ เมื่อทราบความเร็วในการเคลื่อนที่ แตตองการหา
สมการการเคลื่อนที่ของวัตถุ หลังจากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามการหาปฏิยานุพันธ
ปริพันธไมจํากัดเขต
1. ผูสอนแบงผูเรียนเปนกลุมใหผูเรียนอธิบายการหาปฏิยานุพันธของ f(x) โดยใช
ตารางตอไปนี้
f(x) y = F(x) + c F′
(x) = f(x) วิธีคิด
1
2x
3x2
4x3
5x4
2x – 1
x2
+ x3
4x3
+ 3x2
3x2
– 2x + 1
–2x3
ผูสอนสุมใหผูเรียนแตละกลุมนําเสนอวิธีการหาปฏิยานุพันธ พรอมทั้งเฉลย ผูเรียนควร
มองเห็นแบบรูปของปฏิยานุพันธของ f(x) ที่กําหนดให จนสามารถสรุปเปนพจนทั่วไปไดวา เมื่อ
กําหนด f(x) = xn
สามารถหา F(x) + c ไดจาก
n 1
x
n 1
+
+
โดยที่ n ≠ –1 หรือสรุปตามบทนิยาม
ในหนังสือเรียนหรืออาจใชวิธีการถามตอบ เพื่อใหผูเรียนเห็นทั้งกระบวนการยอนกลับ
2. ผูสอนใหผูเรียนสังเกตวา ฟงกชันที่กําหนดใหเพื่อหา F(x) + c เปนฟงกชันชนิดใดบาง
ผูเรียนควรตอบไดวา
เปนฟงกชันคาคงตัว ไดแก f(x) = 1
ฟงกชันพหุนาม ไดแก f(x) = 2 , f(x) = 3x2
, f(x) = 4x3
, f(x) = 5x4
,
f(x) = 2x – 1 , f(x) = 5x + 1 , f(x) = 4x3
+ 3x2
และ f(x) = 3x2
– 2x + 1
ฟงกชันตรรกยะ ไดแก f(x) = –2x–3
94
ผูสอนใหผูเรียนแตละกลุมกําหนดฟงกชันตามตัวอยางขางตน เพื่อทดลองใชความรูจาก
บทสรุปที่วา เมื่อกําหนด f(x) = xn
หา ∫f(x)dx ไดจาก
n 1
x
n 1
+
+
โดยที่ 1n −≠ เพื่อหาขอสรุป
สูตรการหาปริพันธไมจํากัดเขต ดังนี้
ตัวอยางเชน
∫1dx = x + c ∫kdx = kx + c
∫3x2
dx = x3
+ c ∫kf(x)dx = k∫f(x)dx
∫[x2
+ x3
]dx ∫[f(x) + g(x)]dx = ∫f(x)dx + ∫g(x)dx
∫[4x3
+ 3x2
]dx ∫[(k1f1(x) + k2f2(x)+ ... + knfn(x)]dx = k1∫f1(x)dx + k2∫f2(x)dx + ...+ kn∫fn(x)dx
3. ผูสอนกลาวถึงประโยชนของการนําสูตรการหาปริพันธไปใชใหเกิดความสะดวกและ
รวดเร็ว เชน การนําไปใชในการหาปฏิยานุพันธของฟงกชัน ( )
dy
f x
dx
= การหาสมการเสนโคง
ดังตัวอยางที่ 10 หนา 157 การหาความเร็วจากการเคลื่อนที่เมื่อกําหนดความเรงขณะเวลา t ใด ๆ
เปนตน
4. ใหผูเรียนฝกหาปริพันธไมจํากัดเขตของฟงกชัน
ปริพันธจํากัดเขต
1. ผูสอนทบทวนเรื่องปฏิยานุพันธของฟงกชัน ผูเรียนควรบอกไดวา เมื่อกําหนด
f(x) = xn
ปริพันธหนึ่งคือ
n 1
x
n 1
+
+
โดยที่ n ≠ –1 เขียนผลการหาปริพันธในรูปทั่วไปคือ F(x) + c
เมื่อ c เปนคาคงตัว และใชหลักการทบทวนการหาสูตรปริพันธทั้ง 5 สูตรในหัวขอ 2.10
2. ผูสอนทบทวนเรื่องฟงกชันตอเนื่องบนชวง [a, b]
3. ผูสอนแนะนําสัญลักษณ ( )
b
a
f x dx∫ ที่ใชแทนปริพันธจํากัดเขตของฟงกชันตอเนื่อง f
บนชวง [a, b] และแนะนําวิธีหาคา ( )
b
a
f x dx∫ โดยใชทฤษฏีหลักมูลของแคลคูลัสวา เมื่อกําหนด
ฟงกชัน f ซึ่งเปนฟงกชันตอเนื่องบนชวง [a, b] มาให จะหาปริพันธจํากัดเขตของฟงกชันไดดังนี้
3.1 หา F(x) ซึ่งเปนรูปทั่วไปของปฏิยานุพันธของฟงกชัน f
3.2 หา F(b) – F(a)
3.3 ( )
b
a
f x dx∫ = F(b) – F(a)
4. ผูสอนกําหนดฟงกชันตอเนื่องบนชวง [a, b] และใหผูเรียนฝกหาปริพันธของฟงกชัน
ตามวิธีการในขอ 3 เชน f(x) = x2
+ 2 , x ∈[1, 2]
95
ผูเรียนควรหาไดวา F(x) =
3
x
2x c
3
+ +
F(2) = ( )
3
2
2 2 c
3
+ + c
3
20
+=
F(1) = ( )
3
1
2 1 c
3
+ + c
3
7
+=
( )
2
1
f x dx∫ = F(2) – F(1) = 13
3
5. ผูสอนใหผูเรียนสังเกตวา เมื่อหาฟงกชัน F ซึ่งเปนรูปทั่วไปของปริพันธของฟงกชัน
ที่กําหนดให แลวหา F(b) – F(a) คาคงตัว c จะหักลางกันหมดไป ดังนั้นเพื่อประหยัดเวลาใน
การคํานวณไมจําเปนตองเขียนคาคงตัว c แลวใหผูเรียนทําแบบฝกหัด
พื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง
1. ผูสอนทบทวนการหาปริพันธจํากัดเขตโดยกําหนดฟงกชันตอเนื่องบน [a, b] เชน
กําหนด f(x) = 2 , x ∈ [0, 1] และ g(x) = 5x2
, x ∈[–1, 2] ใหผูเรียนหาปริพันธจํากัดเขต
ดังกลาว
2. ผูสอนใหความหมายของคําวา “พื้นที่ปดลอมดวยเสนโคงของ y = f(x) กับแกน X
จาก x = a ถึง x = b” และฟงกชัน f ที่กลาวถึงนี้เปนฟงกชันพหุนามที่มีดีกรีเปนจํานวนเต็มบวก
ไมเกินสอง ซึ่งกราฟของ f อาจจะเปนเสนตรงหรือเสนโคง ผูเรียนควรบอกไดวา เมื่อเขียนกราฟ
แลวพื้นที่ดังกลาวคือบริเวณใด ผูสอนใหผูเรียนพิจารณารูปดังตอไปนี้
X
Y
a b 0 X
Y
a b0
X
Y
a b
0
X
Y
a b0
ก
ค
ง
ข
96
ผูเรียนควรบอกไดวา พื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ y = f(x) แกน X เสนตรง x = a
และเสนตรง x = b เชนรูป ก , ข และ ค จะมีพื้นที่ที่อยูเหนือแกน X คาของ f(x) มากกวาศูนย
สวนพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ y = f(x) แกน X เสนตรง x = a เสนตรง x = b
จะมีพื้นที่ที่อยูใตแกน X เมื่อ f(x) นอยกวาศูนย เชน รูป ง
3. ผูสอนเสนอแนะผูเรียนวาการหาพื้นที่ปดลอมดวยเสนโคงจะหาโดยอาศัยการหา
ปริพันธจํากัดเขต ตามบทนิยามในหนังสือเรียน
4. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาวา การหาพื้นที่ปดลอมดวยเสนโคง เปรียบเทียบ 2 วิธีคือ
วิธีใชสูตรการหาพื้นที่ที่ผูเรียนเคยเรียนมา และวิธีการหาปริพันธจํากัดเขต เพื่อตรวจสอบคาของ
พื้นที่ที่ได เชน
กราฟ วิธีใชสูตรการหาพื้นที่ วิธีการหาปริพันธจํากัดเขต
พื้นที่ A= 1
2
(ผลบวกของดานคูขนาน)×ความสูง
= 1
2
(1+2)×1
= 3
2
ตารางหนวย
พื้นที่ A = ( )
2
1
f x dx∫
2
x2
=
= 4 1
2 2
−
= 3
2
ตารางหนวย
พื้นที่ A = 1
2
×ความยาวฐาน×ความสูง
= 1
2
×3×3
= 9
2
ตารางหนวย
พื้นที่ A = ∫−
5
2
dx)x(g
= –((–
2
x2
+2x) )
= 25 4
( 10 4)
2 2
− − + + −
= 9
2
ตารางหนวย
5. ผูสอนและผูเรียนชวยกันอภิปรายถึงประโยชนของการหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง
ดวยวิธีการหาปริพันธจํากัดเขต “หากรูปภาพมีความซับซอนหรือมีลักษณะเปนกราฟเสนโคง การ
ใชวิธีการหาปริพันธจํากัดเขตจะสะดวกและหาคําตอบไดงายกวา”
0 1 2 3 4
1
2
3
A
X
Y
–1
–2
–3
–4
43210 5
A
X
g(x) = –x + 2
Y
1
2
2
5
97
6. ผูสอนกําหนดพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคงที่อยูในรูปของกราฟพาราโบลา แลวให
ผูเรียนฝกหาพื้นที่ เชน
6.1 จงหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง f(x) = x2
, x ∈[0, 2]
วิธีทํา ( )
2
0
f x dx∫ = F(2) – F(0)
=
3
x3
= 8
3
ตารางหนวย
6.2 จงหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง f(x) = –x2
+ 1 , x ∈[–2, –1]
วิธีทํา ( )
1
2
f x dx
−
−
∫ = –[F(–1) – F(–2)]
= –( x
3
x3
+− )
= 4
3
ตารางหนวย
7. ผูเรียนฝกหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคงดวยวิธีการหาปริพันธจํากัดเขต
ตัวอยางแบบทดสอบประจําบท
1. กําหนด
x2
5x5
)x(f
−+
= จงหา )x(flim
0x→
ถาลิมิตหาคาได
2. กําหนด 2
x16)x(f = จงหา
3x
)3(f)x(f
lim
3x −
−
→
ถาลิมิตหาคาได
3. กําหนด )4x5x)(1x2x(
3x
1
)x(f 22
3
−−+++
+
= จงหา )x(f ′
4
_2
X
Y
0
2
_-2
X
Y
-2 2
0
0
2
–2
–1
98
4. กําหนด =)x(f
จงแสดงวา f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = –1 เทากัน
5. กําหนด =)x(f
จงพิจารณาวา f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = 0 หรือไม
6. กําหนด 4
)x21(y −= จงหา 2
2
dx
yd
7. จงหาปริพันธของ 2
23
x
4x5x
)x(f
−+
=
8. จงหาปริพันธของ 2
)4x3()x(f +=
9. จากกราฟ จงหาพื้นที่สวนที่แรเงา
10. จงหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง x4xy 2
+= กับแกน X จาก 5x −= ถึง 1x =
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
2
1x
1x2
+
− เมื่อ 1x −≠
เมื่อ 1x −=
⎩
⎨
⎧
2
x
x− เมื่อ 0x ≤
เมื่อ 0x >
Y
-1 1 2
1
-1
0
2
3
y x 1= +
2
y x 2x= − +
X
99
เฉลยตัวอยางแบบทดสอบประจําบท
1. จาก
x2
5x5
)x(f
−+
=
)x(flim
0x→ 5x5
5x5
x2
5x5
lim
0x ++
++
⋅
−+
=
→
)5x5(x2
x
lim
0x ++
=
→
)5x5(2
1
lim
0x ++
=
→
54
1
=
2. จาก 2
x16)x(f =
3x
)3(f)x(f
lim
3x −
−
→ 3x
)3(16x16
lim
22
3x −
−
=
→
3x
)3x(16
lim
22
3x −
−
=
→
)3x(16lim
3x
+=
→
96=
3. จาก )4x5x)(1x2x(
3x
1
)x(f 22
3
−−+++
+
=
dx
dy
)x(f =′
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
++−−+−−+++
+
= )1x2x(
dx
d
)4x5x()4x5x(
dx
d
)1x2x(
3x
1
dx
d
dx
dy 2222
3
)2x2)(4x5x()5x2)(1x2x(
)3x(
x3 22
23
2
+−−+−+++
+
−=
4. การแสดงวา f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = –1 ตองแสดงสมบัติ 3 ขอ ดังนี้
1. 21xlim
1x
1x
lim)x(flim
1x1x1x
2
−=−=
+
−
=
−→−→−→
2. 2)1(f −=−
3. )1(f)x(flim
1x
−=
−→
ดังนั้น f เปนฟงกชันที่ตอเนื่องที่ x = 1
100
5. การพิจารณาความตอเนื่องของ f ที่ x = 0 ตองแสดงสมบัติ 3 ขอ ดังนี้
1. 0)x(flim
0x
=
−→
และ 0)x(flim
0x
=
+→
ดังนั้น )x(flim
0x→
= 0
2. 0)0(f =
3. )0(f)x(flim
0x
=
→
ดังนั้น f เปนฟงกชันที่ตอเนื่องที่ x = 0
6. จาก y 4
)x21( −=
ให u x21−=
ดังนั้น y 4
u=
dx
dy
dx
du
du
dy
⋅=
)x21(
dx
d
)u(
du
d 4
−⋅=
3
u8−=
2
2
dx
yd
)u8(
dx
d 3
−=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅−=
dx
du
)u(
du
d
8 3
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−⋅−= )x21(
dx
d
)u(
du
d
8 3
)2)(u3(8 2
−−=
2
u48=
2
)x21(48 −=
7. )x(f 22
2
2
3
x
4
x
x5
x
x
−+=
2
x45x −
−+=
ดังนั้น ∫ dx)x(f ∫
−
−+= dx)x45x( 2
cx4x5
2
x 1
2
+++= −
8. )x(f 2
)4x3( +=
)4x3)(4x3( ++=
16x24x9 2
++=
ดังนั้น ∫ dx)x(f ∫ ++= dx)16x24x9( 2
cx16x12x3 23
+++=
101
9.
ให 1A คือพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ 1xy += กับแกน X จาก 0x = ถึง
2x = จะได
1A ∫ +=
2
0
dx)1x(
2
x
( x)
2
= + 4= ตารางหนวย
2A คือพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ x2xy 2
+−= กับแกน X จาก 0x = ถึง
2x = จะได
2A ∫ +−=
2
0
dx)x2x( 2
3
2x
( x )
3
= − +
3
4
= ตารางหนวย
พื้นที่สวนที่แรเงา คือ 1A – 2A =
3
4
4 − =
3
8
ตารางหนวย
10. เขียนกราฟของ y = x2
+ 4x ไดดังรูป
x4xy 2
+=
2
0
2
0
4
2
_--4
_-
-5 1
X
Y
Y
-1 1 2
1
-1
0
2
3
y x 1= +
2
y x 2x= − +
X
102
จาก x4x)x(f 2
+=
ให A เปนพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ x4xy 2
+= กับแกน X จาก x = –5 ถึง x = 1
A = −∫
−
−
4
5
dx)x(f +∫
−
0
4
dx)x(f ∫
1
0
dx)x(f
= )x2
3
x
( 2
3
+ – ( )x2
3
x
( 2
3
+ ) + )x2
3
x
( 2
3
+
3
7
3
32
3
7
++=
3
46
= ตารางหนวย
เฉลยแบบฝกหัด 2.1 ก
1. (1) x 4
x 2
lim
x 4→
−
−
= 0.25 หรือ
4
1
ดังตาราง
x 3.9 3.99 3.999 x 4.001 4.01 4.1
f(x) 0.25158 0.25016 0.25002 f(x) 0.24998 0.24984 0.24846
(2) 2x 2
x 2
lim
x x 6→
−
+ −
= 0.2 หรือ
5
1
ดังตาราง
x 1.9 1.99 1.999 x 2.001 2.01 2.1
f(x) 0.20408 0.20040 0.20004 f(x) 0.19996 0.19960 0.19608
(3) 3x 1
x 1
lim
x 1→
−
−
= 0.33 หรือ
3
1
ดังตาราง
x 0.9 0.99 0.999 x 1.001 1.01 1.1
f(x) 0.36900 0.33669 0.33367 f(x) 0.33300 0.33002 0.30211
(4)
x
x 0
e 1
lim
x→
−
= 1 ดังตาราง
x –0.1 –0.01 –0.001 x 0.001 0.01 0.1
f(x) 0.95163 0.99502 0.99950 f(x) 1.00050 1.00502 1.05171
–4
–5
0
–4
1
0
103
(5) x 0
sin x
lim
x→
= 1 ดังตาราง
x 1 0.5 0.1 0.05 0.01
f(x) 0.84147 0.95885 0.99833 0.99958 0.99998
x –1 –0.5 –0.1 –0.05 –0.01
f(x) 0.84147 0.95885 0.99833 0.99958 0.99998
(6) xlnxlim
0x +→
= 0 ดังตาราง
x 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001
f(x) –0.23026 –0.04605 –0.00691 –0.00092 –0.00012
2. (1)
x 1
lim f (x)
−→
= 2
(2)
x 1
lim f(x)
+→
= 3
(3) เนื่องจาก
x 1
lim f (x)
−→
≠
x 1
lim f (x)
+→
ดังนั้น x 1
lim f (x)
→
หาคาไมได
(4) เนื่องจาก
x 5
lim f (x)
−→
=
x 5
lim f (x)
+→
= 4
ดังนั้น x 5
lim f (x)
→
= 4
(5) f(5) ไมนิยาม
3. (1) เนื่องจาก
x 0
lim f (x)
−→
=
x 0
lim f(x)
+→
= 3
ดังนั้น x 0
lim f (x)
→
= 3
(2)
x 3
lim f (x)
−→
= 4
(3)
x 3
lim f (x)
+→
= 2
104
(4) เนื่องจาก
x 3
lim f (x)
−→
≠
x 3
lim f (x)
+→
ดังนั้น x 3
lim f (x)
→
หาคาไมได
(5) f(3) = 3
4. (1) )t(glim
0t −→
= –1
(2) )t(glim
0t +→
= –2
(3) เนื่องจาก )t(glim
0t −→
≠
t 0
lim g(t)
+→
ดังนั้น )t(glim
0t→
หาคาไมได
(4) t 2
lim g(t)−→
= 2
(5) )t(glim
2t +→
= 0
(6) เนื่องจาก t 2
lim g(t)−→
≠ )t(glim
2t +→
ดังนั้น )t(glim
2t→
หาคาไมได
(7) g(2) = 1
(8) เนื่องจาก
t 4
lim g(t)
−→
=
t 4
lim g(t)
+→
= 3
ดังนั้น t 4
lim g(t)
→
= 3
5. (1)
x 1
lim f (x)
−→
= –1
(2) )x(flim
1x +→
= 0
(3) เนื่องจาก
x 1
lim f (x)
−→
≠ )x(flim
1x +→
ดังนั้น )x(flim
1x→
หาคาไมได
105
6. (1) x 2
lim f (x)−→
= 2
(2)
x 2
lim f (x)+→
= –2
(3) เนื่องจาก x 2 x 2
lim f (x) lim− +→ →
≠ f(x)
ดังนั้น x 2
lim f (x)
→
หาคาไมได
(4) )x(flim
2x −−→
= 0
(5) )x(flim
2x +−→
= 0
(6) เนื่องจาก )x(flim
2x −−→
= )x(flim
2x +−→
= 0
ดังนั้น )x(flim
2x −→
= 0
7. (1)
x 4
lim (1 x)
−→
+
เขียนกราฟของฟงกชัน f(x) = 1 + x ไดดังนี้
จากกราฟ จะไดวา
x 4
lim f (x)
−→
= 5
0 2 4 6-2
-2
2
4
6
X
Y
y = 1+ x
106
(2) x 2
lim f (x)
→
เมื่อ f(x) =
เขียนกราฟของฟงกชัน f(x) ไดดังนี้
จากกราฟ จะไดวา
x 2
lim f (x)−→
= 3
x 2
lim f (x)+→
= 2
ดังนั้น x 2
lim f (x)
→
หาคาไมได
เฉลยแบบฝกหัด 2.1 ข
1. (1) 2
x 0
lim (3x 7x 12)
→
+ − = 2
x 0 x 0 x 0
lim 3x lim 7x lim 12
→ → →
+ −
= 2
x 0 x 0x 0
3 lim x 7lim x lim 12
→ →→
+ −
= 3(0)2
+ 7(0) – 12
= –12
ดังนั้น 2
x 0
lim (3x 7x 12)
→
+ − = –12
(2) 5
x 1
lim (x 2x)
→−
− = 5
x 1 x 1
lim x lim 2x
→− →−
−
= xlim2xlim
1x1x
5
−→−→
−
= (–1)5
– 2(–1)
x + 1, x ≤ 2
2, x > 2
0 2 4 6-2
-2
2
4
6
X
Y
f(x)
107
= –1 + 2
= 1
ดังนั้น 5
x 1
lim (x 2x)
→−
− = 1
(3) 5
x 5
lim (x )(x 2)
→
− = 5
x 5 x 5
lim x lim (x 2)
→ →
⋅ −
= (55
)(5 – 2)
= 9,375
ดังนั้น 5
x 5
lim (x )(x 2)
→
− = 9,375
(4) 2
x 1
lim (x 3)(x 2)
→−
+ + = 2
x 1 x 1
lim (x 3) lim (x 2)
→− →−
+ ⋅ +
= (–1 + 3)((–1)2
+ 2)
= (2)(3)
= 6
ดังนั้น 2
x 1
lim (x 3)(x 2)
→−
+ + = 6
(5) x 3
x 1
lim
2x 5→
+⎡ ⎤
⎢ ⎥−⎣ ⎦
=
)5x2(lim
)1x(lim
3x
3x
−
+
→
→
= 3 1
2(3) 5
+
−
= 4
ดังนั้น x 3
x 1
lim
2x 5→
+⎡ ⎤
⎢ ⎥−⎣ ⎦
= 4
(6)
2
x 5
x 25
lim
x 5→−
⎡ ⎤−
⎢ ⎥
+⎣ ⎦
= ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
+−
−→ )5x(
)5x)(5x(
lim
5x
= x 5
lim (x 5)
→−
−
= –5 – 5
= –10
ดังนั้น
2
x 5
x 25
lim
x 5→−
⎡ ⎤−
⎢ ⎥
+⎣ ⎦
= –10
(7) 2x 1
x 1
lim
x x 2→
+⎡ ⎤
⎢ ⎥⎣ − − ⎦
= x 1
2
x 1
lim(x 1)
lim(x x 2)
→
→
+
− −
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2
Add m6-2-chapter2

More Related Content

Viewers also liked

Viewers also liked (20)

Add m5-2-link
Add m5-2-linkAdd m5-2-link
Add m5-2-link
 
Add m4-2-chapter1
Add m4-2-chapter1Add m4-2-chapter1
Add m4-2-chapter1
 
Add m5-1-link
Add m5-1-linkAdd m5-1-link
Add m5-1-link
 
Add m3-2-chapter4
Add m3-2-chapter4Add m3-2-chapter4
Add m3-2-chapter4
 
Add m6-2-chapter3
Add m6-2-chapter3Add m6-2-chapter3
Add m6-2-chapter3
 
Add m5-1-chapter2
Add m5-1-chapter2Add m5-1-chapter2
Add m5-1-chapter2
 
Basic m4-1-link
Basic m4-1-linkBasic m4-1-link
Basic m4-1-link
 
Add m5-2-chapter3
Add m5-2-chapter3Add m5-2-chapter3
Add m5-2-chapter3
 
Add m5-2-chapter1
Add m5-2-chapter1Add m5-2-chapter1
Add m5-2-chapter1
 
Basic m2-1-chapter3
Basic m2-1-chapter3Basic m2-1-chapter3
Basic m2-1-chapter3
 
Add m5-1-chapter1
Add m5-1-chapter1Add m5-1-chapter1
Add m5-1-chapter1
 
Basic m5-2-chapter2
Basic m5-2-chapter2Basic m5-2-chapter2
Basic m5-2-chapter2
 
Basic m3-2-chapter3
Basic m3-2-chapter3Basic m3-2-chapter3
Basic m3-2-chapter3
 
Add m4-2-chapter3
Add m4-2-chapter3Add m4-2-chapter3
Add m4-2-chapter3
 
Basic m5-1-link
Basic m5-1-linkBasic m5-1-link
Basic m5-1-link
 
Basic m5-2-link
Basic m5-2-linkBasic m5-2-link
Basic m5-2-link
 
Basic m5-2-chapter3
Basic m5-2-chapter3Basic m5-2-chapter3
Basic m5-2-chapter3
 
Add m3-1-chapter4
Add m3-1-chapter4Add m3-1-chapter4
Add m3-1-chapter4
 
Add m4-2-link
Add m4-2-linkAdd m4-2-link
Add m4-2-link
 
Basic m2-2-chapter1
Basic m2-2-chapter1Basic m2-2-chapter1
Basic m2-2-chapter1
 

Similar to Add m6-2-chapter2

ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชันค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชันsawed kodnara
 
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1yinqpant
 
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวการประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวkrusongkran
 
Conic section-clip vidva
Conic section-clip vidvaConic section-clip vidva
Conic section-clip vidvaYoothapichai KH
 

Similar to Add m6-2-chapter2 (20)

Calculus1
Calculus1Calculus1
Calculus1
 
21 จำนวนจริง ตอนที่8_การแก้อสมการค่าสัมบูรณ์
21 จำนวนจริง ตอนที่8_การแก้อสมการค่าสัมบูรณ์21 จำนวนจริง ตอนที่8_การแก้อสมการค่าสัมบูรณ์
21 จำนวนจริง ตอนที่8_การแก้อสมการค่าสัมบูรณ์
 
19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ
19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ
19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ
 
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชันค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
ค่าสูงสุดสัมบูรณ์และค่าต่ำสุดสัมบูรณ์ของฟังก์ชัน
 
69 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่4_ทฤษฎีบททวินาม
69 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่4_ทฤษฎีบททวินาม69 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่4_ทฤษฎีบททวินาม
69 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่4_ทฤษฎีบททวินาม
 
20 จำนวนจริง ตอนที่7_ค่าสัมบูรณ์
20 จำนวนจริง ตอนที่7_ค่าสัมบูรณ์20 จำนวนจริง ตอนที่7_ค่าสัมบูรณ์
20 จำนวนจริง ตอนที่7_ค่าสัมบูรณ์
 
39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...
39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...
39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...
 
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
Pre โควตา มช. คณิตศาสตร์1
 
10 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ ตอนที่4_ประโยคเปิดและวลีบ่งปริมาณ
10 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ ตอนที่4_ประโยคเปิดและวลีบ่งปริมาณ10 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ ตอนที่4_ประโยคเปิดและวลีบ่งปริมาณ
10 การให้เหตุผลและตรรกศาสตร์ ตอนที่4_ประโยคเปิดและวลีบ่งปริมาณ
 
Basic m5-1-chapter1
Basic m5-1-chapter1Basic m5-1-chapter1
Basic m5-1-chapter1
 
Random 121009010211-phpapp02
Random 121009010211-phpapp02Random 121009010211-phpapp02
Random 121009010211-phpapp02
 
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวการประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
 
31 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่2_โดเมนและเรนจ์
31 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่2_โดเมนและเรนจ์31 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่2_โดเมนและเรนจ์
31 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่2_โดเมนและเรนจ์
 
30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์
30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์
30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์
 
Limit
LimitLimit
Limit
 
Conic section-clip vidva
Conic section-clip vidvaConic section-clip vidva
Conic section-clip vidva
 
71 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่6_ความน่าจะเป็น1
71 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่6_ความน่าจะเป็น171 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่6_ความน่าจะเป็น1
71 การนับและความน่าจะเป็น ตอนที่6_ความน่าจะเป็น1
 
Add m2-1-chapter3
Add m2-1-chapter3Add m2-1-chapter3
Add m2-1-chapter3
 
84 สถิติและการวิเคราะห์ข้อมูล ตอนที่11_ความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล1
84 สถิติและการวิเคราะห์ข้อมูล ตอนที่11_ความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล184 สถิติและการวิเคราะห์ข้อมูล ตอนที่11_ความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล1
84 สถิติและการวิเคราะห์ข้อมูล ตอนที่11_ความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล1
 
2587
25872587
2587
 

More from กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ โรงเรียนอุตรดิตถ์

More from กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ โรงเรียนอุตรดิตถ์ (19)

Basic m5-1-chapter2
Basic m5-1-chapter2Basic m5-1-chapter2
Basic m5-1-chapter2
 
Basic m5-2-chapter1
Basic m5-2-chapter1Basic m5-2-chapter1
Basic m5-2-chapter1
 
Basic m4-2-link
Basic m4-2-linkBasic m4-2-link
Basic m4-2-link
 
Basic m4-2-chapter2
Basic m4-2-chapter2Basic m4-2-chapter2
Basic m4-2-chapter2
 
Basic m4-2-chapter1
Basic m4-2-chapter1Basic m4-2-chapter1
Basic m4-2-chapter1
 
Basic m4-1-chapter2
Basic m4-1-chapter2Basic m4-1-chapter2
Basic m4-1-chapter2
 
Basic m4-1-chapter4
Basic m4-1-chapter4Basic m4-1-chapter4
Basic m4-1-chapter4
 
Basic m3-2-chapter2
Basic m3-2-chapter2Basic m3-2-chapter2
Basic m3-2-chapter2
 
Basic m3-2-link
Basic m3-2-linkBasic m3-2-link
Basic m3-2-link
 
Basic m4-1-chapter1
Basic m4-1-chapter1Basic m4-1-chapter1
Basic m4-1-chapter1
 
Basic m3-2-chapter4
Basic m3-2-chapter4Basic m3-2-chapter4
Basic m3-2-chapter4
 
Basic m3-1-chapter3
Basic m3-1-chapter3Basic m3-1-chapter3
Basic m3-1-chapter3
 
Basic m3-2-chapter1
Basic m3-2-chapter1Basic m3-2-chapter1
Basic m3-2-chapter1
 
Basic m3-1-chapter4
Basic m3-1-chapter4Basic m3-1-chapter4
Basic m3-1-chapter4
 
Add m3-2-chapter3
Add m3-2-chapter3Add m3-2-chapter3
Add m3-2-chapter3
 
Basic m3-1-chapter1
Basic m3-1-chapter1Basic m3-1-chapter1
Basic m3-1-chapter1
 
Basic m2-2-chapter2
Basic m2-2-chapter2Basic m2-2-chapter2
Basic m2-2-chapter2
 
Basic m2-2-link
Basic m2-2-linkBasic m2-2-link
Basic m2-2-link
 
Basic m2-2-chapter3
Basic m2-2-chapter3Basic m2-2-chapter3
Basic m2-2-chapter3
 

Add m6-2-chapter2

  • 1. บทที่ 2 แคลคูลัสเบื้องตน (50 ชั่วโมง) แคลคูลัสเปนสาระการเรียนรูที่สามารถนําไปประยุกตใชเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลง เชน การ เจริญเติบโตของรางกายในแตละวัน การเพิ่มของพลเมืองในแตละประเทศ การเกิดและการตายของ พืชและสัตว การละลายของสารเคมี และการเคลื่อนที่ของวัตถุ ในบทเรียนนี้เริ่มตนจาก ลิมิตของ ฟงกชัน ความตอเนื่องของฟงกชัน ความชันของเสนโคง อนุพันธของฟงกชัน การหาอนุพันธของ ฟงกชันพีชคณิตโดยใชสูตร อนุพันธของฟงกชันประกอบ อนุพันธอันดับสูง การประยุกตของ อนุพันธ ปริพันธ ปริพันธไมจํากัดเขต ปริพันธจํากัดเขต และพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง ตามลําดับ ผลการเรียนรูที่คาดหวัง 1. หาลิมิตของฟงกชันที่กําหนดใหได 2. บอกไดวาฟงกชันที่กําหนดใหเปนฟงกชันตอเนื่องหรือไม 3. หาอนุพันธของฟงกชันได 4. นําความรูเรื่องอนุพันธของฟงกชันไปประยุกตได 5. หาปริพันธไมจํากัดเขตของฟงกชันที่กําหนดใหได 6. หาปริพันธจํากัดเขตของฟงกชันบนชวงที่กําหนดให และหาพื้นที่ปดลอมดวยเสนโคงบนชวงที่ กําหนดใหได ผลการเรียนรูที่คาดหวังเปนผลการเรียนรูที่สอดคลองกับมาตรฐานการเรียนรูชวงชั้นดาน ความรู ดังนั้นในการจัดการเรียนรู ผูสอนตองคํานึงถึงมาตรฐานการเรียนรูดานทักษะกระบวนการ ทางคณิตศาสตรดวยการสอดแทรกกิจกรรมหรือโจทยปญหาที่จะสงเสริมใหผูเรียนเกิดทักษะ กระบวนการทางคณิตศาสตรที่จําเปน อันไดแก ความสามารถในการแกปญหา การใหเหตุผล การสื่อสาร การสื่อความหมายทางคณิตศาสตรและการนําเสนอ การเชื่อมโยงความรูตาง ๆ ทาง คณิตศาสตรและเชื่อมโยงคณิตศาสตรกับศาสตรอื่น และการคิดริเริ่มสรางสรรคนอกจากนั้นกิจกรรม การเรียนรู ควรสงเสริมใหผูเรียนตระหนักถึงคุณคาและมีเจตคติที่ดีตอวิชาคณิตศาสตร ตลอดจน ฝกใหนักเรียนทํางานอยางเปนระบบ มีระเบียบวินัย รอบคอบ มีความรับผิดชอบ มีวิจารณญาณ และมีความเชื่อมั่นในตนเอง
  • 2. 62 ขอเสนอแนะ 1. ฟงกชันที่กลาวถึงในหนังสือเรียนเลมนี้เปนฟงกชันพีชคณิตและเนนเฉพาะฟงกชัน พหุนามและฟงกชันตรรกยะเนื่องจากผูเรียนมีความรูพื้นฐานในเรื่องฟงกชันพหุนามและ ฟงกชันตรรกยะมาแลว สําหรับฟงกชันอื่นๆ เชน ฟงกชันลอการิทึม ฟงกชันตรีโกณมิติ จะ ไมนํามากลาวในระดับนี้ ผูเรียนจะไดเรียนเมื่อศึกษาคณิตศาสตรในระดับอุดมศึกษาตอไป 2. ผูสอนควรยกตัวอยางฟงกชันในรูปของกราฟและสมการที่ผูเรียนคุนเคย เชน ฟงกชันเชิงเสน ฟงกชันกําลังสอง เปนตน เพื่อใหเกิดความสะดวกในการพิจารณาหาลิมิต 3. เมื่อกลาวถึง ลิมิตของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a หาคาไมได หมายความวา ลิมิตซาย ของ f ที่ x = a ไมเทากับลิมิตขวาของ f ที่ x = a 4. จากบทนิยามของฟงกชันตอเนื่องที่กลาววา เมื่อ c เปนจํานวนจริงใดๆ ที่อยูในชวงเปด (a, b) ฟงกชัน f เปนฟงกชัน ซึ่งนิยาม บนชวงเปด (a, b) f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = c ก็ตอเมื่อฟงกชัน f มีสมบัติตอไปนี้ 1) f(c) หาคาได 2) x c lim f (x) → หาคาได 3) x c f (c) lim f (x) → = ผูสอนควรยกตัวอยางใหผูเรียนสรุปใหไดวา การตรวจสอบวาฟงกชันที่กําหนดให เปนฟงกชันตอเนื่องที่จุดที่กําหนดใหหรือไม ควรพิจารณาคาของฟงกชัน ณ จุดที่กําหนดใหกอน เนื่องจากเปนคาที่พิจารณาไดงายที่สุดในสมบัติ 3 ขอขางตน ถาหาคาไมไดก็สรุปวา ฟงกชันนั้น ไมตอเนื่อง ณ จุดที่กําหนดให 4.1 ผูสอนแสดงใหผูเรียนเขาใจโดยการใชภาพประกอบการอธิบาย เชน 1) 1. f(a) = L2 2. )x(flim ax→ ไมนิยาม f(x) ไมตอเนื่องที่ x = a X Y 0 a L1 L2 y = f(x)
  • 3. 63 2) 3) 4) 4.2 เมื่อผูสอนชี้ใหผูเรียนเห็นภาพความตอเนื่องของฟงกชันแลวควรเนนใหผูเรียนนํา ทฤษฏีบทในการหาคาลิมิตของฟงกชันที่มีความตอเนื่องที่ a ไปใช 5. กอนที่จะสอนเรื่องความชันของเสนโคงผูสอนควรทบทวนเรื่องการหาความชันของเสนตรง กอนและหลังจากที่สอนเรื่องความชันของเสนโคงแลว ผูสอนควรใหผูเรียนสรุปไดวา ความชันของ เสนโคงหรือความชันของเสนสัมผัสเสนโคงเปนจํานวนบวกหรือลบในชวงที่กําหนดใหนั้นทําใหรู วาฟงกชันในชวงนั้นๆ เปนฟงกชันเพิ่มหรือฟงกชันลด 1. f(a) ไมนิยาม 2. L)x(flim ax = → f(x) ไมตอเนื่องที่ x = a 1 f(a) = L2 2 1L)x(flim ax = → 3 f(a) ≠ )x(flim ax→ f(x) ไมตอเนื่องที่ x = a 1. f(a) = L 2. L)x(flim ax = → 3. f(a) = )x(flim ax→ f(x) ตอเนื่องที่ x = a X Y 0 a L y = f(x) X Y 0 a L1 L2 y = f(x) X Y 0 a L y = f(x)
  • 4. 64 6. ในหัวขอ2.4อนุพันธของฟงกชันผูสอนตองทําความเขาใจกับผูเรียนวาการหาความชัน ของเสนโคง )x(fy = ที่จุด )y,x( ใดๆ คือการหาอนุพันธของฟงกชัน f ที่จุดที่กําหนดใหนั้น 7. การหาอนุพันธของฟงกชัน f ที่ x ในหัวขอนี้เนนการใชบทนิยาม คือ h )x(f)hx(f lim)x(f 0h −+ =′ → อนุพันธของฟงกชันจะหาไดก็ตอเมื่อสามารถหา h )x(f)hx(f lim 0h −+ → ไดเทานั้น ดังนั้นในการใหผูเรียนหาอนุพันธโดยใชบทนิยาม ผูสอนไมควรกลาวถึงฟงกชันที่หา h )x(f)hx(f lim 0h −+ → ไมได หรือหาไดแตยุงยาก เชน f(x) = |x| , x 3 xx2x)x(f 23 −+−= 8. ผูสอนควรทําความเขาใจในเรื่องการใชสัญลักษณ อนุพันธของฟงกชัน f ที่ x สามารถเขียนแทนดวย )x(f ′ , dx dy , y′ และ dx )x(df การเขียนในรูปเศษสวนผูสอนให ขอสังเกตกับผูเรียนวา ตัวแปรตาม (y ) จะเขียนเปนตัวเศษและตัวแปรตน (x ) จะเขียนเปน ตัวสวน การเขียน dx dy หมายถึง อนุพันธของฟงกชัน f ที่ x ไมได หมายถึง d คูณ y หาร d คูณ x 9. อนุพันธของฟงกชัน f ในหนังสือเรียนเลมนี้ใหความหมายเพื่อการนําไปประยุกตใช ไว 2 แบบ คือ )x(f ′ คือ ความชันของเสนโคง )x(fy = ที่ x ใด ๆ และ )x(f ′ คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงของ y เทียบกับ x ขณะ x มีคาใด ๆ 10. การสอนเกี่ยวกับการใชสูตรในการหาอนุพันธ ผูสอนควรเนนใหผูเรียนพิสูจนสูตรโดย ใชบทนิยาม h )x(f)hx(f lim)x(f 0h −+ =′ → เพื่อใหเกิดความเขาใจที่มาของสูตรกอน หลังจากนั้น จึงสอนเรื่องการใชสูตรในการหาอนุพันธ 11. การยกตัวอยางหรือการใหแบบฝกหัดเพิ่มเติมควรเปนฟงกชัน ที่อยูในรูปผลบวก ผลตาง ผลคูณ และผลหารของฟงกชันพีชคณิตที่งาย ๆ 12. ในการสอนเรื่อง การหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชสูตร ไมควรยกตัวอยางฟงกชันที่ ไมสามารถหาอนุพันธไดบางจุด เชน ฟงกชันที่มีกราฟเปนรูปหัก และฟงกชันที่มีคาคงตัวเปนชวง ๆ ตัวอยาง x)x(f = เมื่อเขียนกราฟจะไดกราฟดังนี้ Y x)x(f = X0
  • 5. 65 จะเห็นวาที่ 0x = นั้น h )x(f)hx(f lim)x(f 0h −+ =′ → หาคาไมไดเพราะวา 1 h h lim h )0(f)h(f lim h )0(f)h0(f lim 0h0h0h −= − = − = −+ −−− →→→ และ 1 h h lim h )0(f)h(f lim h )0(f)h0(f lim 0h0h0h == − = −+ +++ →→→ จะเห็นวา h )0(f)h0(f lim h )0(f)h0(f lim 0h0h −+ ≠ −+ +− →→ แต ax = เมื่อ 0a ≠ จะพิจารณา 2 แบบ คือ 1) เมื่อ 0a > จะไดวา 1 h h lim h a)ha( lim h )a(f)ha(f lim 0h0h0h == −+ = −+ −−− →→→ และ 1 h h lim h a)ha( lim h )a(f)ha(f lim 0h0h0h == −+ = −+ +++ →→→ ดังนั้น h )a(f)ha(f lim 0h −+ → หาคาได 2) เมื่อ 0a < จะไดวา 1 h h lim h )a()ha( lim h )a(f)ha(f lim 0h0h0h −= − = −−+− = −+ −−− →→→ และ 1 h h lim h )a()ha( lim h )a(f)ha(f lim 0h0h0h −= − = −−+− = −+ +++ →→→ ดังนั้น h )a(f)ha(f lim 0h −+ → หาคาได นั่นคือ ฟงกชัน f หาคาไดที่ a เมื่อ 0a ≠ ควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาสําหรับฟงกชัน f ที่กําหนดคา x เปนชวง เชน ⎩ ⎨ ⎧ <− ≥ = 0x,x 0x,x )x(f ถาจะหาอนุพันธที่ x = 0 โดยใชสูตรดังนี้ ⎩ ⎨ ⎧ <− ≥ =′ 0x,1 0x,1 )x(f จะทําใหไดขอสรุปวา 1)0(f =′ ซึ่งไมถูกตอง เนื่องจากฟงกชันนี้ไมมีคา h )x(f)hx(f lim 0h −+ → เมื่อ x = 0 หรือไมมีคาอนุพันธ ที่จุด x = 0 นั่นเอง ผูสอนจึงควรย้ํากับผูเรียนวาการใชสูตรในการหาอนุพันธ ณ จุดที่กําหนดจะ ใชไดเมื่อฟงกชันมีคาอนุพันธ ณ จุดนั้น
  • 6. 66 13. ในการหาคาต่ําสุดหรือสูงสุดของฟงกชัน )x(fy = ซึ่งหาไดโดยอาศัยการหาคาx ที่ทําให 0)x(f =′ นั้น ผูสอนควรบอกใหผูเรียนทราบวา ไมจําเปนเสมอไปวา ณ คา x ที่ 0)x(f =′ จะใหคาต่ําสุดสัมพัทธหรือคาสูงสุดสัมพัทธ ดังนั้นจึงจําเปนตองมีการทดสอบคา ดังกลาวดวย เชน ถา 3 x)x(f = 2 x3)x(f =′ ถา 0)x(f =′ จะได 0x3 2 = นั่นคือ x = 0 เปนคาวิกฤต แตกราฟ จุด (0,0) ไมเปนจุดต่ําสุดหรือจุดสูงสุดของกราฟของฟงกชัน 3 x)x(f = ดังนั้นในกรณีที่กําหนดฟงกชัน f ที่มีอนุพันธใหแลวใหหาคาต่ําสุดหรือคาสูงสุด สัมพัทธของฟงกชัน ตองทดสอบวาเมื่อ 0)a(f =′ จุด ))a(f,a( ที่หาไดเปนจุดที่ฟงกชันมีคา ต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธหรือไม โดยพิจารณาดังนี้ จุด ))a(f,a( จะเปนจุดที่ฟงกชันมีคาต่ําสุดสัมพัทธตองมีสมบัติครบทั้ง 3 ขอ คือ 1) 0)a(f =′ 2) 0)x(f <′ เมื่อ x นอยกวา a เล็กนอย 3) 0)x(f >′ เมื่อ x มากกวา a เล็กนอย และจุด ))a(f,a( จะเปนจุดที่ฟงกชันมีคาสูงสุดสัมพัทธตองมีสมบัติครบทั้ง 3 ขอ คือ 1) 0)a(f =′ 2) 0)x(f >′ เมื่อ x นอยกวา a เล็กนอย 3) 0)x(f <′ เมื่อ x มากกวา a เล็กนอย 14. ในกรณีที่ตองการทดสอบคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธของฟงกชัน เมื่อทราบวา a ทําให 0)a(f =′ จะเลือก x มากกวา a เล็กนอย และ x นอยกวา a เล็กนอย มาทดสอบ คําวาเล็กนอยนั้นพิจารณาไดดังนี้ 1) กรณีที่มี x เพียง 1 คาที่ทําให 0)x(f =′ เชน a เปนคาที่ทําให 0)a(f =′ การเลือกคาที่นอยกวา a และคาที่มากกวา a มาทดสอบ จะเลือกคาใดก็ได ผูสอนอาจจะใช ภาพประกอบคําอธิบายเพื่อใหผูเรียนสามารถมองเห็นชวงของ x ไดชัดเจนขึ้น ดังภาพประกอบ ตอไปนี้ X Y 0
  • 7. 67 2) กรณีที่มี x สองคาที่ทําให 0)x(f =′ เชน b และ c เปนคาที่ทําให 0)c(f,0)b(f =′=′ และ b < c จะพิจารณาดังนี้ คา x ที่นอยวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )b,(−∞ คา x ที่มากกวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b( คา x ที่นอยวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b( คา x ที่มากกวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง ),c( ∞ ผูสอนอาจจะใชภาพประกอบคําอธิบายเพื่อใหผูเรียนสามารถมองเห็นชวงของ x ไดชัดเจนขึ้น ดังภาพประกอบตอไปนี้ 3) กรณีที่มี x มากกวา 2 คาที่ทําให 0)x(f =′ เชน b, c, d เปนคาที่ทําให 0)d(f,0)c(f,0)b(f =′=′=′ และ dcb << จะพิจารณาดังนี้ คา x ที่นอยวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )b,(−∞ คา x ที่มากกวา b เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b( คา x ที่นอยวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )c,b( คา x ที่มากกวา c เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )d,c( คา x ที่นอยกวา d เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง )d,c( คา x ที่มากกวา d เล็กนอย เลือกจากจํานวนจริงในชวง ),d( ∞ X0 a Y 0)a(f =′ ax >ax < X Y 0 b cx > 0)c(f =′ 0)b(f =′ c cx <bx < bx > X Y 0 cx > 0)c(f =′ 0)b(f =′ cx <bx < bx > b c X0 Y 0)a(f =′ ax >ax < a
  • 8. 68 ผูสอนอาจจะใชภาพประกอบคําอธิบายเพื่อใหผูเรียนสามารถมองเห็นชวงของ x ไดชัดเจนขึ้น ดังภาพประกอบตอไปนี้ ตัวอยาง จงหาคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธของ x3x2xx)x(f 234 −−+= วิธีทํา 3x4x3x4)x(f 23 −−+=′ = )1x)(1x)(3x4( +−+ เมื่อ 0)x(f =′ จะไดวา คําตอบของสมการ คือ 3 1, 4 − − และ 1 พิจารณาคาของ x + 1 , 4x + 3 และ x – 1 โดยใชคา x ในชวงทั้ง 4 ขางตน และสรุป โดยใชเครื่องหมาย ( – ) และ ( + ) แทนคําวาเปนจํานวนจริงลบและจํานวนจริงบวกได ดังตารางตอไปนี้ )1,( −−∞ ) 4 3 ,1( −− )1, 4 3 (− (1,∞ ) x + 1 – + + + 4x + 3 – – + + x – 1 – – – + (x + 1) (4x + 3)( x – 1) – + – + จากตารางจะไดวา 1) เมื่อ ∈x )1,( −−∞ จะได (x + 1) < 0 และ (4x + 3) < 0 และ (x – 1) < 0 ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) < 0 นั่นคือ 0)x(f <′ ในชวง )1,( −−∞ 2) เมื่อ ∈x ) 4 3 ,1( −− จะได (x + 1) > 0 และ (4x + 3) < 0 และ (x – 1) < 0 ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) > 0 นั่นคือ 0)x(f >′ ในชวง ) 4 3 ,1( −− X X ชวง พจนของ )x(f ′ d Y 0 cx > 0)c(f =′ 0)b(f =′ cx <bx < bx > dx >dx < 0)d(f =′ cb Y 0 b cx > 0)c(f =′ 0)b(f =′ c cx <bx < bx > dx > dx < 0)d(f =′ d
  • 9. 69 3) เมื่อ ∈x )1, 4 3 (− จะได (x + 1) > 0 และ (4x + 3) > 0 และ (x – 1) < 0 ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) < 0 นั่นคือ 0)x(f <′ ในชวง )1, 4 3 (− 4) เมื่อ ∈x (1,∞ ) จะได (x + 1) > 0 และ (4x + 3) > 0 และ (x – 1) > 0 ดังนั้น (x + 1)(4x + 3)(x – 1) > 0 นั่นคือ 0)x(f >′ ในชวง (1,∞) จาก 1), 2), 3) และ 4) สรุปเปนตารางไดดังนี้ ชวง )x(f ′ ลักษณะของกราฟ สรุป )1,( −−∞ – เปนฟงกชันลด ) 4 3 ,1( −− + เปนฟงกชันเพิ่ม )1, 4 3 (− – เปนฟงกชันลด (1,∞ ) + เปนฟงกชันเพิ่ม 1) )x(f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 1x −= และ คาต่ําสุดสัมพัทธของ )x(f คือ =− )1(f 1 2) )x(f มีคาสูงสุดสัมพัทธที่ 4 3 x −= และ คาสูงสุดสัมพัทธของ )x(f คือ =− ) 4 3 (f 1.02 3) )x(f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 1x = และ คาต่ําสุดสัมพัทธของ )x(f คือ =)1(f –3 15. 15.1 การใชอนุพันธอันดับที่สองหาคาต่ําสุดสัมพัทธและคาสูงสุดสัมพัทธนั้นในการ อธิบายใหผูเรียนเขาใจวาเหตุใดเมื่ออนุพันธอันดับที่สองณจุดวิกฤตเปนบวกจึงใหคาต่ําสุดสัมพัทธ และเหตุใดเมื่ออนุพันธอันดับที่สองณจุดวิกฤตเปนลบจึงใหคาสูงสุดสัมพัทธ ผูสอนอาจจะใชกราฟ ประกอบดังนี้ จาก )x(fy = )x(f dx dy ′= เปนอนุพันธอันดับที่หนึ่ง หาอนุพันธของฟงกชัน )x(f ′ dx ))x(f(d ′ dx ) dx dy (d = 2 2 dx yd = จาก dx dy เปนคาความชันของเสนสัมผัสเสนโคงที่จุด x ใด ๆ เนื่องจาก 2 2 dx yd dx ) dx dy (d =
  • 10. 70 นั่นคือ 2 2 dx yd หมายถึง อัตราการเปลี่ยนแปลงของความชันเทียบกับ x จาก h )x(f)hx(f lim dx dy 0x −+ = → ถา 2 2 dx yd < 0 จุดที่ x = x0 จะใหคาสูงสุดสัมพัทธ ซึ่งพิจารณาไดจากกราฟ ถา 2 2 dx yd > 0 จุดที่ x = x0 จะใหคาต่ําสุดสัมพัทธ ซึ่งพิจารณาไดจากกราฟ 15.2 การสอนใหผูเรียนพิจารณาคา x ที่เปนคาวิกฤตนั้นจะทําใหฟงกชันมีคาต่ําสุด สัมพัทธหรือคาสูงสุดสัมพัทธโดยใชอนุพันธอันดับที่สอง ผูสอนควรสอนภายหลังจากที่ผูเรียนได ฝกการพิจารณาคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดโดยใชอนุพันธอันดับที่หนึ่งไปแลวมิฉะนั้นผูเรียนจะไมสนใจ เรียนเพราะตองการแตจะทราบถึงวิธีลัดเทานั้นผูสอนควรใหผูเรียนไดฝกโดยใชอนุพันธอันดับที่หนึ่ง เสียกอน เพราะผูเรียนจะไดทราบถึงเหตุผลในการสรุปเกี่ยวกับคาสูงสุดและคาต่ําสุดไดชัดเจนขึ้นและ ผูสอนควรเนนใหผูเรียนทราบวาสําหรับบางฟงกชันหรือคาวิกฤตบางคาไมสามารถใชอนุพันธอันดับ ที่สองตรวจสอบคาสูงสุดและคาต่ําสุดสัมพัทธของฟงกชันได ผูเรียนควรตรวจสอบโดยใชอนุพันธ อันดับหนึ่ง เชน Xx0 Y 0 dx dy >0 dx dy = 0 x0 X Y 0 dx dy < 0 dx dy = 0
  • 11. 71 1) 4 )1x()x(f −= หาจุดวิกฤตของ f จาก 4 )1x()x(f −= 3 )1x(4)x(f −=′ คาของ x ที่ทําให 0)x(f =′ คือ 1 จะไดจุดวิกฤตของ f คือ x = 1 จาก 3 )1x(4)x(f −=′ 2 )1x(12)x(f −=′′ ดังนั้น 0)1(f =′′ ซึ่งไมสามารถตรวจสอบไดวา ที่ x = 1 จะให คาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธ ดังนั้นจะตองใชอนุพันธอันดับที่หนึ่งตรวจสอบ จาก 3 )1x(4)x(f −=′ พิจารณาเครื่องหมายของ )x(f ′ ในชวง )1,(−∞ และ ),1( ∞ ดังตารางตอไปนี้ ชวง )x(f ′ ลักษณะของกราฟ 1x < – เปนฟงกชันลด 1x > + เปนฟงกชันเพิ่ม จากตารางสรุปไดวา f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ x = 1 และคาต่ําสุดสัมพัทธที่ x = 1 คือ f(1) = 0 ผูสอนอาจจะใหผูเรียนพิจารณาจากกราฟจะทําใหผูเรียนเขาใจมากขึ้น 2) 34 x2x)x(f −= หาจุดวิกฤตของ f จาก 34 x2x)x(f −= 23 x6x4)x(f −=′ )6x4(x2 −= คาของ x ที่ทําให 0)x(f =′ คือ 0 และ 3 2 จะไดจุดวิกฤตของ f คือ x = 0 และ 2 3 x = 1-1 0 2 1 2 X Y -1
  • 12. 72 จาก 23 x6x4)x(f −=′ x12x12)x(f 2 −=′′ พิจารณากรณีที่ 3 x 2 = จะได 9) 2 3 (12) 2 3 (12) 2 3 (f 2 =−=′′ ซึ่งมากกวา 0 แสดงวา f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 2 3 x = และคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 2 3 x = คือ 69.1) 2 3 (2) 2 3 () 2 3 (f 34 −=−= พิจารณากรณีที่ 0x = จะได f (0) 0′′ = ซึ่งไมสามารถตรวจสอบไดวา ที่ x = 0 จะใหคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธ ดังนั้นจะตองใชอนุพันธอันดับที่หนึ่งตรวจสอบ จาก 23 x6x4)x(f −=′ )6x4(x2 −= พิจารณาเครื่องหมายของ )x(f ′ ในชวง )0,(−∞ , ) 2 3 ,0( และ ), 2 3 ( ∞ ดังตาราง ตอไปนี้ ชวง )x(f ′ ลักษณะของกราฟ 0x < – เปนฟงกชันลด 2 3 x0 << – เปนฟงกชันลด 2 3 x > + เปนฟงกชันเพิ่ม จากตารางสรุปไดวา 1) f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 2 3 x = และคาต่ําสุดสัมพัทธที่ 2 3 x = คือ 69.1) 2 3 (2) 2 3 () 2 3 (f 34 −=−= 2) f ไมมีคาต่ําสุดหรือคาสูงสุดสัมพัทธที่ x = 0
  • 13. 73 ผูสอนอาจจะใหผูเรียนพิจารณาจากกราฟจะทําใหผูเรียนเขาใจมากขึ้น หลังจากยกตัวอยางขางตนผูสอนใหผูเรียนสังเกตวา ทําไมฟงกชันบางฟงกชันจึงใช อนุพันธอันดับที่สองตรวจสอบคาวิฤตได แตบางฟงกชันไมสามารถทําได ผูเรียนควรสังเกต ไดวา สําหรับจุดวิกฤตที่ทําใหคาอนุพันธอันดับที่สองมีคาเทากับศูนย บางจุดจะทําใหไดคาต่ําสุด หรือคาสูงสุดสัมพัทธ แตบางจุดไมไดใหทั้งคาต่ําสุดและคาสูงสุดสัมพัทธ ดังนั้นจึงไมสามารถ ใชอนุพันธอันดับที่สองตรวจสอบคาสูงสุดและคาต่ําสุดสัมพัทธของฟงกชันได แตจะตรวจสอบ ไดโดยใชการหาอนุพันธอันดับที่หนึ่ง 16. ในหัวขอ 2.9 เปนการหาฟงกชันในกระบวนการตรงกันขามกับการหาอนุพันธ เรียกวาการหาปฏิยานุพันธ ในหนังสือบางเลมเรียกวาการอินทิเกรต ดังแผนภาพตอไปนี้ )x(F หาอนุพันธหาปฏิยานุพันธ )x(F′ -1 1 2 -2 -1 1 2 X Y 0
  • 14. 74 17. ถาอนุพันธของฟงกชันอยูในรูป n x dx dy = แลวใหหาฟงกชันเดิม โดยใชสูตร 1n x y 1n + = + จะเห็นวาจะหาฟงกชันนี้ไมได เมื่อ 1n −= ดังนั้นในการกําหนดอนุพันธของฟงกชัน ใหอนุพันธของฟงกชันที่กําหนดใหตองไมอยูรูป x 1 หรือ bax 1 + เมื่อ b,a เปนจํานวนจริงที่ 0a ≠ เนื่องจากฟงกชันที่มีอนุพันธอยูในรูปดังกลาวจะเปนฟงกชันลอการิทึมในรูป xlny = และ cbaxlnay ++= ซึ่งฟงกชันในลักษณะแบบนี้ผูเรียนจะไดเรียนในระดับสูงตอไป 18. รูปทั่วไปของปฏิยานุพันธของ f คือ ฟงกชัน c)x(Fy += เมื่อ c เปนคาคงตัว และ )x(f)x(F =′ เขียนแทนปฏิยานุพันธของ f ดวยสัญลักษณ ∫ dx)x(f อานวา ปริพันธ ไมจํากัดเขตของฟงกชัน f เทียบกับตัวแปร x 19. จากตัวอยางที่ 5 หัวขอ 2.10 เรื่องปริพันธไมจํากัดเขต ที่กลาววา ∫ + dx)x2x( 2 = ∫ ∫+ xdx2dxx2 = [ ]2 2 1 3 c 2 x 2c 3 x +++ = cx 3 x 2 3 ++ เมื่อ 21 c2cc += ผูสอนควรเนนใหผูเรียนเห็นวาในการหาคาของ ∫ dxx2 ใหคาคงตัวหนึ่ง คือ 1c และใน การหาคาของ ∫ xdx2 ใหคาคงตัว คือ 2c2 ซึ่งคาคงตัวที่เกิดขึ้นนี้มีหลายคาแตนิยมเขียนสรุป โดยใช c เพียงคาเดียว ซึ่งในที่นี้หมายถึง 21 c2c + 20. ในหัวขอ 2.11 ในการหาปริพันธจํากัดเขต และ )x(fy = ตองเปนฟงกชันตอเนื่อง บนชวงปด [a, b] ซึ่งหาไดจากทฤษฎีหลักมูลของแคลคูลัสและไมเนนการพิสูจน ดังนี้ 1) หา )x(F ซึ่งเปนปฏิยานุพันธของ )x(f หรือ หา ∫ dx)x(f 2) หา )a(F)b(F − และคาที่ไดจาก 2) จะเปนคาของปริพันธจํากัดเขต ∫ b a dx)x(f การหาปริพันธจํากัดเขตไมตองบวกคา c เนื่องจาก การหา )a(F)b(F − คา c จะหักลาง กันหมดไป 21. ในการศึกษาหัวขอ 2.12 เรื่องพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง จะศึกษาเฉพาะเสนโคงของ ฟงกชันพหุนามที่เลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มบวกไมเกินสอง และจะตองระบุดวยวาเปนการหาพื้นที่ ที่ปดลอมดวยกราฟของฟงกชันที่กําหนดให แกน X เสนตรง ax = และเสนตรง bx = เมื่อ Rb,a ∈ ผูสอนควรย้ําวาในหนังสือเรียนที่ไมไดเขียนแกน X ไวนั้นจริง ๆ แลว มีเสนปดลอมอีก เสนหนึ่ง คือ แกน X แตในที่นี้ไดละไว สําหรับการหาพื้นที่ที่อยูระหวางเสนโคงสองเสน ไมได ศึกษาในหัวขอนี้
  • 15. 75 กิจกรรมเสนอแนะ ลิมิตของฟงกชัน 1. ผูสอนฝกใหผูเรียนทําความเขาใจความหมายของคําวา x เขาใกล a โดยการ ลากเสนจํานวนดังรูป จากนั้น ผูสอนกําหนดจํานวนจํานวนหนึ่งให เชน 2 แลวใหผูเรียนหาจํานวนที่มีคา มากกวา 2 และมีคาเขาใกล 2 ผูสอนบอกผูเรียนวาการพิจารณาจํานวนจริง x ที่มีคามากกวา 2 และมีคาเขาใกล 2 ซึ่ง เรียกวา x มีคาเขาใกล 2 ทางดานขวาเขียนแทนดวยสัญลักษณ x → 2+ ในทํานองเดียวกัน ผูสอนใหผูเรียนหาจํานวนที่มีคานอยกวา 2 และมีคาเขาใกล 2 และ บอกผูเรียนวา เปนการพิจารณาจํานวนจริง x ที่มีคานอยกวา 2 และมีคาเขาใกล 2 ซึ่งเรียกวา x มีคาเขาใกล 2 ทางดานซายเขียนแทนดวยสัญลักษณ x → 2– ตัวอยาง 2. ผูสอนกําหนดฟงกชันตอไปนี้ใหผูเรียนพิจารณาโดยใชการแทนคา x ที่เขาใกล a ทั้งทางดานขวาและทางดานซาย พรอมทั้งเขียนกราฟ 1) f(x) = 2x – 1 เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 2) f(x) = x2 – 4x + 5 เมื่อ x มีคาเขาใกล 2 3) f(x) = x เมื่อ x มีคาเขาใกล 0 4) f(x) = 5) f(x) = จากฟงกชันขางตนผูสอนแบงกลุมผูเรียนใหชวยกันหาคาของ f(x) จาก x → a ที่ กําหนดให ซึ่งควรไดผลดังนี้ 2 – x เมื่อ x < 1 (x – 1)2 เมื่อ x ≥ 1 x 4− เมื่อ x > 4 8 – 2x เมื่อ x < 4 0 1 2 x → 2– x → 2+ 3 0 1 2 3-1-2-3
  • 16. 76 1) f(x) = 2x – 1 เมื่อ x เขาใกล 1 เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา x มีคาเขาใกล 1 ทางดานซายและดานขวา คาของ f(x) มีคาเขาใกล 1 เพียงคาเดียว 2) 5x4x)x(f 2 +−= เมื่อ x เขาใกล 2 เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 2 ทางดานซายและ ดานขวา คาของ f(x) มีคาเขาใกล 1 เพียงคาเดียว x 1.001 1.01 1.1 f(x) 1.002 1.02 1.2 x 0.9 0.99 0.999 f(x) 0.8 0.98 0.998 x 2.001 2.01 2.1 f(x) 1.000001 1.0001 1.01 x 1.9 1.99 1.999 f(x) 1.01 1.0001 1.000001 1 2 1 -1 30 X Y f(x) = 1x2 − Y 2 1 4 X0 5x4x)x(f 2 +−=
  • 17. 77 3) f(x) = x เมื่อ x เขาใกล 0 เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 0 ทางดานซายและ ดานขวา คาของ f(x) มีคาเขาใกล 0 เพียงคาเดียว 4) f(x) = เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 4 ทางดานซาย และดานขวา คาของ f(x) มีคาเขาใกล 0 เพียงคาเดียว x 0.001 0.01 0.1 f(x) 0.001 0.01 0.1 x -0.1 -0.01 -0.001 f(x) 0.1 0.01 0.001 x 4− เมื่อ x > 4 8 – 2x เมื่อ x < 4 x 4.001 4.01 4.1 f(x) 0.0316 0.1 0.316 x 3.99 3.999 3.9999 f(x) 0.02 0.002 0.0002 X 4 4 2 0 Y 4x)x(f −= f(x) = 8 – 2x -1 1 2 1 -1 0 X Y -2 2 x)x(f =
  • 18. 78 5) f(x) = เมื่อพิจารณาคาของ f(x) ในตารางและกราฟ จะเห็นวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานซาย f(x) มีคา เขาใกล 1 เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานขวา f(x) เขาใกล 0 3. จากการพิจารณาฟงกชันที่กําหนดใหขางตน ผูเรียนชวยกันสรุปวา ถา f เปนฟงกชัน และ f(x) มีคาเขาใกลจํานวนจริง เพียงคาเดียวในขอ 1 – 4 สวนฟงกชันในขอ 5 จะสรุปไดวา เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานซาย f(x) มีคาเขาใกล 1 เมื่อ x มีคาเขาใกล 1 ดานขวา f(x) เขาใกล 0 4. ผูสอนสรุปวาในกรณีทั่วไป “คาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานซาย มีคา เทากับ Lเขียนแทนดวย x a lim f (x)− → = L อานวา ลิมิตของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานซาย เทากับ Lและ “คาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานขวา มีคาเทากับ L เขียนแทนดวย x a lim f (x)+ → = L อานวา ลิมิตของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานขวา เทากับ L และถา f เปน ฟงกชัน และ f(x) มีคาเขาใกลจํานวนจริง L เพียงคาเดียว เมื่อ x มีคาเขาใกล a (ไมวา x > a หรือ x < a) เราจะกลาววาฟงกชัน f มีลิมิตเทากับ L หรือกลาววา ลิมิตของฟงกชัน f ที่ x เมื่อ x เขาใกล a มีคาเทากับ L เขียนแทนดวยสัญลักษณ x a limf (x) → = L และ ถา f เปนฟงกชัน และ คาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานซาย ไมเทากับคาของ f(x) เมื่อ x เขาใกล a ทางดานขวา กลาววา x a limf (x) → หาคาไมได 2 – x เมื่อ x < 1 (x – 1)2 เมื่อ x ≥ 1 x 1.001 1.01 1.1 f(x) 0.000001 0.0001 0.01 x 0.99 0.999 0.9999 f(x) 1.01 1.001 1.0001 4 2 1 X Y f(x) = 2 – x 2 )1x()x(f −= O
  • 19. 79 5. ผูสอนชี้ใหผูเรียนเห็นวา บางครั้งการหาคาลิมิตของฟงกชันโดยการใชกราฟหรือ คํานวณคาของฟงกชันนั้นไมสะดวก โดยทั่วไปจะใชวิธีการหาลิมิต โดยอาศัยทฤษฎีบทเกี่ยวกับ ลิมิต ผูสอนควรแนะนําทฤษฎีบทเกี่ยวกับลิมิตพรอมกับตัวอยางการนําทฤษฎีบทเกี่ยวกับลิมิตไปใช ความตอเนื่องของฟงกชัน 1. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณากราฟของฟงกชันที่กําหนดใหดังรูปผูสอนและผูเรียน รวมกันอภิปรายความหมายของความตอเนื่องของฟงกชัน โดยผูสอนยกตัวอยางกราฟในรูป 1) 2) 3) X Y 0 a )x(fy 2= X Y 0 a )x(fy 3= X Y 0 a )x(fy 1=
  • 20. 80 4) เมื่อผูเรียนพิจารณากราฟควรอธิบายไดวา มีเพียงกราฟขอ 4) ตอเนื่องที่จุด x = a สวนกราฟขอ 1), 2) และ 3) ไมตอเนื่องเพราะมีบางจุดที่กราฟขาดตอน และควรบอกไดวาขาด สมบัติในขอใดบาง 2. ผูเรียนพิจารณาความตอเนื่องของฟงกชันที่กําหนด ณ จุดที่กําหนดใหพรอมทั้งบอก เหตุผล 1) f(x) = 2 x x 2 x 2 − − − ณ จุดที่ x = 2 2) f(x) = ณ จุดที่ x = 0 X Y 0 a )x(fy 4= Y -1 1 2 1 -1 0 X -2 2 3 2 x 1 , x ≠ 0 1 , x = 0 Y -1 1 2 1 -1 0 X -2 2 3
  • 21. 81 3) f(x) = ณ จุดที่ x = 2 3. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาความตอเนื่องของฟงกชันเมื่อ กําหนดให 5x5x)x(f 2 −−= พิจารณา )1(f และ )x(flim 1x→ )1(f = –9 )x(flim 1x→ = –9 จะเห็นวา )1(f = )x(flim 1x→ เมื่อพิจารณากราฟจะเห็นวา f(x) มีความตอเนื่องที่ x = 1 2 x x 2 x 2 − − − , x ≠ 2 1 , x = 2 Y -1 1 2 1 -1 0 X -2 2 3 (2, 1) Y X 2 4 60 5 10 –10 –5 –2
  • 22. 82 4. ผูสอนและผูเรียนสรุปวา f มีความตอเนื่อง ที่ x = a เมื่อมีสมบัติครบ 3 ขอ คือ 1. f(a) หาคาได 2. )x(flim ax→ หาคาได 3. f(a) = )x(flim ax→ 5. ผูสอนแนะนําผูเรียนใหใชหลักการขางตนหาความตอเนื่องบนชวงของฟงกชันแลว ใหผูเรียนทําแบบฝกหัด ความชันของเสนโคง 1. 1) ผูสอนทบทวนเกี่ยวกับการหาความชันของเสนตรง โดยพิจารณารูปตอไปนี้ ผูเรียนควรตอบไดวา ความชัน คือ 1 1 1 2 2 2 1 − − = 1 2) ผูสอนเสนอแนะผูเรียนเกี่ยวกับกรณีทั่วไปวาการหาความชันของเสนตรงคือ อัตราสวนของ k และ h ดังนั้น ความชันของเสนตรง คือ b k b a h a + − + − = k h Y a a + h b 0 X b + k Q (a+h,b+k) P (a,b) h k Y -1 1 2 1 -1 0 X 2 3 Q ) 2 1 1,2( ) 2 1 ,1( P
  • 23. 83 2. ผูเรียนใชความรูจากการหาความชันของเสนตรงหาความชันของเสนโคง โดยผูสอน กําหนดฟงกชันดวยแผนภาพตอไปนี้โดยกําหนดจุด Q(a + h, b + k) ที่มีระยะหางจากจุด P(a, b) ตาง ๆ กัน เพื่อใหผูเรียนมองเห็นความสัมพันธของความชันของเสนโคงและความชันของเสนตรง ตามตารางที่ 1 f(x) = x2 – 4x + 5 ตารางที่ 1 ความสัมพันธของจุด P และ Q ในการหาความชันของเสนโคง k = f(a + h) – f(a) h = (a + h) – a Q1(4, 5) Q2(3, 2) Q3(2.5, 1.25) Q4(2.25, 1.0625) Q5(2.125, 1.0156) Q6(2.01, 1.001) Q7(2.001, 1.000001) Qn เขาใกล (2, 1) f(4) – f(2) = 4 f(3) – f(2) = 1 f(2.5) – f(2) = 0.25 f(2.25) – f(2) = 0.0625 f(2.125) – f(2) = 0.0156 f(2.01) – f(2) = 0.0001 f(2.001) – f(2) = 0.000001 f(2 + h) – f(2) 4 – 2 = 2 3 – 2 = 1 2.5 – 2 = 0.5 2.25 – 2 = 0.25 2.125 – 2 = 0.125 2.01 – 2 = 0.01 2.001 – 2 = 0.001 h h 0 f (2 h) f (2) lim h→ + − = 2 2 h 0 (2 h) 4(2 h) 5 [2 4(2) 5] lim h→ ⎡ ⎤+ − + + − − +⎣ ⎦ = 2 h 0 h 4h 4 8 4h 5 4 8 5 lim h→ + + − − + − + − = 2 h 0 h lim h→ = 0 X 4 2 2 Y 5x4x)x(f 2 +−= 0 P 1Q 2Q 3Q ... ... ...
  • 24. 84 ผูเรียนควรสรุปไดวา การหาความชันของเสนโคง ณ พิกัดของจุดที่กําหนดให เมื่อ h เขาใกล 0 ความชัน คือ 0 จากกราฟและตารางที่ 1 ผูเรียนหาความชันไดดังนี้ Qn k h k h (4, 5) 5 – 1 = 4 4 – 2 = 2 4/2 = 2 (3, 2) 2 – 1 = 2 4 – 3 = 1 2/1 = 1 (2.5, 1.25) 1.25 – 1 = 0.25 2.5 – 2 = 0.5 0.25/0.5 = 0 .5 (2.25, 1.0625) 1.0625 – 1 = 0.0625 2.25 – 2 = 0.25 0.0625/0.25 = 0.25 (2 + h, f(2 + h)) f(2 + h) – f(2) 2 + h – 2 f (2 h) f (2) h + − ผูเรียนควรสรุปไดวา ในขณะที่เสนตรง PQn เกือบทับจุด P ที่จุด Qn คา h มีคาเขาใกล 0 ซึ่งสามารถหาความชันไดจากการหา h 0 f (2 h) f (2) lim h→ + − คือการหาความชันของเสนโคงนั่นเอง แตถาจุด Qn ทับกับจุด P พอดี จุดนั้นก็จะเปนจุดสัมผัสซึ่งมีสมการของเสนสัมผัสเสนโคงที่จุด P(x, y) ใด ๆ 3. ผูสอนสรุปเปนกรณีทั่วไป โดยใชบทนิยามในหนังสือเรียนถา y = f(x) เปนสมการ ของเสนโคง เสนตรงที่สัมผัสเสนโคงที่จุด P(x, y) ใด ๆ จะเปนเสนตรงที่ผานจุด P และมีความชัน m = h 0 f (x h) f (x) lim h→ + − ถาลิมิตหาคาไดความชัน ณ จุด P(x, y) หมายถึง ความชันของเสน สัมผัสเสนโคง ณ จุด P 4. ผูเรียนทําแบบฝกหัด อนุพันธของฟงกชัน 1. ผูสอนทบทวนเรื่องการหาความชันของเสนโคง ผูเรียนควรบอกไดวา การหาความ ชันของเสนโคง y = f(x) ที่จุด P(x, y) เปนการหาความชันของ PQ เมื่อจุด Q(x + h, y + k) เปน จุดใด ๆ โดยให h เขาใกล 0 ซึ่งเปนการหาอัตราสวนระหวาง f(x + h) – f(x) กับ h เมื่อ คา h เขาใกล 0 จึงไดความชันเสนโคง คือ m = h 0 f (x h) f (x) lim h→ + − เมื่อลิมิตหาคาได 2. ผูสอนบอกผูเรียนวา โดยใชบทนิยามในหนังสือเรียน ถา y = f(x) เปนฟงกชัน และมีโดเมนและเรนจ เปนสับเซตของจํานวนจริง และ h 0 f (x h) f (x) lim h→ + − หาคาได เรียก ลิมิตที่ไดนี้วา อนุพันธของฟงกชัน f ที่ x เขียนแทนดวย f′(x) นอกจากนี้ยังเขียนแทนดวย สัญลักษณอยางอื่น เชน dy dx หรือ y′ หรือ d f (x) dx
  • 25. 85 การหาอนุพันธของฟงกชันพีชคณิตโดยใชสูตร 1. ผูสอนทบทวนการหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชบทนิยามของการหาอนุพันธดังนี้ f′(x) = h 0 f (x h) f (x) lim h→ + − และเสนอแนะผูเรียนวา การหาอนุพันธสําหรับบางฟงกชันใช เวลาคอนขางนาน จําตองสรางสูตรเพื่อนํามาใชใหเกิดความสะดวก เชน 1x5x)x(f 3 ++= เมื่อหาอนุพันธของฟงกชัน f โดยลิมิต จะได dy dx = h 0 f (x h) f (x) lim h→ + − ดังนั้น f′(x) = ( ) ( ) h 1x5x1)hx(5)hx( lim 33 0h ++−++++ → = ( ) h 1x5x)1h5x5xh3hx3hx( lim 32233 0h ++−++++++ → = h )h5xh3hx3h( lim 223 0h +++ → = h )5xh3x3h(h lim 22 0h +++ → = 2 2 h 0 lim (h 3x 3xh 5) → + + + = 5x3 2 + เมื่อหาอนุพันธของฟงกชัน f โดยใชสูตร จาก 1x5x)x(f 3 ++= f′(x) = 1 dx d x dx d 5x dx d 3 ++ = 5x3 2 + 2. ผูสอนยกตัวอยางการหาอนุพันธของฟงกชันบางฟงกชันโดยใชสูตรแลวใหผูเรียนฝก หาอนุพันธของฟงกชันโดยใชสูตร อนุพันธของฟงกชันประกอบ 1. ผูสอนยกตัวอยางฟงกชัน เชน f(x) = (x7 – 2x–7 )15 โดยชี้ใหผูเรียนเห็นวา การจะหาอนุพันธของฟงกชันที่มีดีกรีสูง ๆ โดยใชบทนิยาม f′(x) = h 0 f (x h) f (x) lim h→ + − ที่เรียนผานมาจะไมสะดวก ดังนั้น จึงมีการสรางสูตรที่เรียกวา กฎลูกโซ ซึ่งกฎนี้จะใชกับฟงกชัน ที่เรียกวา ฟงกชันประกอบ
  • 26. 86 2. ผูสอนบอกสูตรการหาอนุพันธฟงกชันประกอบ ดังนี้ ถา y = (g°f)(x) = g(f(x)) แลว dy dx = d d g(f (x)) f (x) df (x) dx ⋅ ซึ่งผูสอนอาจจะแสดงบทพิสูจนดังนี้ จากบทนิยามของการหาอนุพันธของฟงกชัน จะไดวา (g°f)′(x) = h )x)(fg()hx)(fg( lim 0h −+ → = h 0 g(f (x h)) g(f (x)) lim h→ + − = h 0 g(f (x h)) g(f (x)) f (x h) f (x) lim f (x h) f (x) h→ ⎡ ⎤+ − + − ⋅⎢ ⎥+ −⎣ ⎦ โดยที่ f(x + h) – f(x) ≠ 0 = h )x(f)hx(f lim )x(f)hx(f ))x(f(g))hx(f(g lim 0h0h −+ ⋅ −+ −+ →→ ให f(x + h) – f(x) = t จะไดวา h 0 g(f (x h)) g(f (x)) lim f (x h) f (x)→ + − + − = t ))x(f(g)t)x(f(g lim 0h −+ → ดังนั้น (g°f)′(x) = )x(f))x(f(g ′⋅′ = )x(f dx d ))x(f(g )x(df d ⋅ ถา u = f(x) และ y = g(u) จะได dy dx = dy du du dx ⋅ 3. ผูสอนยกตัวอยางการหาอนุพันธของฟงกชันประกอบโดยใชสูตรแลวใหผูเรียนทํา แบบฝกหัด อนุพันธอันดับสูง 1. ผูสอนทบทวนการหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชสูตร และยกตัวอยางฟงกชันบาง ฟงกชันที่หาอนุพันธได และสามารถหาอนุพันธไดอีกโดยการถามนักเรียน กําหนด f(x) = 2x4 – 3x3 + 2x2 +6x – 5 f′(x) = df (x) dx = 8x3 – 9x2 + 4x + 6 d f (x) dx ′ = 24x2 – 18x+ 4 ดังนั้น อนุพันธของ f′ (x) คือ 24x2 – 18x + 4
  • 27. 87 2. ผูสอนบอกบทนิยามการหาอนุพันธอันดับสูง ดังนี้ ให f เปนฟงกชันที่สามารถหาอนุพันธได และ f′(x) เปนอนุพันธของฟงกชัน f ที่ x ที่สามารถ หาอนุพันธไดแลว จะเรียกอนุพันธของอนุพันธของฟงกชัน f ที่ x หรืออนุพันธของฟงกชัน f ′ ที่ x วาอนุพันธอันดับที่ 2 ของ f ที่ x และเขียนแทนอนุพันธของฟงกชัน f′ ที่ x ดวย f″(x) ทั้งนี้ ผูสอนอธิบายถึงการเขียนแทนดวยสัญลักษณ เชน อนุพันธอันดับที่ 2 ของ f ที่ x เขียนแทนดวย 2 2 d y dx หรือ 2 2 d f (x) ,y dx ′′ อนุพันธอันดับที่ 3 ของ f ที่ x เขียนแทนดวย 3 3 d y dx หรือ 3 3 d f (x) dx หรือ y ′′′ เปนตน 3. ผูสอนแนะนําผูเรียนในการนําความรูเรื่องอนุพันธของฟงกชันอันดับสูงไปใช ประโยชนในเรื่องการเคลื่อนที่ซึ่งอนุพันธของฟงกชันอันดับที่ 2 ของ f ที่ x คือ ความเรง (a) ของวัตถุขณะเวลา t ใด ๆ ซึ่งหาไดจากการหาอัตราการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว (v) เทียบกับ เวลา t ใด ๆ จากสมการ s = f(t) ซึ่งจะแสดงไดดังนี้ a = dv dt และ v = ds dt ดังนั้น a = ) dt ds ( dt d = 2 2 dt sd 4. ผูเรียนทําแบบฝกหัด การประยุกตอนุพันธ 1. ผูสอนทบทวนความรูเกี่ยวกับฟงกชันเพิ่มและฟงกชันลด พรอม ๆ กับการพิจารณา ความชันของเสนโคงดังแผนภาพตอไปนี้ ถา 21 xx < และ )x(f)x(f 21 < จะไดวา )x(f เปนฟงกชันเพิ่ม และ 0)x(f >′ X y = f(x) 0 Y x2x1
  • 28. 88 ถา 21 xx < และ )x(f)x(f 21 > จะไดวา )x(f เปนฟงกชันลด และ 0)x(f <′ 2. ผูสอนกําหนดกราฟมาให โดยใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชันที่กําหนดใหและ พิจารณาคาของ f(x) และ )x(f ′ เมื่อกําหนด x = a ที่เปนจุดต่ําสุดและจุดสูงสุด โดยเขียน + และ – เมื่อคาของฟงกชันในชวงนั้นเปนจํานวนจริงบวกและลบ ตามลําดับ ดังแสดงในตาราง จุดสูงสุดหรือ จุดต่ําสุด X Y y = f(x) 0 x1 x2 )1,2( –+ 01 0 1) 2 5-2 -2 X Y )1,1( − – 0 +–1 0 2) 2 5-2 -2 X Y )3,2( –+ 0–3 0 3) )x(f ax =ax < ax > )x(f ′)x(f ′ 2 5-2 -2 X Y )x(f ′)x(f
  • 29. 89 จากตารางพิจารณาคา ของ f(x) และ )x(f ′ โดยยึดจุดสูงสุดและจุดต่ําสุดสัมพัทธเปนชวง แบงผูเรียนสรุปไดวา 1. ฟงกชันในขอ 1 และ 3 ณ จุดสูงสุดในชวง x < a คาของ f(x) จะเพิ่มขึ้น ในขณะที่ x = a ฟงกชันจะใหคาสูงสุด ในชวง x > a คาของ f(x) เริ่มลดลง 2. ฟงกชันในขอ 2 และ 4 ณ จุดต่ําสุดในชวง x < a คาของ f(x) จะลดลง ในขณะที่ x = a ฟงกชันจะใหคาต่ําสุด ในชวง x > a คาของ f(x) เริ่มเพิ่มขึ้น 3. ณ จุดที่เปนจุดต่ําสุดหรือจุดสูงสุดของฟงกชันจะเปนจุดเปลี่ยนจากคาบวกเปน คาลบหรือจากคาลบเปนคาบวก (จุดที่ 0)x(f =′ ) 3. จากขอคนพบและสิ่งที่ผูเรียนสรุปได ผูสอนสรุปความหมายของคาสูงสุดสัมพัทธ คาต่ําสุดสัมพัทธ และคาวิกฤต ตามที่นิยามในหนังสือเรียน 4. ผูสอนใหผูเรียนหาคาสูงสุดสัมพัทธ คาต่ําสุดสัมพัทธ และคาวิกฤต โดยกําหนด ฟงกชัน ดังตอไปนี้ 1. 8x2x)x(f 2 −−= 2x2)x(f −=′ หาคาวิกฤต 2x2)x(f −=′ = 0 x = 1 ถา x > 1, 0)x(f >′ ถา x < 1, 0)x(f <′ ดังนั้น f(x) มี คาต่ําสุดสัมพัทธ คือ –9 2. 1x3x)x(f 3 −−= 3x3)x(f 2 −=′ หาคาวิกฤต โดยให 0)x(f =′ จะได 0)1x(3 2 =− x = –1 หรือ x = 1 พิจารณากรณี x = –1 ถา x < –1, 0)x(f >′ ถา x > –1, 0)x(f <′ -4 5-2 -2 X Y )4,1( − – ––40 4) 0
  • 30. 90 ดังนั้น f(x) มี คาสูงสุดสัมพัทธ คือ 1 พิจารณากรณี x = 1 ถา x < 1, 0)x(f <′ ถา x > 1, 0)x(f >′ ดังนั้น f(x) มี คาต่ําสุดสัมพัทธ คือ –3 5. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาหาคาสูงสุดสัมพัทธและคาต่ําสุดสัมพัทธพรอมทั้งเปรียบเทียบ คาที่หาได ภายในชวงที่กําหนดให ผูเรียนสรุปวา 1. f มีคาสูงสุดสัมพัทธที่จุด 1x และ 3x และ )x(f)x(f 31 < 2. f มีคาต่ําสุดสัมพัทธที่จุด 2x และ 4x และ )x(f)x(f 42 < 6. ผูสอนสรุปความหมายของคาสูงสุดสัมบูรณและคาต่ําสุดสัมบูรณตามบทนิยามใน หนังสือเรียน พรอมทั้งเนนความแตกตางระหวางจุดสูงสุดสัมพัทธและจุดสูงสุดสัมบูรณ จุดต่ําสุด สัมพัทธและจุดต่ําสุดสัมบูรณโดยอาจจะอธิบายโดยใชกราฟดังนี้ X A C 0 x1 x2 x3 x4 f(x) B D Y g B C D E F • • • • • •GA • Y Xa b c d fe
  • 31. 91 จากกราฟ ผูสอนใหผูเรียนชวยกันพิจารณาวาจุดใดบางเปนจุดสูงสุดสัมพัทธ และจุดใด บางเปนจุดต่ําสุดสัมพัทธ จากนั้นใหผูเรียนระบุวาจุดใดเปนจุดสูงสุดสัมบูรณและจุดใดเปนจุดต่ํา สุดสัมบูรณ ซึ่งผูเรียนควรตอบไดวา จุด B, จุด D และจุด F เปนจุดสูงสุดสัมพัทธ สวนจุด C และจุด E เปนจุดต่ําสุดสัมพัทธ หรือ ผูเรียนอาจกลาววา ฟงกชัน f มีคาสูงสุดสัมพัทธที่ x = b, x = d และ x = f เพราะมีความหมายเหมือนกัน จากกราฟ ผูเรียนควรตอบไดวา จุด B เปน จุดสูงสุดสัมบูรณ และคาสูงสุดสัมบูรณเทากับ f(b) จุด E เปนจุดต่ําสุดสัมบูรณ และคาต่ําสุด สัมบูรณเทากับ f(e) ผูสอนควรชี้แจงใหผูเรียนเขาใจวา ตามนิยามในหนังสือเรียนหนา 129 การ พิจารณาจุดต่ําสุดสัมพัทธและจุดสูงสุดสัมพัทธจะไมพิจารณาจุดปลายของชวงเปด (a, g) ดังนั้น จุด A และ จุด G จึงไมเปนจุดต่ําสัมพัทธหรือจุดสูงสุดสัมพัทธ อยางไรก็ตามในการพิจารณาคา ต่ําสุดสัมบูรณและคาสูงสุดสัมบูรณนั้น ตองพิจารณาจุดปลายของชวงเปด (a, g) ดวย นั่นคือ จุด A และจุด G อาจจะเปนจุดที่ใหคาต่ําสุดสัมบูรณหรือจุดสูงสุดสัมบูรณก็ได 7. ผูเรียนทําแบบฝกหาคาสูงสุดสัมพัทธและคาต่ําสุดสัมพัทธ คาสูงสุดสัมบูรณและคา ต่ําสุดสัมบูรณของฟงกชัน ปฏิยานุพันธ 1. ผูสอนทบทวนการหาอนุพันธของฟงกชัน ดังนี้ )x(f )x(f′ 5x + 1 5 x2 + 1 2x x2 + 3x + 2 2x + 3 x3 + 2 3x2 x3 – 5 3x2 x3 + 3x + 2 3x2 + 3 x3 + 3x – 5 3x2 + 3 ผูสอนใหผูเรียนรวมกันสรุปวา การหาอนุพันธของ y = xn หาไดจากสูตร n 1dy nx dx − = เมื่อทบทวนเรื่องการหาอนุพันธแลวผูสอนควรถามใหผูเรียนหาฟงกชันหลายๆ ฟงกชันที่มีคาอนุพันธ เทากันแลวจึงคอยใหผูเรียนสรุปวา ฟงกชันที่มีอนุพันธเทากันนั้นจะตางกันเฉพาะคาคงตัว ซึ่งใน การเรียนการสอนคณิตศาสตรระดับสูงขึ้นไปจะสามารถพิสูจนไดวา ฟงกชันที่มีอนุพันธเทากันนั้น จะตางกันเฉพาะคาคงตัว
  • 32. 92 กําหนด f(x) ลองให y = F(x) หา F′ (x) ทดสอบวา F′ (x) เทากับ f(x) หรือไม y = F(x) + cไมเทากัน 2. ผูสอนกําหนดฟงกชันและอธิบายการหาปฏิยานุพันธโดยใชแผนผัง ดังตอไปนี้ ใหผูเรียนเติม F(x), F′(x) และผลการเปรียบเทียบระหวาง F′(x) กับ f(x) ลงในชองวาง ในตารางตอไปนี้ )x(f )x(Fy= )x(F′ )x(F′ เทากับ )x(f หรือไม 2x 3x 2x + 1 5x – 1 x2 + 2x + 1 ผูสอนใหผูเรียนรวมกันเฉลยโดยการสุมถามคําตอบและวิธีการหา y = F(x) จากผูเรียน พรอมทั้งใหสังเกตคา c ของแตละคน )x(f )x(Fy= )x(F′ )x(F′ เทากับ )x(f หรือไม 2x x2 + 1 2x เทากัน 3x 2x 2 3 2 − 3x เทากัน 2x + 1 x2 + x + 1 2x + 1 เทากัน 5x – 1 25 x x 2 2 − + 5x – 1 เทากัน x2 + 2x + 1 3 2x x x 1 3 + + + x2 + 2x + 1 เทากัน
  • 33. 93 ผูเรียนควรสรุปไดวา เมื่อกําหนด f(x) สามารถหา y = F(x) โดยที่ F′ (x) = f(x) ได และเมื่อ c เปนคาคงตัวไมจําเปนตองเทากัน ซึ่งสามารถเขียนอยูในรูปทั่วไป คือ y = F(x) + c 3. ผูสอนแนะนํากระบวนการตรงขามการหาอนุพันธตามวิธีการในหนังสือเรียนโดย พิจารณาการเคลื่อนที่ของวัตถุ ขณะเวลา t ใด ๆ เมื่อทราบความเร็วในการเคลื่อนที่ แตตองการหา สมการการเคลื่อนที่ของวัตถุ หลังจากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามการหาปฏิยานุพันธ ปริพันธไมจํากัดเขต 1. ผูสอนแบงผูเรียนเปนกลุมใหผูเรียนอธิบายการหาปฏิยานุพันธของ f(x) โดยใช ตารางตอไปนี้ f(x) y = F(x) + c F′ (x) = f(x) วิธีคิด 1 2x 3x2 4x3 5x4 2x – 1 x2 + x3 4x3 + 3x2 3x2 – 2x + 1 –2x3 ผูสอนสุมใหผูเรียนแตละกลุมนําเสนอวิธีการหาปฏิยานุพันธ พรอมทั้งเฉลย ผูเรียนควร มองเห็นแบบรูปของปฏิยานุพันธของ f(x) ที่กําหนดให จนสามารถสรุปเปนพจนทั่วไปไดวา เมื่อ กําหนด f(x) = xn สามารถหา F(x) + c ไดจาก n 1 x n 1 + + โดยที่ n ≠ –1 หรือสรุปตามบทนิยาม ในหนังสือเรียนหรืออาจใชวิธีการถามตอบ เพื่อใหผูเรียนเห็นทั้งกระบวนการยอนกลับ 2. ผูสอนใหผูเรียนสังเกตวา ฟงกชันที่กําหนดใหเพื่อหา F(x) + c เปนฟงกชันชนิดใดบาง ผูเรียนควรตอบไดวา เปนฟงกชันคาคงตัว ไดแก f(x) = 1 ฟงกชันพหุนาม ไดแก f(x) = 2 , f(x) = 3x2 , f(x) = 4x3 , f(x) = 5x4 , f(x) = 2x – 1 , f(x) = 5x + 1 , f(x) = 4x3 + 3x2 และ f(x) = 3x2 – 2x + 1 ฟงกชันตรรกยะ ไดแก f(x) = –2x–3
  • 34. 94 ผูสอนใหผูเรียนแตละกลุมกําหนดฟงกชันตามตัวอยางขางตน เพื่อทดลองใชความรูจาก บทสรุปที่วา เมื่อกําหนด f(x) = xn หา ∫f(x)dx ไดจาก n 1 x n 1 + + โดยที่ 1n −≠ เพื่อหาขอสรุป สูตรการหาปริพันธไมจํากัดเขต ดังนี้ ตัวอยางเชน ∫1dx = x + c ∫kdx = kx + c ∫3x2 dx = x3 + c ∫kf(x)dx = k∫f(x)dx ∫[x2 + x3 ]dx ∫[f(x) + g(x)]dx = ∫f(x)dx + ∫g(x)dx ∫[4x3 + 3x2 ]dx ∫[(k1f1(x) + k2f2(x)+ ... + knfn(x)]dx = k1∫f1(x)dx + k2∫f2(x)dx + ...+ kn∫fn(x)dx 3. ผูสอนกลาวถึงประโยชนของการนําสูตรการหาปริพันธไปใชใหเกิดความสะดวกและ รวดเร็ว เชน การนําไปใชในการหาปฏิยานุพันธของฟงกชัน ( ) dy f x dx = การหาสมการเสนโคง ดังตัวอยางที่ 10 หนา 157 การหาความเร็วจากการเคลื่อนที่เมื่อกําหนดความเรงขณะเวลา t ใด ๆ เปนตน 4. ใหผูเรียนฝกหาปริพันธไมจํากัดเขตของฟงกชัน ปริพันธจํากัดเขต 1. ผูสอนทบทวนเรื่องปฏิยานุพันธของฟงกชัน ผูเรียนควรบอกไดวา เมื่อกําหนด f(x) = xn ปริพันธหนึ่งคือ n 1 x n 1 + + โดยที่ n ≠ –1 เขียนผลการหาปริพันธในรูปทั่วไปคือ F(x) + c เมื่อ c เปนคาคงตัว และใชหลักการทบทวนการหาสูตรปริพันธทั้ง 5 สูตรในหัวขอ 2.10 2. ผูสอนทบทวนเรื่องฟงกชันตอเนื่องบนชวง [a, b] 3. ผูสอนแนะนําสัญลักษณ ( ) b a f x dx∫ ที่ใชแทนปริพันธจํากัดเขตของฟงกชันตอเนื่อง f บนชวง [a, b] และแนะนําวิธีหาคา ( ) b a f x dx∫ โดยใชทฤษฏีหลักมูลของแคลคูลัสวา เมื่อกําหนด ฟงกชัน f ซึ่งเปนฟงกชันตอเนื่องบนชวง [a, b] มาให จะหาปริพันธจํากัดเขตของฟงกชันไดดังนี้ 3.1 หา F(x) ซึ่งเปนรูปทั่วไปของปฏิยานุพันธของฟงกชัน f 3.2 หา F(b) – F(a) 3.3 ( ) b a f x dx∫ = F(b) – F(a) 4. ผูสอนกําหนดฟงกชันตอเนื่องบนชวง [a, b] และใหผูเรียนฝกหาปริพันธของฟงกชัน ตามวิธีการในขอ 3 เชน f(x) = x2 + 2 , x ∈[1, 2]
  • 35. 95 ผูเรียนควรหาไดวา F(x) = 3 x 2x c 3 + + F(2) = ( ) 3 2 2 2 c 3 + + c 3 20 += F(1) = ( ) 3 1 2 1 c 3 + + c 3 7 += ( ) 2 1 f x dx∫ = F(2) – F(1) = 13 3 5. ผูสอนใหผูเรียนสังเกตวา เมื่อหาฟงกชัน F ซึ่งเปนรูปทั่วไปของปริพันธของฟงกชัน ที่กําหนดให แลวหา F(b) – F(a) คาคงตัว c จะหักลางกันหมดไป ดังนั้นเพื่อประหยัดเวลาใน การคํานวณไมจําเปนตองเขียนคาคงตัว c แลวใหผูเรียนทําแบบฝกหัด พื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง 1. ผูสอนทบทวนการหาปริพันธจํากัดเขตโดยกําหนดฟงกชันตอเนื่องบน [a, b] เชน กําหนด f(x) = 2 , x ∈ [0, 1] และ g(x) = 5x2 , x ∈[–1, 2] ใหผูเรียนหาปริพันธจํากัดเขต ดังกลาว 2. ผูสอนใหความหมายของคําวา “พื้นที่ปดลอมดวยเสนโคงของ y = f(x) กับแกน X จาก x = a ถึง x = b” และฟงกชัน f ที่กลาวถึงนี้เปนฟงกชันพหุนามที่มีดีกรีเปนจํานวนเต็มบวก ไมเกินสอง ซึ่งกราฟของ f อาจจะเปนเสนตรงหรือเสนโคง ผูเรียนควรบอกไดวา เมื่อเขียนกราฟ แลวพื้นที่ดังกลาวคือบริเวณใด ผูสอนใหผูเรียนพิจารณารูปดังตอไปนี้ X Y a b 0 X Y a b0 X Y a b 0 X Y a b0 ก ค ง ข
  • 36. 96 ผูเรียนควรบอกไดวา พื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ y = f(x) แกน X เสนตรง x = a และเสนตรง x = b เชนรูป ก , ข และ ค จะมีพื้นที่ที่อยูเหนือแกน X คาของ f(x) มากกวาศูนย สวนพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ y = f(x) แกน X เสนตรง x = a เสนตรง x = b จะมีพื้นที่ที่อยูใตแกน X เมื่อ f(x) นอยกวาศูนย เชน รูป ง 3. ผูสอนเสนอแนะผูเรียนวาการหาพื้นที่ปดลอมดวยเสนโคงจะหาโดยอาศัยการหา ปริพันธจํากัดเขต ตามบทนิยามในหนังสือเรียน 4. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาวา การหาพื้นที่ปดลอมดวยเสนโคง เปรียบเทียบ 2 วิธีคือ วิธีใชสูตรการหาพื้นที่ที่ผูเรียนเคยเรียนมา และวิธีการหาปริพันธจํากัดเขต เพื่อตรวจสอบคาของ พื้นที่ที่ได เชน กราฟ วิธีใชสูตรการหาพื้นที่ วิธีการหาปริพันธจํากัดเขต พื้นที่ A= 1 2 (ผลบวกของดานคูขนาน)×ความสูง = 1 2 (1+2)×1 = 3 2 ตารางหนวย พื้นที่ A = ( ) 2 1 f x dx∫ 2 x2 = = 4 1 2 2 − = 3 2 ตารางหนวย พื้นที่ A = 1 2 ×ความยาวฐาน×ความสูง = 1 2 ×3×3 = 9 2 ตารางหนวย พื้นที่ A = ∫− 5 2 dx)x(g = –((– 2 x2 +2x) ) = 25 4 ( 10 4) 2 2 − − + + − = 9 2 ตารางหนวย 5. ผูสอนและผูเรียนชวยกันอภิปรายถึงประโยชนของการหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง ดวยวิธีการหาปริพันธจํากัดเขต “หากรูปภาพมีความซับซอนหรือมีลักษณะเปนกราฟเสนโคง การ ใชวิธีการหาปริพันธจํากัดเขตจะสะดวกและหาคําตอบไดงายกวา” 0 1 2 3 4 1 2 3 A X Y –1 –2 –3 –4 43210 5 A X g(x) = –x + 2 Y 1 2 2 5
  • 37. 97 6. ผูสอนกําหนดพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคงที่อยูในรูปของกราฟพาราโบลา แลวให ผูเรียนฝกหาพื้นที่ เชน 6.1 จงหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง f(x) = x2 , x ∈[0, 2] วิธีทํา ( ) 2 0 f x dx∫ = F(2) – F(0) = 3 x3 = 8 3 ตารางหนวย 6.2 จงหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง f(x) = –x2 + 1 , x ∈[–2, –1] วิธีทํา ( ) 1 2 f x dx − − ∫ = –[F(–1) – F(–2)] = –( x 3 x3 +− ) = 4 3 ตารางหนวย 7. ผูเรียนฝกหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคงดวยวิธีการหาปริพันธจํากัดเขต ตัวอยางแบบทดสอบประจําบท 1. กําหนด x2 5x5 )x(f −+ = จงหา )x(flim 0x→ ถาลิมิตหาคาได 2. กําหนด 2 x16)x(f = จงหา 3x )3(f)x(f lim 3x − − → ถาลิมิตหาคาได 3. กําหนด )4x5x)(1x2x( 3x 1 )x(f 22 3 −−+++ + = จงหา )x(f ′ 4 _2 X Y 0 2 _-2 X Y -2 2 0 0 2 –2 –1
  • 38. 98 4. กําหนด =)x(f จงแสดงวา f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = –1 เทากัน 5. กําหนด =)x(f จงพิจารณาวา f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = 0 หรือไม 6. กําหนด 4 )x21(y −= จงหา 2 2 dx yd 7. จงหาปริพันธของ 2 23 x 4x5x )x(f −+ = 8. จงหาปริพันธของ 2 )4x3()x(f += 9. จากกราฟ จงหาพื้นที่สวนที่แรเงา 10. จงหาพื้นที่ที่ปดลอมดวยเสนโคง x4xy 2 += กับแกน X จาก 5x −= ถึง 1x = ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ 2 1x 1x2 + − เมื่อ 1x −≠ เมื่อ 1x −= ⎩ ⎨ ⎧ 2 x x− เมื่อ 0x ≤ เมื่อ 0x > Y -1 1 2 1 -1 0 2 3 y x 1= + 2 y x 2x= − + X
  • 39. 99 เฉลยตัวอยางแบบทดสอบประจําบท 1. จาก x2 5x5 )x(f −+ = )x(flim 0x→ 5x5 5x5 x2 5x5 lim 0x ++ ++ ⋅ −+ = → )5x5(x2 x lim 0x ++ = → )5x5(2 1 lim 0x ++ = → 54 1 = 2. จาก 2 x16)x(f = 3x )3(f)x(f lim 3x − − → 3x )3(16x16 lim 22 3x − − = → 3x )3x(16 lim 22 3x − − = → )3x(16lim 3x += → 96= 3. จาก )4x5x)(1x2x( 3x 1 )x(f 22 3 −−+++ + = dx dy )x(f =′ ⎥⎦ ⎤ ⎢⎣ ⎡ ++−−+−−+++ + = )1x2x( dx d )4x5x()4x5x( dx d )1x2x( 3x 1 dx d dx dy 2222 3 )2x2)(4x5x()5x2)(1x2x( )3x( x3 22 23 2 +−−+−+++ + −= 4. การแสดงวา f เปนฟงกชันตอเนื่องที่ x = –1 ตองแสดงสมบัติ 3 ขอ ดังนี้ 1. 21xlim 1x 1x lim)x(flim 1x1x1x 2 −=−= + − = −→−→−→ 2. 2)1(f −=− 3. )1(f)x(flim 1x −= −→ ดังนั้น f เปนฟงกชันที่ตอเนื่องที่ x = 1
  • 40. 100 5. การพิจารณาความตอเนื่องของ f ที่ x = 0 ตองแสดงสมบัติ 3 ขอ ดังนี้ 1. 0)x(flim 0x = −→ และ 0)x(flim 0x = +→ ดังนั้น )x(flim 0x→ = 0 2. 0)0(f = 3. )0(f)x(flim 0x = → ดังนั้น f เปนฟงกชันที่ตอเนื่องที่ x = 0 6. จาก y 4 )x21( −= ให u x21−= ดังนั้น y 4 u= dx dy dx du du dy ⋅= )x21( dx d )u( du d 4 −⋅= 3 u8−= 2 2 dx yd )u8( dx d 3 −= ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⋅−= dx du )u( du d 8 3 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ −⋅−= )x21( dx d )u( du d 8 3 )2)(u3(8 2 −−= 2 u48= 2 )x21(48 −= 7. )x(f 22 2 2 3 x 4 x x5 x x −+= 2 x45x − −+= ดังนั้น ∫ dx)x(f ∫ − −+= dx)x45x( 2 cx4x5 2 x 1 2 +++= − 8. )x(f 2 )4x3( += )4x3)(4x3( ++= 16x24x9 2 ++= ดังนั้น ∫ dx)x(f ∫ ++= dx)16x24x9( 2 cx16x12x3 23 +++=
  • 41. 101 9. ให 1A คือพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ 1xy += กับแกน X จาก 0x = ถึง 2x = จะได 1A ∫ += 2 0 dx)1x( 2 x ( x) 2 = + 4= ตารางหนวย 2A คือพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ x2xy 2 +−= กับแกน X จาก 0x = ถึง 2x = จะได 2A ∫ +−= 2 0 dx)x2x( 2 3 2x ( x ) 3 = − + 3 4 = ตารางหนวย พื้นที่สวนที่แรเงา คือ 1A – 2A = 3 4 4 − = 3 8 ตารางหนวย 10. เขียนกราฟของ y = x2 + 4x ไดดังรูป x4xy 2 += 2 0 2 0 4 2 _--4 _- -5 1 X Y Y -1 1 2 1 -1 0 2 3 y x 1= + 2 y x 2x= − + X
  • 42. 102 จาก x4x)x(f 2 += ให A เปนพื้นที่ปดลอมดวยกราฟของ x4xy 2 += กับแกน X จาก x = –5 ถึง x = 1 A = −∫ − − 4 5 dx)x(f +∫ − 0 4 dx)x(f ∫ 1 0 dx)x(f = )x2 3 x ( 2 3 + – ( )x2 3 x ( 2 3 + ) + )x2 3 x ( 2 3 + 3 7 3 32 3 7 ++= 3 46 = ตารางหนวย เฉลยแบบฝกหัด 2.1 ก 1. (1) x 4 x 2 lim x 4→ − − = 0.25 หรือ 4 1 ดังตาราง x 3.9 3.99 3.999 x 4.001 4.01 4.1 f(x) 0.25158 0.25016 0.25002 f(x) 0.24998 0.24984 0.24846 (2) 2x 2 x 2 lim x x 6→ − + − = 0.2 หรือ 5 1 ดังตาราง x 1.9 1.99 1.999 x 2.001 2.01 2.1 f(x) 0.20408 0.20040 0.20004 f(x) 0.19996 0.19960 0.19608 (3) 3x 1 x 1 lim x 1→ − − = 0.33 หรือ 3 1 ดังตาราง x 0.9 0.99 0.999 x 1.001 1.01 1.1 f(x) 0.36900 0.33669 0.33367 f(x) 0.33300 0.33002 0.30211 (4) x x 0 e 1 lim x→ − = 1 ดังตาราง x –0.1 –0.01 –0.001 x 0.001 0.01 0.1 f(x) 0.95163 0.99502 0.99950 f(x) 1.00050 1.00502 1.05171 –4 –5 0 –4 1 0
  • 43. 103 (5) x 0 sin x lim x→ = 1 ดังตาราง x 1 0.5 0.1 0.05 0.01 f(x) 0.84147 0.95885 0.99833 0.99958 0.99998 x –1 –0.5 –0.1 –0.05 –0.01 f(x) 0.84147 0.95885 0.99833 0.99958 0.99998 (6) xlnxlim 0x +→ = 0 ดังตาราง x 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 f(x) –0.23026 –0.04605 –0.00691 –0.00092 –0.00012 2. (1) x 1 lim f (x) −→ = 2 (2) x 1 lim f(x) +→ = 3 (3) เนื่องจาก x 1 lim f (x) −→ ≠ x 1 lim f (x) +→ ดังนั้น x 1 lim f (x) → หาคาไมได (4) เนื่องจาก x 5 lim f (x) −→ = x 5 lim f (x) +→ = 4 ดังนั้น x 5 lim f (x) → = 4 (5) f(5) ไมนิยาม 3. (1) เนื่องจาก x 0 lim f (x) −→ = x 0 lim f(x) +→ = 3 ดังนั้น x 0 lim f (x) → = 3 (2) x 3 lim f (x) −→ = 4 (3) x 3 lim f (x) +→ = 2
  • 44. 104 (4) เนื่องจาก x 3 lim f (x) −→ ≠ x 3 lim f (x) +→ ดังนั้น x 3 lim f (x) → หาคาไมได (5) f(3) = 3 4. (1) )t(glim 0t −→ = –1 (2) )t(glim 0t +→ = –2 (3) เนื่องจาก )t(glim 0t −→ ≠ t 0 lim g(t) +→ ดังนั้น )t(glim 0t→ หาคาไมได (4) t 2 lim g(t)−→ = 2 (5) )t(glim 2t +→ = 0 (6) เนื่องจาก t 2 lim g(t)−→ ≠ )t(glim 2t +→ ดังนั้น )t(glim 2t→ หาคาไมได (7) g(2) = 1 (8) เนื่องจาก t 4 lim g(t) −→ = t 4 lim g(t) +→ = 3 ดังนั้น t 4 lim g(t) → = 3 5. (1) x 1 lim f (x) −→ = –1 (2) )x(flim 1x +→ = 0 (3) เนื่องจาก x 1 lim f (x) −→ ≠ )x(flim 1x +→ ดังนั้น )x(flim 1x→ หาคาไมได
  • 45. 105 6. (1) x 2 lim f (x)−→ = 2 (2) x 2 lim f (x)+→ = –2 (3) เนื่องจาก x 2 x 2 lim f (x) lim− +→ → ≠ f(x) ดังนั้น x 2 lim f (x) → หาคาไมได (4) )x(flim 2x −−→ = 0 (5) )x(flim 2x +−→ = 0 (6) เนื่องจาก )x(flim 2x −−→ = )x(flim 2x +−→ = 0 ดังนั้น )x(flim 2x −→ = 0 7. (1) x 4 lim (1 x) −→ + เขียนกราฟของฟงกชัน f(x) = 1 + x ไดดังนี้ จากกราฟ จะไดวา x 4 lim f (x) −→ = 5 0 2 4 6-2 -2 2 4 6 X Y y = 1+ x
  • 46. 106 (2) x 2 lim f (x) → เมื่อ f(x) = เขียนกราฟของฟงกชัน f(x) ไดดังนี้ จากกราฟ จะไดวา x 2 lim f (x)−→ = 3 x 2 lim f (x)+→ = 2 ดังนั้น x 2 lim f (x) → หาคาไมได เฉลยแบบฝกหัด 2.1 ข 1. (1) 2 x 0 lim (3x 7x 12) → + − = 2 x 0 x 0 x 0 lim 3x lim 7x lim 12 → → → + − = 2 x 0 x 0x 0 3 lim x 7lim x lim 12 → →→ + − = 3(0)2 + 7(0) – 12 = –12 ดังนั้น 2 x 0 lim (3x 7x 12) → + − = –12 (2) 5 x 1 lim (x 2x) →− − = 5 x 1 x 1 lim x lim 2x →− →− − = xlim2xlim 1x1x 5 −→−→ − = (–1)5 – 2(–1) x + 1, x ≤ 2 2, x > 2 0 2 4 6-2 -2 2 4 6 X Y f(x)
  • 47. 107 = –1 + 2 = 1 ดังนั้น 5 x 1 lim (x 2x) →− − = 1 (3) 5 x 5 lim (x )(x 2) → − = 5 x 5 x 5 lim x lim (x 2) → → ⋅ − = (55 )(5 – 2) = 9,375 ดังนั้น 5 x 5 lim (x )(x 2) → − = 9,375 (4) 2 x 1 lim (x 3)(x 2) →− + + = 2 x 1 x 1 lim (x 3) lim (x 2) →− →− + ⋅ + = (–1 + 3)((–1)2 + 2) = (2)(3) = 6 ดังนั้น 2 x 1 lim (x 3)(x 2) →− + + = 6 (5) x 3 x 1 lim 2x 5→ +⎡ ⎤ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ = )5x2(lim )1x(lim 3x 3x − + → → = 3 1 2(3) 5 + − = 4 ดังนั้น x 3 x 1 lim 2x 5→ +⎡ ⎤ ⎢ ⎥−⎣ ⎦ = 4 (6) 2 x 5 x 25 lim x 5→− ⎡ ⎤− ⎢ ⎥ +⎣ ⎦ = ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ + +− −→ )5x( )5x)(5x( lim 5x = x 5 lim (x 5) →− − = –5 – 5 = –10 ดังนั้น 2 x 5 x 25 lim x 5→− ⎡ ⎤− ⎢ ⎥ +⎣ ⎦ = –10 (7) 2x 1 x 1 lim x x 2→ +⎡ ⎤ ⎢ ⎥⎣ − − ⎦ = x 1 2 x 1 lim(x 1) lim(x x 2) → → + − −