More Related Content Similar to Add m5-1-chapter1 Similar to Add m5-1-chapter1 (20) More from กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ โรงเรียนอุตรดิตถ์ More from กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ โรงเรียนอุตรดิตถ์ (20) Add m5-1-chapter11. บทที่ 1
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลและฟงกชันลอการิทึม
(20ชั่วโมง)
สําหรับบทนี้จะเริ่มดวยการทบทวนความรูในเรื่องเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม ซึ่ง
ผูเรียนเคยเรียนมาแลวในชวงชั้นที่ 3 โดยจะเพิ่มเติมเนื้อหาดังนี้ รากที่ n ในระบบจํานวนจริงในรูปกรณฑ
เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะ ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ฟงกชันลอการิทึม การเปลี่ยน
ฐานของลอการิทึม สมการเอกซโพเนนเชียลและสมการลอการิทึม รวมถึงการนําความรูฟงกชันเอกซโพ
เนนเชียลและฟงกชันลอการิทึมไปประยุกตใช ซึ่งจะทําใหผูเรียนเห็นถึงประโยชนในการศึกษาเรื่องเหลานี้
และสามารถเชื่อมโยงกับสถานการณที่สอดคลองกับชีวิตจริง
ผลการเรียนรูที่คาดหวัง
1. มีความคิดรวบยอดเกี่ยวกับฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ฟงกชันลอการิทึม และการเขียนกราฟของ
ฟงกชันที่กําหนดใหได
2. นําความรูเรื่องฟงกชันเอกซโพเนนเชียลและฟงกชันลอการิทึมไปใชแกปญหาได
ผลการเรียนรูที่คาดหวังเปนผลการเรียนรูที่สอดคลองกับมาตรฐานการเรียนรูชวงชั้นทางดาน
ความรู ดังนั้นในการจัดการเรียนรู ผูสอนตองคํานึงถึงมาตรฐานการเรียนรูดานทักษะ/กระบวนการทาง
คณิตศาสตรดวยการสอดแทรกกิจกรรมหรือโจทยปญหาที่จะสงเสริมใหผูเรียนเกิดทักษะ/กระบวนการ
ทางคณิตศาสตรที่จําเปน อันไดแก ความสามารถในการแกปญหา การใหเหตุผล การสื่อสาร การสื่อ
ความหมายทางคณิตศาสตรและการนําเสนอ การเชื่อมโยงความรูตาง ๆ ทางคณิตศาสตรและเชื่อมโยง
คณิตศาสตรกับศาสตรอื่น และการคิดริเริ่มสรางสรรค นอกจากนั้นกิจกรรมการเรียนรู ควรสงเสริมให
ผูเรียนตระหนักในคุณคาและมีเจตคติที่ดีตอวิชาคณิตศาสตร ตลอดจนฝกใหนักเรียนทํางานอยางเปน
ระบบ มีระเบียบวินัย รอบคอบ มีความรับผิดชอบ มีวิจารณญาณ และมีความเชื่อมั่นในตนเอง
2. 2
ขอเสนอแนะ
1. ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนเนื้อหาที่จะตองอาศัยความรูพื้นฐานในเรื่องเลขยกกําลังในการนิยาม
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลซึ่งผูเรียนไดเรียนมาแลว จากนั้นจึงนิยามฟงกชันลอการิทึมในรูปของตัวผกผัน
ของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ซึ่งผูเรียนและผูสอนอาจพบการใหนิยามฟงกชันทั้งสองในหนังสือเลมอื่นๆ
ที่แตกตางไปจากหนังสือเรียนเลมนี้ เชน วิชาแคลคูลัส ในระดับอุดมศึกษา ไดนิยามฟงกชันลอการิทึมกอน
แลวจึงนิยามฟงกชันเอกซโพเนนเชียล โดยนิยามฟงกชันลอการิทึมในรูปอินทิกรัลดังนี้คือ
ln x =
x
1
1
dt
t∫ , x > 0
และใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลในรูปตัวผกผันของ ln x กลาวคือ
ให y = exp(x) ก็ตอเมื่อ x = ln y จากนั้นจึงนิยาม ax
ในรูป ax
= exp (x ln a) และ loga x
เปนตัวผกผันของฟงกชัน f(x) = ax
ซึ่งผลจากบทนิยามนี้จะได
ex
= exp (x ln e) = exp (x)
และเรียกฟงกชัน ln x และ exp (x) วาเปนฟงกชันลอการิทึม และฟงกชันเอกซโพเนนเชียลตาม
ลําดับ
สําหรับการประยุกตใชในสาขาวิชาสถิติ และวิทยาศาสตรแขนงตาง ๆ จะใชฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
ที่อยูในรูป f(x) = kax
เมื่อ a > 0, a ≠ 1 และ k ≠ 0
ดังนั้นผูสอนและผูเรียนจึงอาจพบบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม และฟงกชันเอกซโพเนนเชียลที่มี
รูปแบบตางไปจากที่นิยามไวในหนังสือเรียน ทั้งนี้การนิยามนั้นขึ้นอยูกับความรูพื้นฐานของผูเรียนและ
การนําฟงกชันดังกลาวไปใช ผูสอนจึงไมควรเจาะจงรูปแบบของฟงกชันใหเปนรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง
โดยเฉพาะ แตควรมุงเนนการนําความรูไปใชตามจุดประสงคการเรียนรูของบทนี้
2. ในหนังสือเรียน ถากลาวถึงเลขยกกําลังที่มีฐานเปนตัวแปรและไมไดระบุเอกภพสัมพัทธไว
จะถือวาเอกภพสัมพัทธของตัวแปรเหลานั้นคือสับเซตของจํานวนจริง ซึ่งเมื่อนํามาแทนคาตัวแปรแลว
ทําใหการคิดคํานวณเกี่ยวกับเลขยกกําลังนั้นมีความหมาย และเอกภพสัมพัทธอาจจะแตกตางกันไปตาม
วิธีการคิดคํานวณ
3.ในการบวก ลบ คูณ และหารเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนเศษสวน ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็น
วา
1 )การบวกและลบเลขยกกําลังสองจํานวน จะทําไดเมื่อเลขยกกําลังทั้งสองมีฐานเทากัน
และเลขชี้กําลังเทากัน เชน ถาจะหาผลบวกของ ( )2
1
18 กับ ( )2
1
50 จะตองพิจารณาวาสามารถเขียน
จํานวนทั้งสองใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันไดหรือไม ซึ่งจะพบวา
( )2
1
18 = ( )2
1
223 × = 3( )2
1
2
( )2
1
50 = ( )2
1
225 × = 5( )2
1
2
3. 3
ดังนั้น ( )2
1
18 + ( )2
1
50 = 3( )2
1
2 + 5( )2
1
2 = 8( )2
1
2
ในการเปลี่ยนรูปของเลขยกกําลังที่จะนํามาบวกหรือลบกันใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐาน
เทากันและเลขชี้กําลังเทากัน จําเปนตองเขียนจํานวนที่เปนฐานของเลขยกกําลังใหอยูในรูปการคูณของ
ตัวประกอบ แลวจึงเปลี่ยนรูปใหม เชน
( ) ( ) 6
1
3
1
23043844 + = ( ) ( )6
1
3
1
36646644 ×+×
= ( ) ( )6
1
3
1
263 62644 ×+×
=
1 1
3 316(6) 2(6)+
= ( )3
1
618
ผูสอนควรชี้แจงใหผูเรียนทราบวา การเขียนจํานวนที่เปนฐานในรูปการคูณของตัวประกอบ
ไมจําเปนตองแยกตัวประกอบของจํานวนที่เปนฐานเสมอไป แตการแยกตัวประกอบจะชวยใหมองเห็นงายขึ้น
วาเลขยกกําลังสองจํานวนนั้นสามารถเขียนใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันได
หรือไม
2) การคูณและการหารเลขยกกําลังสองจํานวน จะทําไดเมื่อเลขยกกําลังทั้งสองมีฐานเทากัน
หรือเลขชี้กําลังเทากัน ดังนั้น ในการหาผลคูณและผลหารของเลขยกกําลัง ถาฐานของเลขยกกําลังไมเทากัน
และเลขชี้กําลังไมเทากันจะตองทําใหฐานหรือเลขชี้กําลังของเลขยกกําลังเทากันเสียกอนอยางใดอยางหนึ่งจึง
จะคูณหรือหารกันไดโดยอาศัยสมบัติของเลขยกกําลัง เชน
(1)
11
32(5) (3) =
3 2
6 6(5) (3)
=
1 1
3 26 6(5 ) (3 )
=
1 1
6 6(125) (9)
=
1
6(1125)
(2)
1 1
3 24(3) (6) =
1 1
3 22(3) 2(6)
=
1 1
3 23 2(2 3) (2 6)× ×
=
1 1
3 2(24) (24)
=
5
6(24)
4. 4
(3)
1
5
1
3
5
2
=
3
15
5
15
5
2
=
1
3 15
1
5 15
(5 )
(2 )
=
1
15125
( )
32
4. การใชบทนิยาม
p
q
a =
1
p q
(a ) ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาการนําผลของขอความ
ดังกลาวไปใชจะใชไดเฉพาะกรณีที่
1
q
a เปนจํานวนจริงเทานั้นซึ่งผูเรียนมักจะใชผิดอยูเสมอ เชน
ในการหาคา ( )2
3− ผูเรียนอาจจะทําดังนี้
( )2
3− = ( )[ ]2
1
2
3− = ( )
×
− 2
1
2
3 = –3
แลวผูเรียนจะสรุปวา ( )2
3− = –3 ซึ่งผิด เพราะวา
( )2
3− = 3− = 3
ขั้นตอนที่ผูเรียนทําผิดนั้นเนื่องจาก
1
(2 )
2( 3)
×
− =
2
23− =
1
22( 3 )− ซึ่ง
1
2( 3)− ไมเปน
จํานวนจริง จึงทําใหเกิดความผิดพลาดขึ้น
5. การคิดคํานวณเกี่ยวกับจํานวนที่มีกรณฑปรากฏอยู ผลลัพธสุดทายอาจจะเปนเศษสวน
ที่มีตัวสวนเปนจํานวนที่มีกรณฑอยูดวย เชน
5 2 5 2
3 1 2 3
+ −
×
− +
=
( ) ( )
( ) ( )3213
2525
+−
−+
=
32332
45
−−+
−
=
13
1
+
ผูสอนควรชี้แจงกับผูเรียนวาโดยทั่วไปนิยมเขียนผลลัพธขั้นสุดทายใหอยูในรูปที่มีตัวสวนเปนจํานวนที่ไม
มีกรณฑปรากฏอยู ซึ่งทําไดโดยหาจํานวนมาคูณทั้งตัวเศษและตัวสวน เชน จากตัวอยางขางตนอาจทําไดดัง
นี้
13
1
+
=
13
1
+
×
13
13
−
−
=
13
13
−
−
=
2
13 −
5. 5
6. ในการหาคาประมาณถึงทศนิยมตําแหนงที่กําหนดให ใชวิธีประมาณตามที่นิยมกันทั่วไป
คือ ถาใหหาทศนิยมตําแหนงที่ n เวลาคํานวณใหหาถึงตําแหนงที่ n + 1 ถาตําแหนงที่ n + 1 มากกวา
หรือเทากับ 5 ก็ปดขึ้นไปรวมกับตําแหนงที่ n ถานอยกวา 5 ก็ตัดทิ้งไป เชน ตองการคําตอบโดยประมาณ
ถึงตําแหนงที่ 3 เวลาคํานวณใหหาคําตอบถึงทศนิยมตําแหนงที่ 4 แลวจึงปดหรือตัดทศนิยมตามที่ตองการ
เชน ถาหาคําตอบได 3.4547 ก็ตอบ 3.455 แตถาหาคําตอบได 3.4564 ก็ตอบ 3.456 เปนตน
7. สําหรับการหาคาลอการิทึมของจํานวนที่ไมอาจหาคาไดโดยตรงจากตารางในภาคผนวกของ
หนังสือเรียน ผูสอนไมควรเนนใหผูเรียนมีทักษะหรือวัดผลการเรียนรูในสวนนี้ ตัวอยางที่แสดงไวใน
หนังสือเรียนเพียงเพื่อใหผูเรียนสามารถหาคา log N ไดจากตารางเทานั้น สําหรับในทางปฏิบัติปจจุบัน
การประยุกตใชในสาขาวิชาอื่น การคํานวณหาคาลอการิทึมมักนิยมใชเครื่องคิดเลขหรือเครื่องชวยคํานวณ
ที่สามารถหาคาฟงกชันลอการิทึมไดโดยตรง ซึ่งทําใหสะดวกขึ้นมาก
8. ในหนังสือเรียนไดใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลไววาคือฟงกชัน y = ax
,
a > 0 , a ≠ 1 ผูเรียนอาจจะสงสัยวาฟงกชันตอไปนี้เปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลหรือไม
y = 5(2)x
y = 32x + 4
y = 5x
+ 2
y = –(
5
1 )x
+ 4
ผูสอนควรตอบผูเรียนวา โดยบทนิยามในหนังสือเรียน ฟงกชัน y = 5(2)x
และ
y = 32x + 4
เปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเพราะสามารถจัดใหอยูในรูป y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 ได
กลาวคือ
y = 32x + 4
= 3z
เมื่อ z = 2x + 4
y = 5(2)x
= 2k
⋅ 2x
เมื่อ 2k
= 5
= 2x + k
= 2z
เมื่อ z = x + k
การหาคา k ซึ่ง 2k
= 5 อาจจะหาไดจากการพิจารณากราฟของฟงกชัน y = 2x
ซึ่งมีเรนจเปน
จํานวนจริงบวก ดังนั้นเมื่อ y = 5 จะมีจํานวนจริงบวก k ซึ่ง 2k
= 5 และผูสอนอาจจะบอกผูเรียนเพิ่ม
เติมวาบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลที่ใหไวในหนังสือเรียนมีความหมายอยางหนึ่ง แตในหนังสือ
Mathematics Dictionary ของ James / James ไดใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลไวหลายความ
หมาย ซึ่งมีความหมายหนึ่งบอกวา ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือฟงกชันที่กําหนดโดยสมการที่มีตัวแปร
เปนเลขชี้กําลัง ดังนั้นโดยความหมายนี้ฟงกชัน y = 5x
+ 2 และ y = –(
5
1 )x
+ 4 จะเปนฟงกชัน
เอกซโพเนนเชียล
6. 6
ผูสอนอาจจะใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชันดังกลาวขางตนเพื่อเปรียบเทียบกับกราฟของ
ฟงกชัน y = ax
วามีลักษณะเหมือนกันและแตกตางกันอยางไรบาง
9. พิจารณาฟงกชันลอการิทึม ( ){ }1a,0a,xalogyy,x ≠>= จะเห็นวาถา a มีคา
แตกตางกันจะไดฟงกชันลอการิทึมที่แตกตางกันดวย เชน ( ){ }xlogyy,x 3= กับ ( ){ }xlogyy,x 5=
เปนฟงกชันลอการิทึมที่แตกตางกัน หนังสือบางเลมจึงเรียก ( ){ }1a,0a,xalogyy,x ≠>= วา
ฟงกชันลอการิทึมฐาน a เชน เรียก { (x, y) | y = log2x } วาฟงกชันลอการิทึมฐาน 2
10. การหาคาลอการิทึมอาจหาไดหลายวิธี โดยอาศัยการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูป
เลขยกกําลังหรือใชสมบัติของลอการิทึม เชน การหาคาของ 9log
3
1 หาไดดังนี้
วิธีที่ 1 ให 9log
3
1 = x
จะได (
3
1 )x
= 9
(3–1
)x
= 32
3–x
= 32
x = –2
ดังนั้น 9log
3
1 = –2
วิธีที่ 2 9log
3
1 = 23log
3
1
= 2 3log
3
1
= 2
3
1log (
3
1 )–1
= –2
3
1log
3
1
= –2
วิธีที่ 3 9log
3
1 =
3
1
3
3log
9log
=
( ) 1
3 3log
3log 2
3
−
= 3
3
2log 3
( 1)log 3−
= –2
ดังนั้น ในการหาคาลอการิทึม ผูสอนอาจแนะนําใหผูเรียนไดฝกหาคาหลาย ๆ วิธี ซึ่งจะทําให
ผูเรียนเขาใจเรื่องนี้ไดดียิ่งขึ้น
7. 7
11. การหาคาลอการิทึมสามัญในหนังสือเรียนหัวขอ 1.6 ผูสอนควรใหผูเรียนสังเกตวา
ถา 1 ≤ N0 < 10 จะไดวา log 1 ≤ logN0 < log 10 เนื่องจากฟงกชันที่กลาวถึงเปนฟงกชันที่มีฐานเปนสิบ
ซึ่งเปนฟงกชันเพิ่มแตถาเปนฟงกชันลอการิทึมที่มีฐานนอยกวาหนึ่งจะสรุปเชนนี้ไมได เพราะวาฟงกชัน
ลอการิทึมที่ฐานมีคานอยกวาหนึ่งเปนฟงกชันลด เชน
2
1log 1 = 0
2
1log 4 = –2
2
1log 10 = –3.322 (โดยประมาณ)
จะเห็นวา 1 < 4 < 10
แต
2
1log 1 >
2
1log 4 >
2
1log 10
12. ในการหาแอนติลอการิทึมนั้นในหนังสือเรียนไมไดใหตารางแอนติลอการิทึมไว
เ พร า ะ
ตองการใหหาคาแอนติลอการิทึมของจํานวนจริงใด ๆ โดยอาศัยตารางลอการิทึมและวิธีการกลับกันกับ
การหาคาลอการิทึม กลาวคือ ถาให log N = A จะหาคา N หรือแอนติลอการิทึมของ A ไดโดยการ
จัดรูป A ใหอยูในรูป x + n เมื่อ 0 ≤ x < 1 และ n เปนจํานวนเต็ม แลวอาศัยสมบัติของลอการิทึม
หาคา N ได เชน
ถา log N = –5.3344
= 0.6656 + (–6)
= log 4.63 + log 10–6
= log (4.63 × 10–6
)
จะได N = 4.63 × 10–6
= 0.00000463
13. ในหนังสือเรียนหัวขอ 1.7 ไดกลาวถึงลอการิทึมฐาน e ซึ่งเรียกวา ลอการิทึมธรรมชาติหรือ
ลอการิทึมแบบเนเปยร ผูสอนอาจจะเลาใหผูเรียนฟงวา เหตุที่เรียกลอการิทึมฐาน e วาลอการิทึมแบบเนเปยร
เพราะวาผูที่คิดลอการิทึมฐาน e คือ จอหน เนเปยร (John Napier) นักคณิตศาสตรชาวสก็อต ซึ่งมีชีวิตอยู
ระหวางป ค.ศ. 1550 – 1617
14. เมื่อผูเรียนสามารถคํานวณคาประมาณโดยใชลอการิทึมไดแลว ผูสอนควรยกตัวอยางขอมูล
ทางสถิติใหผูเรียนคํานวณหาคาเฉลี่ยเรขาคณิต การยกตัวอยางดังกลาวนอกจากเปนการฝกทักษะในการ
คิดคํานวณแลว ยังทําใหผูเรียนไดเห็นประโยชนในการนําฟงกชันลอการิทึมไปใช เชน
8. 8
จงหาคาเฉลี่ยเรขาคณิตของ 8.105 , 12.83 , 15.3 , 35.34
จาก คาเฉลี่ยเรขาคณิต (G.M) = N
n321
X...XXX
หรือ log G.M. =
N
1 N
i
i 1
log x
=
∑
ดังนั้น log G.M. =
4
1 N
i
i 1
log x
=
∑
=
4
1 (log 8.105 + log 12.83 + log 15.3 + log 35.34)
=
4
1 (0.9088 + 1.1082 + 1.1847 + 1.5483)
=
4
1 (4.75)
= 1.1875
= 1 + 0.1875
= log 10 + log 1.54
= log (1.54 × 10)
เพราะฉะนั้น G.M. = 1.54 × 10
= 15.4
15. ในเรื่องฟงกชันลอการิทึมผูเรียนอาจจะสงสัยวาฟงกชันที่กําหนดเปนฟงกชันลอการิทึม
หรือไม เชน
y = log 3 (x – 2)
y = log 2 (x2
+ 2x – 5)
y = log 3 (x – 6) + 7
ผูสอนควรตอบผูเรียนวาฟงกชันที่สามารถจัดอยูในรูป y = log a z ได จะเปนฟงกชัน
ลอการิทึม ดังนั้น ฟงกชันทั้งสามขางตนจะเปนฟงกชันลอการิทึมเพราะวา
y = log3 (x – 2)
= log 3 z เมื่อ z = x – 2
y = log2 (x2
+ 2x – 5)
= log 2 z เมื่อ z = x2
+ 2x – 5
และ y = log3 (x – 6) – 7
= log3
−
73
6x
= log3 z เมื่อ z = 73
6x−
9. 9
หมายเหตุ คําถามที่วาฟงกชันใดจะเปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลหรือเปนฟงกชันลอการิทึม
หรือไม เปนคําถามที่ไมควรถามผูเรียนเพราะมีบทนิยามหลายแบบ แตถาผูเรียนถาม
ผูสอนอาจจะตอบตามที่ยกตัวอยางไวขางตน
16. ในการแกสมการลอการิทึมจากโจทยที่กําหนดให เมื่อแกสมการจนไดคาของตัวแปรใน
สมการแลว คาที่หาไดบางคาอาจไมใชคําตอบของสมการลอการิทึม ตัวอยางเชน
ในการแกสมการ log x = 1 – log (x – 9)
จาก log x = 1 – log (x – 9)
จะได log x = log 10 – log (x – 9)
log x = log
−9x
10
x =
9x
10
−
x(x – 9) = 10
x2
– 9x – 10 = 0
(x – 10)(x + 1) = 0
x = 10, –1
โดยบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม สมการนี้จะมีความหมายก็ตอเมื่อ x > 0 และ x – 9 > 0
นั่นคือ x > 9 จะเปนเงื่อนไขหนึ่งของสมการดวย ซึ่งคา x = –1 ไมสอดคลองกับเงื่อนไขดังกลาว
ดังนั้น –1 จึงไมเปนคําตอบของสมการ แตถาแทนคา x = 10 จะไดสมการเปนจริง ดังนั้น 10 จึงเปน
คําตอบของสมการ
ดังนั้นในการสอนเรื่องการแกสมการลอการิทึม ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาจํานวนที่อยู
หลังคําวา log จะตองมากกวาศูนยเสมอ ซึ่งจะนําไปพิจารณาคาของตัวแปรที่หาไดวาคาใดควรเปนคําตอบ
ของสมการ และใหผูเรียนตรวจสอบคาเหลานี้วาคาใดเปนคําตอบของสมการ
17. ในการเรียนการสอนผูสอนอาจยกตัวอยางการนําลอการิทึมไปใชในเรื่องตาง ๆ โดยเฉพาะ
ในวิชาวิทยาศาสตร เชน การวัดระดับความเขมเสียง อัตราขยายกําลัง (power gain) ในวงจรขยาย
ดังรายละเอียดตอไปนี้
10. 10
ก) การวัดระดับความเขมเสียงเปนการเปรียบเทียบความเขมเสียงที่มาจากแหลงกําเนิด
เสียง 2 แหลง ซึ่งจุดที่เปรียบเทียบจะตองอยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงทั้งสองแหลงเทากัน โดยปกติใช
ความเขมเสียงที่หูปกติเริ่มไดยินเปนเกณฑอางอิง คือ 10–12
w / m2
ระดับความเขมเสียงโดยทั่วไปจะบอก
ในหนวยของเบล *
(ใช B แทนคําวา “เบล” โดยนิยามวา)
N = log
0I
I (B)
เมื่อ N แทนระดับความเขมเสียงมีหนวยเปนเบล
I แทนความเขมเสียงที่ตองการวัดหรือเปรียบเทียบ
I0 แทนความเขมเสียงที่หูคนปกติเริ่มไดยิน ซึ่งเทากับ 10–12
w / m2
เนื่องจากเบลเปนหนวยที่ใหญมาก จึงนิยมใชเดซิเบล (1 เบล = 10 เดซิเบล) โดยทั่วไปจะใช
dB แทนคําวาเดซิเบล
ดังนั้น n = 10 log
0I
I (dB)
เมื่อ n แทนระดับความเขมเสียงมีหนวยเปนเดซิเบล
หมายเหตุ * เบล (Bel) คือหนวยซึ่งไมมีมิติ ใชสําหรับแสดงอัตราสวนของกําลัง (Power) สองคา
จํานวนเบลเปนคาลอการิทึมฐานสิบของอัตราสวนของกําลัง เมื่อกําหนดให P1 และ P2 แทนกําลังสอง
คา และ N แทนจํานวนเบลที่สอดคลองกับอัตราสวน P1 : P2 จะได
N = log
2
1
P
P
ข) ในวิชาอิเล็กทรอนิกสการออกแบบวงจรขยายสัญญาณไฟฟา จะมีการเปรียบเทียบ
กําลังของสัญญาณเขากับกําลังของสัญญาณออก ซึ่งเรียกวา อัตราขยายกําลัง
ซึ่ง G =
1
2
P
P
เมื่อ G แทนอัตราขยาย
P1 แทนกําลังของสัญญาณเขา
P2 แทนกําลังของสัญญาณออก
วงจรขยายสัญญาณเขา
(P1)
สัญญาณออก
(P2)
11. 11
อัตราขยายกําลังของสัญญาณโดยทั่วไปจะนิยามในหนวยของเดซิเบล โดยนิยามวา
G′ = 10 log G = 10 log
1
2
P
P
เมื่อ G′ แทนอัตราขยายกําลังในหนวยของเดซิเบล
ตัวอยางเชน ถาวงจรมีอัตราขยายกําลัง 100 อัตราขยายกําลังในหนวยเดซิเบล คือ
G′ = 10 log 100 = 20 dB
บางครั้งอาจเปนการเปรียบเทียบในรูปของอัตราขยายกระแสไฟฟาหรือแรงดันไฟฟา
G′ = 10 log
1
2
P
P
= 10 log
RI
RI
2
1
2
2 = 20 log
1
2
I
I
G′ = 10 log
1
2
P
P
= 10 log
2
2
2
1
V
R
V
R
= 20 log
1
2
V
V
เมื่อ I1 แทนกระแสไฟฟาของสัญญาณเขา
I2 แทนกระแสไฟฟาของสัญญาณออก
V1 แทนแรงดันไฟฟาของสัญญาณเขา
V2 แทนแรงดันไฟฟาของสัญญาณออก
กิจกรรมเสนอแนะ
เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม
1. ผูสอนใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้เพื่อเปนการทบทวนความหมายของเลขยกกําลัง
และการหาคาของเลขยกกําลังโดยใชทฤษฎีของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มบวก
23
⋅ 25
, (32
)4 , (2 ⋅ 5)3
, (
8
7 )2
, 7
3
3
3
, 7
4
3
3
2. ผูสอนทบทวนบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มลบและศูนย แลว
ใหผูเรียนหาคาของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มลบ โดยการทําใหเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม
บวกกอน เชน การใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้ 4–5
, a–7
, 3–2
⋅ 3–3
, a–6
⋅ a–2
, (3 ⋅ 2)–5
, (
3
4
)–7
,
7
4
5
5
−
−
และ 2m
เมื่อ m เปนจํานวนเต็มลบ
3. ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปทฤษฎีบทของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม
ซึ่งควรสรุปไดดังนี้
12. 12
ถา a, b เปนจํานวนจริงที่ไมเปน 0 และ m , n เปนจํานวนเต็มแลว
1. am
⋅ an
= am + n
2. (am
)n
= amn
3. (ab)n
= an
⋅ bn
4. (
b
a
)n
= n
n
b
a
5. n
m
a
a
= am – n
เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะ
1. ผูสอนทบทวนความหมายของรากที่ n ของ x เมื่อ x เปนจํานวนจริงและ n เปน
จํานวนเต็มบวก โดยใหผูเรียนหา
รากที่สองของ 4 , 36 ,
25
1
,
4
49
รากที่สามของ 27 , –8 ,
64
1
,
125
8
แลวใหหาจํานวนจริงที่เปนรากที่ n ของ –16 และ –25 เมื่อ n เปนจํานวนคูบวก (ผูเรียนควรตอบไดวา
หาไมไดเพราะไมมีจํานวนจริงใดยกกําลังดวยจํานวนคูบวกแลวได –16 หรือ –25)
2. ผูสอนใหผูเรียนหาคาจํานวนตอไปนี้เพื่อเปนการทบทวนความหมายของกรณฑ
49− , 3 27− , 5
32
1
− ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวา n x จะเปนจํานวนจริงเมื่อ
2.1 x เปนจํานวนจริงที่ไมนอยกวาศูนย
หรือ 2.2 x < 0 และ n เปนจํานวนคี่
ดังนั้น ถาจะให n x ที่กลาวถึงเปนจํานวนจริงไมวา n จะเปนจํานวนเต็มบวกใด ๆ จะตองกําหนดให
x > 0 เทานั้น
3. ผูสอนบอกนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปน
n
1
เมื่อ n เปนจํานวนเต็มที่มากกวา 1
และบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะแลวใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้
( )3
1
27 , ( )4
3
16 , 3
2
125
8
4. ผูสอนใหผูเรียนหาคาของเลขยกกําลังแตละคูที่กําหนดให เชน ( 2
27 ) 3
1
และ ( 3
1
27 )2
,
13. 13
[(
81
16
)3
] 5
1
และ [(
81
16
) 5
1
]3
และใหสังเกตวาผลที่ไดเทากันหรือไม (ผูเรียนควรสรุปไดวาเทากัน)
จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปเปนกรณีทั่วไปวา ( q
1
a )p
= (ap
) q
1
เมื่อ a > 0 , p และ q
เปนจํานวนเต็มที่ q > 0
5. กอนจะสอนการพิสูจน ผูสอนควรใหผูเรียนฝกหาคาของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปน
จํานวนตรรกยะโดยอาศัยบทนิยาม โดยอาจสอนตามลําดับขั้นดังนี้
5.1 ผูสอนกําหนดเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะแลวใหผูเรียนเปลี่ยนเลข
ชี้กําลังใหมีตัวสวนเปนจํานวนเต็มบวกที่กําหนดให เชน ผูสอนใหผูเรียนเขียน 5 3
2
ใหตัวสวนของ
เลขชี้กําลังเปน 12 ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
5 3
2
= 5 4
4
3
2
×
= 512
8
จากนั้นผูสอนอาจยกตัวอยางในทํานองเดียวกันเพิ่มเติม เชน ใหผูเรียนเขียน 45
1
และ (
3
2
) 7
6
ใหตัวสวนของเลขชี้กําลังเปน 15 และ 28 ตามลําดับ
6. ผูสอนทบทวนสมบัติของรากที่ n ที่ผูเรียนเคยเรียนมาแลววา ถา x > 0 , y > 0 แลว
nn yx ⋅ = n xy และ
n
n
y
x
= n
y
x
ดังนั้น อาศัยบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะจะไดวา
n
1
n
1
yx ⋅ = (xy) n
1
และ
n
1
n
1
y
x
= (
y
x
) n
1
การบวก ลบ คูณ และหารเลขยกกําลังและการแกสมการที่มีเครื่องหมายกรณฑอันดับสอง
1. ในการสอนการบวก ลบ เลขยกกําลัง ผูสอนอาจสอนตามลําดับดังนี้
1.1 ผูสอนใหผูเรียนเขียน (24)3
1
และ (576)6
1
ใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเปน 3
และเลขชี้กําลังเปน
3
1
พรอมทั้งหาผลบวกของ (24)3
1
และ (576)6
1
ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
14. 14
(24)3
1
= (8 × 3)3
1
= (23
× 3)3
1
= 2(3)3
1
(576)6
1
= (64 × 9)6
1
= (26
× 32
) 6
1
= 2(3)3
1
ดังนั้น (24)3
1
+ (576)6
1
= 2(3)3
1
+ 2(3) 3
1
= 4(3) 3
1
1.2 ผูสอนใหผูเรียนหาผลบวกของ (20)3
1
และ (24)3
1
โดยใหผลลัพธเปนเลขยกกําลัง
จํานวนเดียว ซึ่งผูเรียนควรบอกไดวาหาไมไดเพราะเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนเขียนใหอยูในรูปเลขยก
กําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันไมได
1.3 ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวาเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนจะบวกหรือลบกันใหได
ผลลัพธเปนเลขยกกําลังจํานวนเดียวเมื่อสามารถเขียนเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนใหอยูในรูปจํานวนจริง
คูณดวยเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันได
2. ในการสอนเรื่องการคูณและการหารเลขยกกําลัง ผูสอนอาจใชวิธีการสอนตามลําดับ
ขั้นดังนี้
2.1 ผูสอนใหผูเรียนเขียน
1
2(27) และ (24)3
1
ใหอยูในรูปจํานวนจริงคูณดวยเลขยกกําลัง
ที่มีฐานเทากัน พรอมทั้งหาคา
1
2(27) ⋅ (24)3
1
และ
( )
( )3
1
2
1
24
27
ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
1
2(27) = (32
⋅ 3) 2
1
= 3(3) 2
1
(24)3
1
= (23
⋅ 3)3
1
= 2(3)3
1
ดังนั้น
1
2(27) ⋅ (24)3
1
= 3(3) 2
1
⋅ 2(3)3
1
= 6(3) 3
1
2
1
+
= 6(3)6
5
และ
( )
( )3
1
2
1
24
27
=
( )
( )3
1
2
1
32
33
= ( ) 3
1
2
1
3
2
3 −
= ( )6
1
3
2
3
2.2 ผูสอนใหผูเรียนเขียน 43
1
และ 5 4
1
ใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเทากัน
พรอมทั้งหาคา 43
1
⋅ 5 4
1
และ
4
1
3
1
5
4
ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
43
1
= 4
×
4
4
3
1
= (44
)12
1
= (256)12
1
15. 15
5 4
1
= 5
×
3
3
4
1
= (53
)12
1
= (125)12
1
ดังนั้น 43
1
⋅ 5 4
1
= (256)12
1
⋅ (125)12
1
= (256 × 125)12
1
= (32000)12
1
และ
4
1
3
1
5
4
=
( )
( )12
1
12
1
125
256
= 12
1
125
256
2.3 ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวาเลขยกกําลังสองจํานวนคูณกันหรือหารกันจะได
ผลลัพธเปนเลขยกกําลังจํานวนเดียว เมื่อเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนเขียนใหอยูในรูปจํานวนจริงคูณดวย
เลขยกกําลังที่มีฐานเทากันหรือเลขชี้กําลังเทากันได
3. ในการสอนเรื่องการทําจํานวนที่อยูในรูปเศษสวนใหตัวสวนเปนจํานวนที่ไมมีกรณฑ
ปรากฏอยู อาจทําไดดังนี้
3.1 ผูสอนบอกผูเรียนวาในการคิดคํานวณเกี่ยวกับเลขยกกําลังนิยมเขียนผลลัพธ
สุดทายใหอยูในรูปจํานวนที่ตัวสวนไมมีกรณฑ เชน
2
1
นิยมเขียนเปน
2
2
3.2 ผูสอนฝกใหผูเรียนหาจํานวนซึ่งเมื่อนําไปคูณกับจํานวน เชน 2 , (3)3
1
, x ,
( 23 − ) , ( yx − ) และ ( 52x +− ) ไดผลลัพธเปนจํานวนที่ไมมีกรณฑปรากฏอยู ซึ่ง
ผูเรียนควรทําไดดังนี้
2 ⋅ 2 = 2
(3)3
1
(3) 3
2
= 3
x ⋅ x = x
( 23 − )( 23 + ) = 3 – 4 = –1
( yx − )( yx + ) = x – y
( 52x +− )( 52x −− ) = x – 2 – 25 = x – 27
4. การสอนการแกสมการที่ตัวแปรอยูในรูปเลขยกกําลัง อาจทําไดดังนี้
4.1 ผูสอนและผูเรียนชวยกันแกสมการดังตัวอยางในหนังสือเรียน
4.2 ผูสอนใหผูเรียนตรวจสอบคาตัวแปรที่ไดจากสมการ
4.3 ผูสอนควรบอกกับผูเรียนวาในการแกสมการที่ตัวแปรอยูในรูปเลขยกกําลัง
เมื่อไดคาตัวแปรแลวตองตรวจสอบทุกครั้งวาคาตัวแปรที่ไดมานั้นคาใดบางเปนคําตอบของสมการ
16. 16
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
1. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของความสัมพันธ
y = (
2
1
)x
y = 5x
y = 2x
2. ผูสอนใหผูเรียนชวยกันพิจารณาวาความสัมพันธ y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 จะเปน
ฟงกชันหรือไม ซึ่งผูเรียนควรสรุปไดวาเปนฟงกชัน โดยอาศัยการพิจารณากราฟที่ไดในขอ 1
3. ผูสอนบอกผูเรียนวาฟงกชัน y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 เรียกวา ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
4. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชัน y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 โดยกําหนดให a เปน
3
1
,
2
1
, 3 , 4 และ 10 ลงในระบบแกนมุมฉากเดียวกัน ผูสอนและผูเรียนพิจารณากราฟแลวชวยกัน
สรุปขอสังเกตที่สําคัญเกี่ยวกับฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ซึ่งผูเรียนควรสรุปไดดังนี้
4.1 กราฟของฟงกชัน y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 จะผานจุด (0 , 1) เสมอ ทั้งนี้เพราะ
a0
= 1
4.2 ถา a > 1 แลว y = ax
เปนฟงกชันเพิ่ม
ถา 0 < a < 1 แลว y = ax
เปนฟงกชันลด
4.3 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนฟงกชัน 1 – 1 จาก R ไปทั่วถึง R+
4.4 โดยสมบัติของฟงกชัน 1 – 1 จะไดวา
ax
= ay
ก็ตอเมื่อ x = y
ฟงกชันลอการิทึม
1. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาฟงกชันเอกซโพเนนเชียล {(x , y) y = ax
, a > 0 , a ≠ 1}
แลวใหตอบคําถามตอไปนี้
1.1 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนฟงกชัน 1 – 1 หรือไม (เปน)
1.2 โดเมนและเรนจของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือเซตใด (เซตของจํานวนจริงและเซต
ของจํานวนจริงบวกตามลําดับ)
1.3 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลมีฟงกชันผกผันหรือไม เพราะเหตุใด (มี เพราะเปนฟงกชัน
1 – 1 )
1.4 ฟงกชันผกผันของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือเซตใด ({(x , y)x = ay
, a > 0, a ≠ 1})
17. 17
จากคําตอบขอนี้ ผูสอนบอกผูเรียนวาฟงกชันผกผันของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล เรียกวา
ฟงกชันลอการิทึมซึ่งเขียนแทนดวย logax
ดังนั้น logax = {(x , y) x = ay
, a > 0 , a ≠ 1}
2. ถา f เปนฟงกชัน และ (x , y) ∈ f จะไดวา y = f(x) ดังนั้น ถา (x, y) ∈ loga ผูเรียน
ควรบอกไดวา y = logax ผูสอนบอกผูเรียนวาเรานิยมเขียนเปน y = logax และอานวาลอการิทึมของ
เอกซฐานเอ หรือ ลอกเอกซฐานเอ จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม
3. จากที่ไดวา {(x , y) x = ay
, a > 0, a ≠ 1} และ {(x, y) log a x = y , a > 0 , a ≠ 1}
เปนฟงกชันเดียวกัน จะไดวา x = ay
และ y = logax มีความหมายอยางเดียวกัน โดยอาศัยขอสรุปนี้
ผูสอนใหผูเรียนเขียนสมการของจํานวนจริงที่เขียนในรูปเลขยกกําลัง เชน 81 = 34
,
32
1
= (
2
1
)5
,
1000 = 103
, 0.001 = 10–3
ใหอยูในรูปลอการิทึม และเขียนสมการเชน log100.001 = -3 ,
log10100 = 2 , log5125 = 3 ใหอยูในรูปเลขยกกําลัง
4. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชัน y = logax เมื่อ a > 0 และ a ≠ 1 โดยกําหนดคา a
ใหแตกตางกัน เชน
5
1
,
3
1
, 3 , 4 และ 10 ลงในระบบแกนมุมฉากเดียวกัน ผูสอนและผูเรียนพิจารณา
กราฟแลวชวยกันสรุปขอสังเกตที่สําคัญเกี่ยวกับฟงกชันลอการิทึม ซึ่งควรสรุปไดดังนี้
4.1 กราฟของฟงกชัน y = logax จะผานจุด (1, 0) เสมอ ทั้งนี้เพราะวา loga1 = 0
4.2 ถา a > 0 แลว y = logax เปนฟงกชันเพิ่ม
ถา 0 < a < 1 แลว y = logax เปนฟงกชันลด
4.3 ฟงกชันลอการิทึมเปนฟงกชัน 1 – 1 จาก R+
ไปทั่วถึง R
4.4 โดยอาศัยสมบัติของฟงกชัน 1 – 1 จะไดวา
logax = logay ก็ตอเมื่อ x = y
5. ผูสอนและผูเรียนชวยกันพิสูจนสมบัติของลอการิทึม โดยอาศัยทฤษฎีบทของเลขยกกําลัง
และการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูปเลขยกกําลัง
ลอการิทึมสามัญ
1. ผูสอนบอกผูเรียนวาลอการิทึมที่ใชมากในการคํานวณเกี่ยวกับการคูณ หาร เลขยกกําลัง
คือลอการิทึมฐานสิบ ซึ่งเรียกวาลอการิทึมสามัญ การเขียนลอการิทึมสามัญนิยมเขียนโดยไมมีฐานกํากับ
เชน log105 เขียนแทนดวย log 5
log10N เขียนแทนดวย log N
2. ผูสอนทบทวนการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูปเลขยกกําลังและสมบัติของลอการิทึม
18. 18
แลวใหผูเรียนหาคาลอการิทึมของจํานวนที่เขียนไดในรูป 10n
เมื่อ n เปนจํานวนเต็ม เชน log 10 ,
log 100 , log 1000 , log 1 , log 0.1 , log 0.01 , log 0.001
จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปการหาคา log 10n
เมื่อ n เปนจํานวนเต็ม ซึ่งควรสรุป
ไดวา log 10n
= n
3. ผูสอนใหผูเรียนเขียนจํานวนเชน 15600 , 1240 , 154 , 5.74 , 0.024 , 0.0036 ใหอยูในรูป
N0 × 10n
เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็ม แลวชวยกันสรุปวาสําหรับจํานวนจริงบวก N ใด ๆ
จะเขียน N ใหอยูในรูป N0 × 10n
เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็มไดเสมอ
4. ผูสอนแสดงการหาคา log 5700 เมื่อกําหนด log 5.7 = 0.7559 ดังนี้
จาก 5700 = 5.7 × 103
จะได log 5700 = log (5.7 × 103
)
= log 5.7 + log 103
= 0.7559 + 3
= 3.7559
ในทางกลับกันถากําหนดให log N = 3.7559 และ log 5.7 = 0.7559 จะหาคา N
ไดอยางไร
ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวิธีหาคา N เมื่อทราบคา log N โดยอาศัยตัวอยางขางตน
ผูสอนบอกผูเรียนวาคาที่หาไดเรียกวาแอนติลอการิทึมของ log N
การใชตารางลอการิทึม
1. ผูสอนบอกผูเรียนวาตารางลอการิทึมสามัญในภาคผนวกของหนังสือเรียนเปนตารางที่แสดงคา
ลอการิทึมสามัญของจํานวนตั้งแต 1.00 – 9.99 ซึ่งเปนทศนิยม 4 ตําแหนงและเปนคาโดยประมาณ
ผูสอนบอกวิธีใชตารางเพื่อหาคา log 2.59 ซึ่งจะได log 2.59 = 0.4133 พรอมทั้งฝกให
ผูเรียนหาลอการิทึม เชน log 1.12 , log 2.64 , log 3.04 , log 8.76 และ log 9.47
2. ผูสอนใหผูเรียนหาคา log 348 , log 5670 , log 0.597 และ log 0.00978 โดยอาศัยวิธี
การเขียนจํานวนจริง N ใหอยูในรูป N0 × 10n
เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็ม ซึ่งจะได
log N = log N0 + n แลวใหหาคา log N0 จากตารางตามวิธีในขอ 1
3. ผูสอนถามผูเรียนวาจะหาคา log 76.54 ตามวิธีการที่กลาวมาแลวในขอ(2)ไดหรือไม ซึ่งผูเรียน
ควรตอบวาหาคา log 76.54 โดยตรงจากตารางไมได ผูสอนแนะนําวิธีหาคา log 76.54 ตามวิธีดังตัวอยาง
ในหนังสือเรียน
การเปลี่ยนฐานลอการิทึม
1. ผูสอนใหผูเรียนหาคา log5 25 , log2 64 , log3 81 ซึ่งผูเรียนควรหาไดดังนี้
19. 19
log5 25 = log5 52
= 2 log5 5 = 2
log2 64 = log2 26
= 6 log2 2 = 6
log3 81 = log3 34
= 4 log3 3 = 4
แลวถามผูเรียนวาจะหาคา log5 45 โดยวิธีเดียวกับวิธีขางตนไดหรือไม ซึ่งผูเรียนควรตอบไดวาหาไมได
เพราะเราไมทราบวา 5 ยกกําลังอะไรจึงจะเทากับ 45
ผูสอนบอกผูเรียนวา เนื่องจากเราสามารถหาคาลอการิทึมสามัญของจํานวนจริงไดโดยอาศัย
ตาราง ดังนั้นเราอาจจะหาคา log5 45 โดยอาศัยตารางลอการิทึมสามัญดังนี้
ให y = log5 45
จะได 5y
= 45
log 5y
= log 45
y log 5 = log 45
y =
5log
45log
=
6990.0
6532.1
= 2.3651
ดังนั้น log5 45 = 2.3651
จะเห็นวา log5 25 , log2 64 , log3 81 หาคาไดโดยตรง กลาวคือไมตองอาศัยตารางลอการิทึม
สามัญ สวน log 5 45 ไมอาจจะหาคาไดโดยตรง แตอาจจะหาคาไดโดยวิธีการขางตนซึ่งตองเปลี่ยนฐาน
ลอการิทึมใหเปนฐานสิบกอน เพราะตองอาศัยตารางลอการิทึมสามัญ
จากวิธีการเปลี่ยน log5 45 ใหเปนลอการิทึมฐานสิบขางตน จะเห็นวาอาจจะเปลี่ยนฐานของ
log5 45 ใหเปนลอการิทึมฐาน b ใด ๆ ก็ได
2. ผูสอนใหผูเรียนเปลี่ยน logax ใหอยูในรูปลอการิทึมฐาน b เมื่อ a > 0 และ a ≠ 1
โดยวิธีการทํานองเดียวกันกับการเปลี่ยน log5 45 ใหอยูในรูปลอการิทึมสามัญในขอ 1 ขางตน ซึ่งผูเรียน
ควรสรุปไดวา
logax =
alog
xlog
b
b
20. 20
ตัวอยางแบบทดสอบในเรื่องนี้ จะเนนการนําความรูเอกซโพเนนเชียล และลอการิทึมไปแก
ปญหา จึงไมไดยกตัวอยางแบบทดสอบตามเนื้อหาในแตละหัวขอ
ตัวอยางแบบทดสอบประจําบท
1. ให 2x+1
+ 2x
= 3y+2
– 3y
โดยที่ x และ y เปนจํานวนเต็ม จงหาคา x
2. ถา logba = c และ logxb = c แลว logax เทากับเทาไร
3. จงหาคาของ x จากสมการ log3(log2x) = 2
4. จงหาคา x ทั้งหมดที่ทําให log5(x – 2) + log5(x – 6) = 1
5. ถา a2
+ b2
= 7ab จงพิสูจนวา a b
log( )
3
+
= 1
(loga log b)
2
+
6. กําหนดใหจุด A(x1, y1) และจุด B(x2, y2) เปนจุดสองจุดบนกราฟ y = log x ใหจุด D เปนจุด
กึ่งกลางของสวนของเสนตรง AB ซึ่งเมื่อลากเสนตรงขนานกับแกน X ผานจุด D เสนตรงเสนนี้
จะไปตัดกราฟ y = log x ที่จุด C(x3, y3) จงพิสูจนวา 2
3x = x1x2
7. กําหนดคาของ 30
ถึง 316
ดังนี้
30
= 0 34
= 81 38
= 6561 312
= 531441
31
= 1 35
= 243 39
= 19683 313
= 1594323
32
= 9 36
= 729 310
= 59049 314
= 4782969
33
= 27 37
= 2187 311
= 177147 315
= 14348907
316
= 43046721
จงหาชวงของคา log 3 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให
8. จงหาคาของ x จากสมการ logx(19x – 30) = 3
9. โรงงานคอมพิวเตอรแหงหนึ่งพบวา เมื่อจายเงิน x ลานดอลลาร ในการทําวิจัยจะได
กําไร P(x) ลานดอลลาร ซึ่ง P(x) = 20 + 5 log3(x + 3) อยากทราบวาบริษัทควรจะลงทุนในการ
ทําวิจัยเทาไร จึงจะไดกําไร 40 ลานบาท
21. 21
เฉลยตัวอยางแบบทดสอบ
1. 2x+1
+ 2x
= 3y+2
– 3y
2x
⋅21
+ 2x
= 3y
⋅32
– 3y
2x
(2 + 1) = 3y
(32
– 1)
x
2
8
=
y
3
3
2x – 3
= 3y–1
เนื่องจากฐานตางกัน กําลังตองเทากับ 0 จึงจะทําใหสมการเปนจริง
ดังนั้น x – 3 = 0
x = 3
2. เนื่องจาก logba = c และ logxb = c จะได a = bc
และ b = xc
นั่นคือ a = bc
= xc2
เนื่องจาก logaa = 1
logaxc2
= 1
c2
logax = 1
นั่นคือ logax = 2
1
c
ดังนั้น logax = c–2
3. ให log2x = y
จะได log3y = 2 ดังนั้น y = 32
= 9
นั่นคือ log2x = 9
x = 29
ดังนั้น x = 512
4. log5(x – 2) + log5(x – 6) = 1
log5(x – 2)(x – 6) = 1
(x – 2)(x – 6) = 51
x2
– 8x + 7 = 0
(x – 1)(x – 7) = 0
แต x = 1 ไมสามารถหาคาได เพราะไมไดนิยามลอการิทึมของจํานวนลบไว
ดังนั้น x = 7
22. 22
5. a2
+ b2
= 7ab
a2
+ 2ab + b2
= 9ab
(a + b)2
= 9ab
2a b
( )
3
+
= ab
log 2a b
( )
3
+
= log ab
2log a b
( )
3
+
= log a + log b
log a b
( )
3
+
= 1
2
(log a + log b)
6. วิธีที่ 1 เนื่องจาก A, B และ C เปนจุดบนกราฟ y = log x
ดังนั้น y1 = log x1 , y2 = log x2, y3 = log x3
และจุด D เปนจุดกึ่งกลางของสวนของเสนตรง AB
พิกัดของจุด D คือ 1 2 1 2x x y y
( , )
2 2
+ +
= 1 2 1 2x x log x log x
( , )
2 2
+ +
เนื่องจาก CD เปนเสนตรงที่ขนานกับแกน X
จะได y3 = 1 2y y
2
+
นั่นคือ log x3 = 1 2log x log x
2
+
2 log x3 = log x1 x2
2
3log x = log x1x2
ดังนั้น 2
3x = x1x2
วิธีที่ 2 ใหลอการิทึมที่กําหนดในโจทยเปนลอการิทึมฐาน a
จากวิธีที่ 1 จะได y1 = logax1 นั่นคือ x1 = ay1
ในทํานองเดียวกันจะได x2 = ay2 และ x3 = ay3
ดังนั้น 2
3x = (ay3)2
= a2y3
= ay1+y2 (เนื่องจาก y3 = 1 2y y
2
+
)
= ay1ay2
= x1x2
Y
XO
y = log x
A(x1, y1)
C(x3, y3)
B(x2, y2)
D
23. 23
7. 30
= 0 34
= 81 38
= 6561 312
= 531441
31
= 1 35
= 243 39
= 19683 313
= 1594323
32
= 9 36
= 729 310
= 59049 314
= 4782969
33
= 27 37
= 2187 311
= 177147 315
= 14348907
316
= 43046721
หาขอบเขตลาง ของ log103 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให
จะพบวา 315
> 107
นั่นคือ 15 log103 > 7
log103 > 7
15
log103 > 0.466
หาขอบเขตบนของ log103 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให
จะพบวา 316
< 108
นั่นคือ 16 log103 < 8
log103 < 0.500
ดังนั้น 0.466 < log103 < 0.500
8. logx(19x – 30) = 3
19x – 30 = x3
x3
– 19x + 30 = 0
โดยทฤษฎีบทตัวประกอบ x – 2 เปนตัวประกอบของ x3
– 19x + 30
ดังนั้น (x – 2)(x – 3)(x + 5) = 0
x = 2, 3 หรือ –5
แต x = –5 ไมสามารถหาคาไดเพราะไมไดนิยามลอการิทึมของจํานวนลบไว
ดังนั้น x = 2 หรือ x = 3
9. โจทยตองการหาคา x ซึ่งทําให P(x) = 40
จะไดวา 20 + 5log3(x + 3) = 40
5log3(x + 3) = 20
log3(x + 3) = 4
ดังนั้น x + 3 = 34
x = 78
24. 24
เฉลยแบบฝกหัด 1.1
1. 1) 3
1
2
2) 6x7
y5
3) 16x10
4) 2
4
b
5) 7
1
a
6) 5
2
ab
7)
12
8
16x
y
8)
4
6
9a
b
9) 3 10
1
x y
10)
3
7 6
z
x y
2. 1) เท็จ เพราะ m n
1 1
x x
⋅ = x–m
⋅x–n
= x(–m)+(–n)
= x–(m+n)
2) เท็จ เพราะ
m
n
x
x−
=
m
n
x
1
x
= xm
⋅xn
= xm+n
3) จริง เพราะ n
1
x−
=
n
1
1
x
= xn
4) เท็จ เชน ถา x = 1, xm
+xn
= 1m
+ 1n
= 2
แต xm+n
= 1(m + n)
= 1
5) จริง
เฉลยแบบฝกหัด 1.2
1. 1) 2 2x 2) –1
3) 4 4) 4
5) 1
2
2. 1) 10
2
2) 35
5
3) 15
10
4) 2
5) 6
4
25. 25
3. 1) 30 2) 2 6
3) 6 4) 27
4. 1) 15 2 30+ 2) 1
3) 7 + 4 3 4) 12 – 5 5
5) 5
เฉลยแบบฝกหัด 1.3
1. 1) 9 2) 1
2
3) 0.125 4) 0.09
5) 1
25
6) 1
5
−
7) 9 8) 27
64
9) 4 10) 1
4
2. 1) 2 3
1
2x y
2)
2
4
9x
y
3)
13
2
x 4)
21
32
x y
5) 35
x y
3
3. 1) 6 2 2) 3
6 4
3) 5 2 4) 3
4 3
5) (2x – 4x2
+ x4
) x
4. 1) 2 2 3
5
−
2) 2 2 3
5
+
3) 8 – 42 4) 153 5 30
91
+
5) 36 5 20 7
23
+
26. 26
5. 1) 4 2) 6(5 3 2)−
3) 1
6. 1) 2 2
2(p p q )+ − 2) 13a2
+ 5b2
– 4 4
12 a b−
3) 6x + 11 + 2
4 2x 5x 3+ −
7. 1) 0.5620 2) 4.2361
3) 117.8897
8. 1) m 8− = 0
m = 8
m = 64
2) 5x 1 6+ + = 10
5x 1+ = 4
5x + 1= 16
x = 3
3) 2
r 5+ = r
r2
+ 5 = r2
ไมมีจํานวนจริงใดเปนคําตอบของสมการ
4) x 7+ = x – 5
x + 7 = (x – 5)2
x + 7 = x2
– 10x + 25
x2
– 11x + 18 = 0
(x – 2)(x – 9) = 0
x = 2, 9
เนื่องจากเมื่อแทนคา x = 2 ลงในสมการจะได
2 7+ = 3
และ 2 – 5 = –3
3 ≠ –3
ดังนั้น คําตอบของสมการคือ x = 9
27. 27
5) x 7+ = 3x 1+
x + 7 = 3x + 1
2x = 6
x = 3
6) x 1 x+ − = 2
x 1+ = 2 + x
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
x + 1 = 4 4 x x+ +
–3 = 4 x
3
4
− = x
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
9
16
= x
ตรวจสอบคําตอบ
x 1 x+ − = 9 9
1
16 16
+ −
= 5 3
4 4
−
= 1
2
≠ 2
แสดงวา คา x ที่ไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
7) x 3− = x 3−
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
x – 3 = x 6 x 9− +
–12 = 6 x−
2 = x
4 = x
ตรวจสอบคา x ที่ไดวาสอดคลองกับสมบัติที่กําหนดใหหรือไม
x 3− = 4 3− = 1 = 1
x 3− = 4 3− = 2 – 3 = –1 ≠ x 3−
28. 28
แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
8) x 12 x+ + = 2
x 12+ = 2 x−
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
x + 12 = 4 4 x x− +
8 = 4 x−
–2 = x
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
4 = x
ตรวจสอบคําตอบ
x 12 x+ + = 4 12 4+ +
= 16 4+
= 4 + 2
= 6 ≠ 2
แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
9) 2
x 21− + = x + 3
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
x2
+ 21 = x2
+ 6x + 9
6x = 12
x = 2
ตรวจสอบคําตอบ
2
x 21− + = 2
2 21− +
= 25−
= –5
x + 3 = 2 + 3 = 5 ≠ 2
x 21− +
แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
29. 29
10) 3x 4+ = 9 – 3x 5−
3x + 4= 81 – 18 3x 5 3x 5− + −
4 – 81 + 5 = 18 3x 5− −
–72 = 18 3x 5− −
4 = 3x 5−
16 = 3x – 5
3x = 21
x = 7
11) 4x 1 x 2+ − − = x 3+
4x 1+ = x 3 x 2+ + −
4x + 1 = x 3 2 x 3 x 2 x 2+ + + − + −
2x = 2 2 3 x 2+ −
x = x 3 x 2+ −
x2
= (x + 3)(x – 2)
0 = x – 6
x = 6
12) x 7 x 2+ + + = 6x 13+
x 7 2 x 7 x 2 x 2+ + + + + + = 6x + 13
2 x 7 x 2+ + = 4x + 4
x 7 x 2+ + = 2x + 2
(x + 7)(x + 2) = 4x2
+ 8x + 4
x2
+ 9x + 14 = 4x2
+ 8x + 4
3x2
– x – 10 = 0
(3x + 5)(x – 2) = 0
x = 5
, 2
3
−
เนื่องจากเมื่อแทนคา x = 5
3
− ลงในสมการจะได
x 7 x 2+ + + = 5 5
7 2
3 3
− + + − +
30. 30
= 16 1
3 3
+
= 5
3
6x 13+ = 5
6( ) 13
3
− +
= 29
3
≠ 5
3
ดังนั้น คําตอบของสมการคือ x = 2
เฉลยแบบฝกหัด 1.4
1. 1) y = 5x
เปนฟงกชันเพิ่ม
2) y = x1
( )
2
เปนฟงกชันลด
6
X
Y
4
2
–5 5
5
X
Y
4
3
2
1
–2 2–1 1
–1
31. 31
3) y = 3–x
= x
1
3
= x1
( )
3
เปนฟงกชันลด
4) y = 42x
เปนฟงกชันเพิ่ม
5) y = x1
( )
4
เปนฟงกชันลด
6
4
2
–5 5
X
Y
8
X
Y
6
4
2
–5 5
6
4
2
X
Y
5
32. 32
6) y = x4
( )
3
เปนฟงกชันเพิ่ม
7) y = 2x1
( )
3
เปนฟงกชันลด
8) y = x3
( )
4
เปนฟงกชันลด
6
X
Y
4
2
–5 5
6
X
Y
4
2
–5 5
6
X
Y
4
2
–5 5
33. 33
2. 1) {2} 2) {–3}
3) { 1
2
} 4) {–4}
5) {3} 6) {–3}
7) {xx ≤ 3} 8) {xx < –4}
3. 1) 1
4
2) 27
3) 2 4) 1295
16
หรือ 15
80
16
5) 3
2
หรือ 1
1
2
6) 1
8
7) 3 8) 1
72
4. ธาตุเรเดียมมีครึ่งชีวิต (half – life) 1,600 ป หมายความวา เมื่อเวลาผานไป 1,600 ป
ธาตุเรเดียมซึ่งหนัก q0 มิลลิกรัม จะมีน้ําหนักเหลือ 0q
2
มิลลิกรัม
จากสมการ q = q0 2kt
เมื่อ t = 1,600 จะได 0q
2
= q021600k
(2)–1
= 21600k
ดังนั้น 1600 k = –1
จะได k = 1
1600
−
5. 1) จาก y = ax
แทนคา y = 9 และ x = 2 จะได
9 = a2
a = 3
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = 3x
2) จาก y = ax
แทนคา y = 1
5
และ x = –1 จะได
1
5
= a–1
34. 34
a = 5
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = 5x
3) จาก y = ax
แทนคา y = 1
16
และ x = 2 จะได
1
16
= a2
a = 1
4
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = x1
( )
4
4) จาก y = ax
แทนคา y = 8 และ x = –3 จะได
8 = a–3
a = 1
2
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = x1
( )
2
6. 1) ค 2) ก
3) จ 4) ข
5) ง
7. 1) y = 2x
- 3
6
–2
–4
X
Y
4
2
–5 5
35. 35
2) y = 2x - 3
3) y = 4 +
x
2
1
4) y = 10x + 3
6
4
2
-2
-5 5
X
Y
6
4
2
-2
-5 5
X
Y
6
4
2
-2
-5 5
X
Y
36. 36
5) y = 10-x
เฉลยแบบฝกหัด 1.5
1. 1) log416 = 2 2) log279 = 2
3
3) 1
2
1
log
4
= 2 4) log 0.0001 = –4
5) 1
2
log 16 = –4 6) 2
3
27
log
8
= –3
7) 1
100
log 10000 = –2 8) 4log 0.125 = 3
2
−
2. 1) 102
= 100 2) 25
= 32
3) 50
= 1 4) 4–3
= 1
64
5) 10–3
= 0.001 6)
2
3
3 = 3
9
3. 1) 1
3
2) –2
3) 2 4) –1
5) 24 6) –2
7) 4 8) 2
6
4
2
-2
-5 5 10
X
Y
37. 37
4. 1) y = 1
3
log x
2) y = log3x
3) y = log4x
6
4
2
-2
-4
-5 5
X
Y
2
-2
-4
-6
-5 5
X
Y
6
4
2
-2
-4
-5 5
Y
X
38. 38
4) y = 2 + log3x
5) y = log3(x – 2)
6) y = log3(x – 1) – 2
4
2
-2
-4
-6
-5 5
X
Y
4
2
-2
-4
-6
-5 5
X
Y
4
2
-2
-4
-6
-5 5
X
Y
39. 39
5. 1) 32 2) 100
3) 10 4) 2
5) 36
เฉลยแบบฝกหัด 1.6
1. 1) 4.5694 2) –2.4306
3) 2.9201 4) –1.0799
2. 1) 2.56 2) 2,560
3) 0.256
3. 1) ถา t = 0 ชั่วโมง, q = 2(30
) = 2 พันตัว
ดังนั้น จํานวนเดิมของแบคทีเรียเทากับ 2,000 ตัว
2) ถา t = 10
60
ชั่วโมง, q =
1
6
2(3 )
log q = 1
6
log 3 + log 2 = 1
0.4771 0.3010
6
× + = 0.38051
จากตารางจะได log 2.4 = 0.3802
log 2.41= 0.3820
คาลอการิทึมตางกัน 0.0018 จํานวนจริงตางกัน 0.01
คาลอการิทึมตางกัน 0.00031 จํานวนจริงตางกัน 0.01 0.00031
0.0018
×
= 0.00172
log 2.40172 = 0.38051
log q = log 2.40172
q = 2.4017 พันตัว
ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 10 นาที เทากับ 2,401 ตัว
3) วิธีที่ 1
ถา t = 1
2
ชั่วโมง, q =
1
2
2(3 )
log q = 1
2
log 3 + log 2 = 1
0.4771 0.3010
2
× + = 0.53955
จากตารางจะได log 3.46 = 0.5391
log 3.47= 0.5403
40. 40
คาลอการิทึมตางกัน 0.0012 จํานวนจริงตางกัน 0.01
คาลอการิทึมตางกัน 0.00045 จํานวนจริงตางกัน 0.01 0.00045
0.0012
×
= 0.00375
ดังนั้น log 3.46375 = 0.53955
log q = log 3.46375
q = 3.46375 พันตัว
วิธีที่ 2 จาก q = 2(3t
)
t = 1
2
ชั่วโมง
แทนคา t = 1
2
ชั่วโมง
จะได q =
1
22(3 )
= 2 3
= 3.464 พันตัว
= 3,464 ตัว
ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 30 นาที เทากับ 3,464 ตัว
4) ถา t = 1 ชั่วโมง, q = 2(3)
= 6 พันตัว
ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 1 ชั่วโมง เทากับ 6,000 ตัว
4. วิธีที่ 1
ถา L = 0.83 เมตร, จะได T = 2 × 3.14 0.83
9.78
log T = (log 2 + log 3.14) + 1
2
log 0.83 – 1
2
log 9.78
= 0.3010 + 0.4969 + 1
2
(–1 + 0.9191 – 0.9903)
= 0.2623
จากตาราง log 1.82= 0.2601
log 1.83= 0.2625
คาลอการิทึมตางกัน 0.0024 จํานวนจริงตางกัน 0.01
คาลอการิทึมตางกัน 0.0002 จํานวนจริงตางกัน 0.01 0.0002
0.0024
×
= 0.00083
41. 41
ดังนั้น log 1.82917 = 0.2623
log T = log 1.82917
T = 1.829
วิธีที่ 2
L = 0.83 เมตร
จากสูตร T = L
2
9.78
π
= 2(3.14) 0.83
9.78
= 1.829
ดังนั้น คาบของการแกวงเทากับ 1.829 วินาที
เฉลยแบบฝกหัด 1.7
1. 1) 2.3223 2) 2.5239
3) 3.4828 4) 0.4929
5) 6.5901 6) 6.0472
7) 4.7361 8) 4.5949
9) 4.6728 10) –1.8139
2. 0.4491
3. 0.9206
เฉลยแบบฝกหัด 1.8
1. 1) 2x
= 32
วิธีที่ 1 วิธีที่ 2
2x
= 32 จาก 2x = 32
= 25
จะได log2x
= log32
∴ x = 5 x log 2 = 5 log 2
x = 5log 2
log 2
= 5
42. 42
2) 3x
= 36
จาก 3x
= 36
จะได log3x
= log 36
x log 3 = log 36
x = log36
log3
= 1.5563
0.4771
= 3.2619
3) 9x
= 32x
32x
= 32x
x คือ จํานวนจริงใด ๆ
4) 23x+1
= 3x–2
log 23x+1
= log 3x–2
(3x+1)log 2 = (x – 2)log 3
3x log 2 + log 2 = x log 3 – 2 log 3
x log 3 – x log 8 = log 2 + 2 log 3
5) 5x
= 4x+1
x log 5 = (x + 1) log 4
x log 5 = x log 4 + log 4
x(log 5 – log 4) = log 4
x = log 4
log5 log 4−
= 0.6021
0.6990 0.6021−
= 6.2136
2. 1) x2
2x
– 2x
= 0
2x
(x2
– 1) = 0
ดังนั้น x2
= 1 หรือ 2x
= 0 ซึ่งไมเปนจริง
x = ±1
43. 43
2) 4x3
e–3x
– 3x4
e–3x
= 0
x3
e–3x
(4 – 3x) = 0
ดังนั้น x3
e–3x
= 0 หรือ 4 – 3x = 0
ถา 4 – 3x = 0
x = 4
3
ถา x3
e–3x
= 0
x = 0
ดังนั้น x มีคา 0 หรือ 4
3
3) e2x
– 3ex
+ 2 = 0
(ex
– 1)(ex
– 2) = 0
ดังนั้น ex
= 1 หรือ ex
= 2
ถา e x
= 1 ถา ex
= 2
x log e = log 1 x log e = log 2
x = log1
loge
x = log 2
loge
= 0 = 0.3010
0.4343
= 0.6931
ดังนั้น x มีคา 0 หรือ 0.6931
4) e4x
+ 4e2x
– 21 = 0
(e2x
– 3)(e2x
+ 7) = 0
ดังนั้น e2x
= 3 หรือ e2x
= –7 หาคาไมได
ถา e2x
= 3
2x log e = log 3
x = log3
2loge
= 0.4771
2(0.4343)
= 0.5493
ดังนั้น x มีคา 0.5493
44. 44
5) 22x+2
– 9(2x
) + 2 = 0
(2x
– 2)(22
⋅2x
– 1) = 0
ดังนั้น 2x
= 2 หรือ 2x
= 1
4
ถา 2x
= 2 ถา 2x
= 1
4
x log 2 = log 2 x log 2 = log 1
4
x = 1 x log 2 = –2 log 2
x = 2log 2
log 2
−
= –2
ดังนั้น x มีคา 1 หรือ –2
6) 32x+1
+ 9 = 28(3x
)
32x+1
– 28(3x
) + 9 = 0
(3x
– 9)(3⋅3x
– 1) = 0
ดังนั้น 3x
= 9 หรือ 3⋅3x
= 1
ถา 3x
= 9 ถา 3⋅3x
= 1
x = 2 log3⋅3x
= log 1
log 3 + x log 3 = 0
x log 3 = – log 3
x = log3
log3
−
= –1
ดังนั้น x มีคา 2 หรือ –1
3. 1) e10
2)
100
1
3) 500 4) 105
5) 31.67
4. 1) 122–5x
⋅8x+3
= 16
32–5x
⋅22(2–5x)
⋅23(x+3)
= 24
45. 45
(2 – 5x)log 3 + 2(2 – 5x)log 2 + 3(x + 3)log 2 = 4 log 2
2log 3 – 5x log 3 + 4 log 2 – 10x log 2 + 3x log 2 + 9 log 2 – 4 log 2 = 0
2 log 3 – 5x log 3 – 7x log 2 + 9 log 2 = 0
–5x log 3 – 7x log 2 = –9 log 2 – 2 log 3
x(5 log 3 + 7 log 2) = 7 log 2 + 2 log 3
x = 9log 2 2log3
5log3 7log 2
+
+
= 0.8154
2) 22x+1
⋅32x+2
= 54x
(2x + 1)log 2 + (2x + 2) log 3 = 4x log 5
2x log 2 + log 2 + 2x log 3 + 2 log 3 = 4x log 5
4x log 5 – 2x log 2 – 2x log 3 = log 2 + 2 log 3
x(4 log 5 – 2 log 2 – 2 log 3) = log 2 + 2 log 3
x = log 2 2log3
4log5 2log 2 2log3
+
− −
= 1.0121
3)
2x
x 4
5
2 −
= 33x–7
2x log 5 – (x – 4) log 2 = (3x – 7) log 3
2x log 5 – x log 2 + 4 log 2 = 3x log 3 – 7 log 3
2x log 5 – x log 2 – 3x log 3 = –7 log 3 – 4 log 2
x(2 log 5 – log 2 – 3 log 3) = –7 log 3 – 4 log 2
x = 7log3 4log 2
2log5 log 2 3log3
− −
− −
= 13.6018
5. 1) log(3x + 5) + 3 = log (2x + 1)
log(2x + 1) – log(3x + 5) = 3
(2x 1)
log
3x 5
+
+
= 3
2x 1
3x 5
+
+
= 103
2x + 1 = 3000x + 5000
–4999 = 2998x
46. 46
x = –1.6674
2) log(x + 2) – log(x + 1) = 3
(x 2)
log
(x 1)
+
+
= 3
x 2
x 1
+
+
= 1000
x + 2 = 1000x + 1000
–998 = 999x
x = –0.999
3) log(2x – 1) + log(x – 3)= 2
log(2x – 1)(x – 3) = 2
(2x – 1)(x – 3) = 100
2x2
– 7x + 3 – 100 = 0
2x2
– 7x – 97 = 0
x = 8.93, –5.43
4) log (x – 1) + log (x + 1)= log (2x + 1)
log (x – 1)(x + 1) = log (2x + 1)
log (x2
– 1) = log (2x + 1)
x2
– 1 = 2x + 1
x2
– 2x – 2 = 0
x = 2.73, – 0.73
5) log x = 1 – log (x – 9)
log x + log (x – 9) = 1
log x (x – 9) = 1
x(x – 9) = 10
x2
– 9x – 10 = 0
(x – 10)(x + 1) = 0
x = 10, –1
47. 47
6) log23 + log2x = log25 + log2(x – 2)
log23x = log2(5x – 10)
3x = 5x – 10
2x = 10
x = 5
7) log5(x + 1) – log5(x – 1)= 2
5
x 1
log
x 1
+
−
= 2
1x
1x
−
+
= 25
x + 1 = 25x – 25
24x = 26
x =
24
26
x = 1.08
8) log9(x – 5) + log9(x + 3) = 1
log9(x – 5)(x + 3) = 1
(x – 5)(x + 3) = 9
x2
– 2x – 15 = 9
x2
– 2x – 24 = 0
(x – 6)(x + 4) = 0
x = –4, 6
9) 5
2
log x
2 = 1
16
5
2
log x
2 = 2–4
5
2
log x
= –4
–4 log5x = 2
log5x = 1
2
−
48. 48
x =
1
25
−
= 1
25
10) log2(log3x) = 4
log3x = 16
x = 316
แบบฝกหัด 1.9
1. 1) n(3) = 500e0.45(3)
= 500 × e1.35
= 1928.7128
เมื่อเวลาผานไป 3 ชั่วโมง จํานวนแบคทีเรียจะมีประมาณ 1,929 ตัว
2) ใหเวลานาน x ชั่วโมง จึงจะมีแบคทีเรีย 10,000 ตัว
จะได 500 × e0.45(x)
= 10,000
e0.45x
= 20
0.45x log e = log 20
x = log 20
0.45loge
= 1.3010
0.1954
≈ 7
เปนเวลานานประมาณ 7 ชั่วโมง จึงจะมีแบคทีเรีย 10,000 ตัว
2. 1) จากนิยามการเติบโตของจํานวนประชากร
n(t) = n0ert
ในปนี้ n0 = 112,000
r =
100
4 = 0.04
ดังนั้น n(t) = 112,000e (แทนคา e = 2.718)
เมื่อเวลาผานไป t ป จํานวนประชากรของจังหวัดนี้จะมีประมาณ 304,416 คน
49. 49
2) n(3) = 112,000e0.04(3)
= 112,000e0.12
= 126279.6474
หลังจากเวลาผานไป 3 ป จะมีจํานวนประชากรประมาณ 126280 คน
3) ใหเมื่อผานไป x ป มีจํานวนประชากร 200,000 คน
จะได 200,000 = 112,000e0.04x
000,112
000,200 = e 0.04x
1.7857 = e0.04x
0.04x log e = log 1.7857
x = log1.7857
0.04loge
≈ 15
จังหวัดนี้จะมีจํานวนประชากร 200,000 คน เมื่อผานไป 15 ป
3. 1) จากสมการ m(t) = moe–rt
ในปนี้ m0 = 10
r = 30
2nl
≈ 0.0231
ดังนั้น จํานวนซีเซียมที่เหลือเมื่อเวลาผานไป t ป คือ 10e–0.0231t
2) จากสมการ m(t) = 10e–0.0231t
m(80) = 10e–0.0231(80)
= 1.5753
ดังนั้น จํานวนซีเซียมที่เหลือเมื่อเวลาผานไป 80 ป คือ 1.5753 กรัม
3) ใหเวลานาน x ป จึงมีซีเซียมเหลืออยู 2 กรัม
จะได 10e–0.0231x
= 2
e–0.0231x
=
5
1
–0.0231x log e = log
5
1
x = 0.6990
0.0231(0.4343)
−
−
≈ 70
ดังนั้นจํานวนซีเซียมจะเหลืออยู 2 กรัม เมื่อเวลาผานไป 70 ป
50. 50
4. จากสมการ m(t) = m0e–rt
ในที่นี้ m0 = 250
t = 48
m(t) = 200
จะได 200 = 250 e–48r
e–48r
=
250
200
–48r log e = log 0.8
r = 0.0969
20.8464
−
−
= .0046
จากความสัมพันธ r = ln 2
h
จะได h =
r
2nl
=
0046.
6930.
≈ 151
ครึ่งชีวิตของสารนี้คือ 151 ชั่วโมง
5. จากสมการ pH = – log [H+
]
6.5 = – log (H+
)
–6.5 = log (H+
)
H+
= 10–6.5
6. จากสมการ p = 10 log
0I
I
98 = 10 log 2
I
10−
9.8 = log I – log 10–2
log I = log 10–2
+ 9.8
log I = 7.8
I = 107.8
ดังนั้น รถไฟฟามีความเขมเสียง 107.8
วัตต / ตารางเมตร