SlideShare a Scribd company logo
1 of 50
Download to read offline
บทที่ 1
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลและฟงกชันลอการิทึม
(20ชั่วโมง)
สําหรับบทนี้จะเริ่มดวยการทบทวนความรูในเรื่องเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม ซึ่ง
ผูเรียนเคยเรียนมาแลวในชวงชั้นที่ 3 โดยจะเพิ่มเติมเนื้อหาดังนี้ รากที่ n ในระบบจํานวนจริงในรูปกรณฑ
เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะ ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ฟงกชันลอการิทึม การเปลี่ยน
ฐานของลอการิทึม สมการเอกซโพเนนเชียลและสมการลอการิทึม รวมถึงการนําความรูฟงกชันเอกซโพ
เนนเชียลและฟงกชันลอการิทึมไปประยุกตใช ซึ่งจะทําใหผูเรียนเห็นถึงประโยชนในการศึกษาเรื่องเหลานี้
และสามารถเชื่อมโยงกับสถานการณที่สอดคลองกับชีวิตจริง
ผลการเรียนรูที่คาดหวัง
1. มีความคิดรวบยอดเกี่ยวกับฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ฟงกชันลอการิทึม และการเขียนกราฟของ
ฟงกชันที่กําหนดใหได
2. นําความรูเรื่องฟงกชันเอกซโพเนนเชียลและฟงกชันลอการิทึมไปใชแกปญหาได
ผลการเรียนรูที่คาดหวังเปนผลการเรียนรูที่สอดคลองกับมาตรฐานการเรียนรูชวงชั้นทางดาน
ความรู ดังนั้นในการจัดการเรียนรู ผูสอนตองคํานึงถึงมาตรฐานการเรียนรูดานทักษะ/กระบวนการทาง
คณิตศาสตรดวยการสอดแทรกกิจกรรมหรือโจทยปญหาที่จะสงเสริมใหผูเรียนเกิดทักษะ/กระบวนการ
ทางคณิตศาสตรที่จําเปน อันไดแก ความสามารถในการแกปญหา การใหเหตุผล การสื่อสาร การสื่อ
ความหมายทางคณิตศาสตรและการนําเสนอ การเชื่อมโยงความรูตาง ๆ ทางคณิตศาสตรและเชื่อมโยง
คณิตศาสตรกับศาสตรอื่น และการคิดริเริ่มสรางสรรค นอกจากนั้นกิจกรรมการเรียนรู ควรสงเสริมให
ผูเรียนตระหนักในคุณคาและมีเจตคติที่ดีตอวิชาคณิตศาสตร ตลอดจนฝกใหนักเรียนทํางานอยางเปน
ระบบ มีระเบียบวินัย รอบคอบ มีความรับผิดชอบ มีวิจารณญาณ และมีความเชื่อมั่นในตนเอง
2
ขอเสนอแนะ
1. ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนเนื้อหาที่จะตองอาศัยความรูพื้นฐานในเรื่องเลขยกกําลังในการนิยาม
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลซึ่งผูเรียนไดเรียนมาแลว จากนั้นจึงนิยามฟงกชันลอการิทึมในรูปของตัวผกผัน
ของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ซึ่งผูเรียนและผูสอนอาจพบการใหนิยามฟงกชันทั้งสองในหนังสือเลมอื่นๆ
ที่แตกตางไปจากหนังสือเรียนเลมนี้ เชน วิชาแคลคูลัส ในระดับอุดมศึกษา ไดนิยามฟงกชันลอการิทึมกอน
แลวจึงนิยามฟงกชันเอกซโพเนนเชียล โดยนิยามฟงกชันลอการิทึมในรูปอินทิกรัลดังนี้คือ
ln x =
x
1
1
dt
t∫ , x > 0
และใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลในรูปตัวผกผันของ ln x กลาวคือ
ให y = exp(x) ก็ตอเมื่อ x = ln y จากนั้นจึงนิยาม ax
ในรูป ax
= exp (x ln a) และ loga x
เปนตัวผกผันของฟงกชัน f(x) = ax
ซึ่งผลจากบทนิยามนี้จะได
ex
= exp (x ln e) = exp (x)
และเรียกฟงกชัน ln x และ exp (x) วาเปนฟงกชันลอการิทึม และฟงกชันเอกซโพเนนเชียลตาม
ลําดับ
สําหรับการประยุกตใชในสาขาวิชาสถิติ และวิทยาศาสตรแขนงตาง ๆ จะใชฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
ที่อยูในรูป f(x) = kax
เมื่อ a > 0, a ≠ 1 และ k ≠ 0
ดังนั้นผูสอนและผูเรียนจึงอาจพบบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม และฟงกชันเอกซโพเนนเชียลที่มี
รูปแบบตางไปจากที่นิยามไวในหนังสือเรียน ทั้งนี้การนิยามนั้นขึ้นอยูกับความรูพื้นฐานของผูเรียนและ
การนําฟงกชันดังกลาวไปใช ผูสอนจึงไมควรเจาะจงรูปแบบของฟงกชันใหเปนรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง
โดยเฉพาะ แตควรมุงเนนการนําความรูไปใชตามจุดประสงคการเรียนรูของบทนี้
2. ในหนังสือเรียน ถากลาวถึงเลขยกกําลังที่มีฐานเปนตัวแปรและไมไดระบุเอกภพสัมพัทธไว
จะถือวาเอกภพสัมพัทธของตัวแปรเหลานั้นคือสับเซตของจํานวนจริง ซึ่งเมื่อนํามาแทนคาตัวแปรแลว
ทําใหการคิดคํานวณเกี่ยวกับเลขยกกําลังนั้นมีความหมาย และเอกภพสัมพัทธอาจจะแตกตางกันไปตาม
วิธีการคิดคํานวณ
3.ในการบวก ลบ คูณ และหารเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนเศษสวน ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็น
วา
1 )การบวกและลบเลขยกกําลังสองจํานวน จะทําไดเมื่อเลขยกกําลังทั้งสองมีฐานเทากัน
และเลขชี้กําลังเทากัน เชน ถาจะหาผลบวกของ ( )2
1
18 กับ ( )2
1
50 จะตองพิจารณาวาสามารถเขียน
จํานวนทั้งสองใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันไดหรือไม ซึ่งจะพบวา
( )2
1
18 = ( )2
1
223 × = 3( )2
1
2
( )2
1
50 = ( )2
1
225 × = 5( )2
1
2
3
ดังนั้น ( )2
1
18 + ( )2
1
50 = 3( )2
1
2 + 5( )2
1
2 = 8( )2
1
2
ในการเปลี่ยนรูปของเลขยกกําลังที่จะนํามาบวกหรือลบกันใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐาน
เทากันและเลขชี้กําลังเทากัน จําเปนตองเขียนจํานวนที่เปนฐานของเลขยกกําลังใหอยูในรูปการคูณของ
ตัวประกอบ แลวจึงเปลี่ยนรูปใหม เชน
( ) ( ) 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
ผูสอนควรชี้แจงใหผูเรียนทราบวา การเขียนจํานวนที่เปนฐานในรูปการคูณของตัวประกอบ
ไมจําเปนตองแยกตัวประกอบของจํานวนที่เปนฐานเสมอไป แตการแยกตัวประกอบจะชวยใหมองเห็นงายขึ้น
วาเลขยกกําลังสองจํานวนนั้นสามารถเขียนใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันได
หรือไม
2) การคูณและการหารเลขยกกําลังสองจํานวน จะทําไดเมื่อเลขยกกําลังทั้งสองมีฐานเทากัน
หรือเลขชี้กําลังเทากัน ดังนั้น ในการหาผลคูณและผลหารของเลขยกกําลัง ถาฐานของเลขยกกําลังไมเทากัน
และเลขชี้กําลังไมเทากันจะตองทําใหฐานหรือเลขชี้กําลังของเลขยกกําลังเทากันเสียกอนอยางใดอยางหนึ่งจึง
จะคูณหรือหารกันไดโดยอาศัยสมบัติของเลขยกกําลัง เชน
(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
(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. การใชบทนิยาม
p
q
a =
1
p q
(a ) ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาการนําผลของขอความ
ดังกลาวไปใชจะใชไดเฉพาะกรณีที่
1
q
a เปนจํานวนจริงเทานั้นซึ่งผูเรียนมักจะใชผิดอยูเสมอ เชน
ในการหาคา ( )2
3− ผูเรียนอาจจะทําดังนี้
( )2
3− = ( )[ ]2
1
2
3− = ( )





 ×
− 2
1
2
3 = –3
แลวผูเรียนจะสรุปวา ( )2
3− = –3 ซึ่งผิด เพราะวา
( )2
3− = 3− = 3
ขั้นตอนที่ผูเรียนทําผิดนั้นเนื่องจาก
1
(2 )
2( 3)
×
− =
2
23− =
1
22( 3 )− ซึ่ง
1
2( 3)− ไมเปน
จํานวนจริง จึงทําใหเกิดความผิดพลาดขึ้น
5. การคิดคํานวณเกี่ยวกับจํานวนที่มีกรณฑปรากฏอยู ผลลัพธสุดทายอาจจะเปนเศษสวน
ที่มีตัวสวนเปนจํานวนที่มีกรณฑอยูดวย เชน
5 2 5 2
3 1 2 3
+ −
×
− +
=
( ) ( )
( ) ( )3213
2525
+−
−+
=
32332
45
−−+
−
=
13
1
+
ผูสอนควรชี้แจงกับผูเรียนวาโดยทั่วไปนิยมเขียนผลลัพธขั้นสุดทายใหอยูในรูปที่มีตัวสวนเปนจํานวนที่ไม
มีกรณฑปรากฏอยู ซึ่งทําไดโดยหาจํานวนมาคูณทั้งตัวเศษและตัวสวน เชน จากตัวอยางขางตนอาจทําไดดัง
นี้
13
1
+
=
13
1
+
×
13
13
−
−
=
13
13
−
−
=
2
13 −
5
6. ในการหาคาประมาณถึงทศนิยมตําแหนงที่กําหนดให ใชวิธีประมาณตามที่นิยมกันทั่วไป
คือ ถาใหหาทศนิยมตําแหนงที่ n เวลาคํานวณใหหาถึงตําแหนงที่ n + 1 ถาตําแหนงที่ n + 1 มากกวา
หรือเทากับ 5 ก็ปดขึ้นไปรวมกับตําแหนงที่ n ถานอยกวา 5 ก็ตัดทิ้งไป เชน ตองการคําตอบโดยประมาณ
ถึงตําแหนงที่ 3 เวลาคํานวณใหหาคําตอบถึงทศนิยมตําแหนงที่ 4 แลวจึงปดหรือตัดทศนิยมตามที่ตองการ
เชน ถาหาคําตอบได 3.4547 ก็ตอบ 3.455 แตถาหาคําตอบได 3.4564 ก็ตอบ 3.456 เปนตน
7. สําหรับการหาคาลอการิทึมของจํานวนที่ไมอาจหาคาไดโดยตรงจากตารางในภาคผนวกของ
หนังสือเรียน ผูสอนไมควรเนนใหผูเรียนมีทักษะหรือวัดผลการเรียนรูในสวนนี้ ตัวอยางที่แสดงไวใน
หนังสือเรียนเพียงเพื่อใหผูเรียนสามารถหาคา log N ไดจากตารางเทานั้น สําหรับในทางปฏิบัติปจจุบัน
การประยุกตใชในสาขาวิชาอื่น การคํานวณหาคาลอการิทึมมักนิยมใชเครื่องคิดเลขหรือเครื่องชวยคํานวณ
ที่สามารถหาคาฟงกชันลอการิทึมไดโดยตรง ซึ่งทําใหสะดวกขึ้นมาก
8. ในหนังสือเรียนไดใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลไววาคือฟงกชัน y = ax
,
a > 0 , a ≠ 1 ผูเรียนอาจจะสงสัยวาฟงกชันตอไปนี้เปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลหรือไม
y = 5(2)x
y = 32x + 4
y = 5x
+ 2
y = –(
5
1 )x
+ 4
ผูสอนควรตอบผูเรียนวา โดยบทนิยามในหนังสือเรียน ฟงกชัน y = 5(2)x
และ
y = 32x + 4
เปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเพราะสามารถจัดใหอยูในรูป y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 ได
กลาวคือ
y = 32x + 4
= 3z
เมื่อ z = 2x + 4
y = 5(2)x
= 2k
⋅ 2x
เมื่อ 2k
= 5
= 2x + k
= 2z
เมื่อ z = x + k
การหาคา k ซึ่ง 2k
= 5 อาจจะหาไดจากการพิจารณากราฟของฟงกชัน y = 2x
ซึ่งมีเรนจเปน
จํานวนจริงบวก ดังนั้นเมื่อ y = 5 จะมีจํานวนจริงบวก k ซึ่ง 2k
= 5 และผูสอนอาจจะบอกผูเรียนเพิ่ม
เติมวาบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลที่ใหไวในหนังสือเรียนมีความหมายอยางหนึ่ง แตในหนังสือ
Mathematics Dictionary ของ James / James ไดใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลไวหลายความ
หมาย ซึ่งมีความหมายหนึ่งบอกวา ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือฟงกชันที่กําหนดโดยสมการที่มีตัวแปร
เปนเลขชี้กําลัง ดังนั้นโดยความหมายนี้ฟงกชัน y = 5x
+ 2 และ y = –(
5
1 )x
+ 4 จะเปนฟงกชัน
เอกซโพเนนเชียล
6
ผูสอนอาจจะใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชันดังกลาวขางตนเพื่อเปรียบเทียบกับกราฟของ
ฟงกชัน y = ax
วามีลักษณะเหมือนกันและแตกตางกันอยางไรบาง
9. พิจารณาฟงกชันลอการิทึม ( ){ }1a,0a,xalogyy,x ≠>= จะเห็นวาถา a มีคา
แตกตางกันจะไดฟงกชันลอการิทึมที่แตกตางกันดวย เชน ( ){ }xlogyy,x 3= กับ ( ){ }xlogyy,x 5=
เปนฟงกชันลอการิทึมที่แตกตางกัน หนังสือบางเลมจึงเรียก ( ){ }1a,0a,xalogyy,x ≠>= วา
ฟงกชันลอการิทึมฐาน a เชน เรียก { (x, y) | y = log2x } วาฟงกชันลอการิทึมฐาน 2
10. การหาคาลอการิทึมอาจหาไดหลายวิธี โดยอาศัยการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูป
เลขยกกําลังหรือใชสมบัติของลอการิทึม เชน การหาคาของ 9log
3
1 หาไดดังนี้
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 ในการหาคาลอการิทึม ผูสอนอาจแนะนําใหผูเรียนไดฝกหาคาหลาย ๆ วิธี ซึ่งจะทําให
ผูเรียนเขาใจเรื่องนี้ไดดียิ่งขึ้น
7
11. การหาคาลอการิทึมสามัญในหนังสือเรียนหัวขอ 1.6 ผูสอนควรใหผูเรียนสังเกตวา
ถา 1 ≤ N0 < 10 จะไดวา log 1 ≤ logN0 < log 10 เนื่องจากฟงกชันที่กลาวถึงเปนฟงกชันที่มีฐานเปนสิบ
ซึ่งเปนฟงกชันเพิ่มแตถาเปนฟงกชันลอการิทึมที่มีฐานนอยกวาหนึ่งจะสรุปเชนนี้ไมได เพราะวาฟงกชัน
ลอการิทึมที่ฐานมีคานอยกวาหนึ่งเปนฟงกชันลด เชน
2
1log 1 = 0
2
1log 4 = –2
2
1log 10 = –3.322 (โดยประมาณ)
จะเห็นวา 1 < 4 < 10
แต
2
1log 1 >
2
1log 4 >
2
1log 10
12. ในการหาแอนติลอการิทึมนั้นในหนังสือเรียนไมไดใหตารางแอนติลอการิทึมไว
เ พร า ะ
ตองการใหหาคาแอนติลอการิทึมของจํานวนจริงใด ๆ โดยอาศัยตารางลอการิทึมและวิธีการกลับกันกับ
การหาคาลอการิทึม กลาวคือ ถาให log N = A จะหาคา N หรือแอนติลอการิทึมของ A ไดโดยการ
จัดรูป A ใหอยูในรูป x + n เมื่อ 0 ≤ x < 1 และ n เปนจํานวนเต็ม แลวอาศัยสมบัติของลอการิทึม
หาคา N ได เชน
ถา 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. ในหนังสือเรียนหัวขอ 1.7 ไดกลาวถึงลอการิทึมฐาน e ซึ่งเรียกวา ลอการิทึมธรรมชาติหรือ
ลอการิทึมแบบเนเปยร ผูสอนอาจจะเลาใหผูเรียนฟงวา เหตุที่เรียกลอการิทึมฐาน e วาลอการิทึมแบบเนเปยร
เพราะวาผูที่คิดลอการิทึมฐาน e คือ จอหน เนเปยร (John Napier) นักคณิตศาสตรชาวสก็อต ซึ่งมีชีวิตอยู
ระหวางป ค.ศ. 1550 – 1617
14. เมื่อผูเรียนสามารถคํานวณคาประมาณโดยใชลอการิทึมไดแลว ผูสอนควรยกตัวอยางขอมูล
ทางสถิติใหผูเรียนคํานวณหาคาเฉลี่ยเรขาคณิต การยกตัวอยางดังกลาวนอกจากเปนการฝกทักษะในการ
คิดคํานวณแลว ยังทําใหผูเรียนไดเห็นประโยชนในการนําฟงกชันลอการิทึมไปใช เชน
8
จงหาคาเฉลี่ยเรขาคณิตของ 8.105 , 12.83 , 15.3 , 35.34
จาก คาเฉลี่ยเรขาคณิต (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. ในเรื่องฟงกชันลอการิทึมผูเรียนอาจจะสงสัยวาฟงกชันที่กําหนดเปนฟงกชันลอการิทึม
หรือไม เชน
y = log 3 (x – 2)
y = log 2 (x2
+ 2x – 5)
y = log 3 (x – 6) + 7
ผูสอนควรตอบผูเรียนวาฟงกชันที่สามารถจัดอยูในรูป y = log a z ได จะเปนฟงกชัน
ลอการิทึม ดังนั้น ฟงกชันทั้งสามขางตนจะเปนฟงกชันลอการิทึมเพราะวา
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
หมายเหตุ คําถามที่วาฟงกชันใดจะเปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลหรือเปนฟงกชันลอการิทึม
หรือไม เปนคําถามที่ไมควรถามผูเรียนเพราะมีบทนิยามหลายแบบ แตถาผูเรียนถาม
ผูสอนอาจจะตอบตามที่ยกตัวอยางไวขางตน
16. ในการแกสมการลอการิทึมจากโจทยที่กําหนดให เมื่อแกสมการจนไดคาของตัวแปรใน
สมการแลว คาที่หาไดบางคาอาจไมใชคําตอบของสมการลอการิทึม ตัวอยางเชน
ในการแกสมการ 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
โดยบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม สมการนี้จะมีความหมายก็ตอเมื่อ x > 0 และ x – 9 > 0
นั่นคือ x > 9 จะเปนเงื่อนไขหนึ่งของสมการดวย ซึ่งคา x = –1 ไมสอดคลองกับเงื่อนไขดังกลาว
ดังนั้น –1 จึงไมเปนคําตอบของสมการ แตถาแทนคา x = 10 จะไดสมการเปนจริง ดังนั้น 10 จึงเปน
คําตอบของสมการ
ดังนั้นในการสอนเรื่องการแกสมการลอการิทึม ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาจํานวนที่อยู
หลังคําวา log จะตองมากกวาศูนยเสมอ ซึ่งจะนําไปพิจารณาคาของตัวแปรที่หาไดวาคาใดควรเปนคําตอบ
ของสมการ และใหผูเรียนตรวจสอบคาเหลานี้วาคาใดเปนคําตอบของสมการ
17. ในการเรียนการสอนผูสอนอาจยกตัวอยางการนําลอการิทึมไปใชในเรื่องตาง ๆ โดยเฉพาะ
ในวิชาวิทยาศาสตร เชน การวัดระดับความเขมเสียง อัตราขยายกําลัง (power gain) ในวงจรขยาย
ดังรายละเอียดตอไปนี้
10
ก) การวัดระดับความเขมเสียงเปนการเปรียบเทียบความเขมเสียงที่มาจากแหลงกําเนิด
เสียง 2 แหลง ซึ่งจุดที่เปรียบเทียบจะตองอยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงทั้งสองแหลงเทากัน โดยปกติใช
ความเขมเสียงที่หูปกติเริ่มไดยินเปนเกณฑอางอิง คือ 10–12
w / m2
ระดับความเขมเสียงโดยทั่วไปจะบอก
ในหนวยของเบล *
(ใช B แทนคําวา “เบล” โดยนิยามวา)
N = log
0I
I (B)
เมื่อ N แทนระดับความเขมเสียงมีหนวยเปนเบล
I แทนความเขมเสียงที่ตองการวัดหรือเปรียบเทียบ
I0 แทนความเขมเสียงที่หูคนปกติเริ่มไดยิน ซึ่งเทากับ 10–12
w / m2
เนื่องจากเบลเปนหนวยที่ใหญมาก จึงนิยมใชเดซิเบล (1 เบล = 10 เดซิเบล) โดยทั่วไปจะใช
dB แทนคําวาเดซิเบล
ดังนั้น n = 10 log
0I
I (dB)
เมื่อ n แทนระดับความเขมเสียงมีหนวยเปนเดซิเบล
หมายเหตุ * เบล (Bel) คือหนวยซึ่งไมมีมิติ ใชสําหรับแสดงอัตราสวนของกําลัง (Power) สองคา
จํานวนเบลเปนคาลอการิทึมฐานสิบของอัตราสวนของกําลัง เมื่อกําหนดให P1 และ P2 แทนกําลังสอง
คา และ N แทนจํานวนเบลที่สอดคลองกับอัตราสวน P1 : P2 จะได
N = log
2
1
P
P
ข) ในวิชาอิเล็กทรอนิกสการออกแบบวงจรขยายสัญญาณไฟฟา จะมีการเปรียบเทียบ
กําลังของสัญญาณเขากับกําลังของสัญญาณออก ซึ่งเรียกวา อัตราขยายกําลัง
ซึ่ง G =
1
2
P
P
เมื่อ G แทนอัตราขยาย
P1 แทนกําลังของสัญญาณเขา
P2 แทนกําลังของสัญญาณออก
วงจรขยายสัญญาณเขา
(P1)
สัญญาณออก
(P2)
11
อัตราขยายกําลังของสัญญาณโดยทั่วไปจะนิยามในหนวยของเดซิเบล โดยนิยามวา
G′ = 10 log G = 10 log
1
2
P
P
เมื่อ G′ แทนอัตราขยายกําลังในหนวยของเดซิเบล
ตัวอยางเชน ถาวงจรมีอัตราขยายกําลัง 100 อัตราขยายกําลังในหนวยเดซิเบล คือ
G′ = 10 log 100 = 20 dB
บางครั้งอาจเปนการเปรียบเทียบในรูปของอัตราขยายกระแสไฟฟาหรือแรงดันไฟฟา
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 แทนกระแสไฟฟาของสัญญาณเขา
I2 แทนกระแสไฟฟาของสัญญาณออก
V1 แทนแรงดันไฟฟาของสัญญาณเขา
V2 แทนแรงดันไฟฟาของสัญญาณออก
กิจกรรมเสนอแนะ
เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม
1. ผูสอนใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้เพื่อเปนการทบทวนความหมายของเลขยกกําลัง
และการหาคาของเลขยกกําลังโดยใชทฤษฎีของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มบวก
23
⋅ 25
, (32
)4 , (2 ⋅ 5)3
, (
8
7 )2
, 7
3
3
3
, 7
4
3
3
2. ผูสอนทบทวนบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มลบและศูนย แลว
ใหผูเรียนหาคาของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มลบ โดยการทําใหเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม
บวกกอน เชน การใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้ 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 เปนจํานวนเต็มลบ
3. ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปทฤษฎีบทของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม
ซึ่งควรสรุปไดดังนี้
12
ถา a, b เปนจํานวนจริงที่ไมเปน 0 และ m , n เปนจํานวนเต็มแลว
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
เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะ
1. ผูสอนทบทวนความหมายของรากที่ n ของ x เมื่อ x เปนจํานวนจริงและ n เปน
จํานวนเต็มบวก โดยใหผูเรียนหา
รากที่สองของ 4 , 36 ,
25
1
,
4
49
รากที่สามของ 27 , –8 ,
64
1
,
125
8
แลวใหหาจํานวนจริงที่เปนรากที่ n ของ –16 และ –25 เมื่อ n เปนจํานวนคูบวก (ผูเรียนควรตอบไดวา
หาไมไดเพราะไมมีจํานวนจริงใดยกกําลังดวยจํานวนคูบวกแลวได –16 หรือ –25)
2. ผูสอนใหผูเรียนหาคาจํานวนตอไปนี้เพื่อเปนการทบทวนความหมายของกรณฑ
49− , 3 27− , 5
32
1
− ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวา n x จะเปนจํานวนจริงเมื่อ
2.1 x เปนจํานวนจริงที่ไมนอยกวาศูนย
หรือ 2.2 x < 0 และ n เปนจํานวนคี่
ดังนั้น ถาจะให n x ที่กลาวถึงเปนจํานวนจริงไมวา n จะเปนจํานวนเต็มบวกใด ๆ จะตองกําหนดให
x > 0 เทานั้น
3. ผูสอนบอกนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปน
n
1
เมื่อ n เปนจํานวนเต็มที่มากกวา 1
และบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะแลวใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้
( )3
1
27 , ( )4
3
16 , 3
2
125
8






4. ผูสอนใหผูเรียนหาคาของเลขยกกําลังแตละคูที่กําหนดให เชน ( 2
27 ) 3
1
และ ( 3
1
27 )2
,
13
[(
81
16
)3
] 5
1
และ [(
81
16
) 5
1
]3
และใหสังเกตวาผลที่ไดเทากันหรือไม (ผูเรียนควรสรุปไดวาเทากัน)
จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปเปนกรณีทั่วไปวา ( q
1
a )p
= (ap
) q
1
เมื่อ a > 0 , p และ q
เปนจํานวนเต็มที่ q > 0
5. กอนจะสอนการพิสูจน ผูสอนควรใหผูเรียนฝกหาคาของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปน
จํานวนตรรกยะโดยอาศัยบทนิยาม โดยอาจสอนตามลําดับขั้นดังนี้
5.1 ผูสอนกําหนดเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะแลวใหผูเรียนเปลี่ยนเลข
ชี้กําลังใหมีตัวสวนเปนจํานวนเต็มบวกที่กําหนดให เชน ผูสอนใหผูเรียนเขียน 5 3
2
ใหตัวสวนของ
เลขชี้กําลังเปน 12 ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
5 3
2
= 5 4
4
3
2
×
= 512
8
จากนั้นผูสอนอาจยกตัวอยางในทํานองเดียวกันเพิ่มเติม เชน ใหผูเรียนเขียน 45
1
และ (
3
2
) 7
6
ใหตัวสวนของเลขชี้กําลังเปน 15 และ 28 ตามลําดับ
6. ผูสอนทบทวนสมบัติของรากที่ n ที่ผูเรียนเคยเรียนมาแลววา ถา x > 0 , y > 0 แลว
nn yx ⋅ = n xy และ
n
n
y
x
= n
y
x
ดังนั้น อาศัยบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะจะไดวา
n
1
n
1
yx ⋅ = (xy) n
1
และ
n
1
n
1
y
x
= (
y
x
) n
1
การบวก ลบ คูณ และหารเลขยกกําลังและการแกสมการที่มีเครื่องหมายกรณฑอันดับสอง
1. ในการสอนการบวก ลบ เลขยกกําลัง ผูสอนอาจสอนตามลําดับดังนี้
1.1 ผูสอนใหผูเรียนเขียน (24)3
1
และ (576)6
1
ใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเปน 3
และเลขชี้กําลังเปน
3
1
พรอมทั้งหาผลบวกของ (24)3
1
และ (576)6
1
ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
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 ผูสอนใหผูเรียนหาผลบวกของ (20)3
1
และ (24)3
1
โดยใหผลลัพธเปนเลขยกกําลัง
จํานวนเดียว ซึ่งผูเรียนควรบอกไดวาหาไมไดเพราะเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนเขียนใหอยูในรูปเลขยก
กําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันไมได
1.3 ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวาเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนจะบวกหรือลบกันใหได
ผลลัพธเปนเลขยกกําลังจํานวนเดียวเมื่อสามารถเขียนเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนใหอยูในรูปจํานวนจริง
คูณดวยเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันได
2. ในการสอนเรื่องการคูณและการหารเลขยกกําลัง ผูสอนอาจใชวิธีการสอนตามลําดับ
ขั้นดังนี้
2.1 ผูสอนใหผูเรียนเขียน
1
2(27) และ (24)3
1
ใหอยูในรูปจํานวนจริงคูณดวยเลขยกกําลัง
ที่มีฐานเทากัน พรอมทั้งหาคา
1
2(27) ⋅ (24)3
1
และ
( )
( )3
1
2
1
24
27
ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
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 ผูสอนใหผูเรียนเขียน 43
1
และ 5 4
1
ใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเทากัน
พรอมทั้งหาคา 43
1
⋅ 5 4
1
และ
4
1
3
1
5
4
ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
43
1
= 4





 ×
4
4
3
1
= (44
)12
1
= (256)12
1
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 ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวาเลขยกกําลังสองจํานวนคูณกันหรือหารกันจะได
ผลลัพธเปนเลขยกกําลังจํานวนเดียว เมื่อเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนเขียนใหอยูในรูปจํานวนจริงคูณดวย
เลขยกกําลังที่มีฐานเทากันหรือเลขชี้กําลังเทากันได
3. ในการสอนเรื่องการทําจํานวนที่อยูในรูปเศษสวนใหตัวสวนเปนจํานวนที่ไมมีกรณฑ
ปรากฏอยู อาจทําไดดังนี้
3.1 ผูสอนบอกผูเรียนวาในการคิดคํานวณเกี่ยวกับเลขยกกําลังนิยมเขียนผลลัพธ
สุดทายใหอยูในรูปจํานวนที่ตัวสวนไมมีกรณฑ เชน
2
1
นิยมเขียนเปน
2
2
3.2 ผูสอนฝกใหผูเรียนหาจํานวนซึ่งเมื่อนําไปคูณกับจํานวน เชน 2 , (3)3
1
, x ,
( 23 − ) , ( yx − ) และ ( 52x +− ) ไดผลลัพธเปนจํานวนที่ไมมีกรณฑปรากฏอยู ซึ่ง
ผูเรียนควรทําไดดังนี้
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. การสอนการแกสมการที่ตัวแปรอยูในรูปเลขยกกําลัง อาจทําไดดังนี้
4.1 ผูสอนและผูเรียนชวยกันแกสมการดังตัวอยางในหนังสือเรียน
4.2 ผูสอนใหผูเรียนตรวจสอบคาตัวแปรที่ไดจากสมการ
4.3 ผูสอนควรบอกกับผูเรียนวาในการแกสมการที่ตัวแปรอยูในรูปเลขยกกําลัง
เมื่อไดคาตัวแปรแลวตองตรวจสอบทุกครั้งวาคาตัวแปรที่ไดมานั้นคาใดบางเปนคําตอบของสมการ
16
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
1. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของความสัมพันธ
y = (
2
1
)x
y = 5x
y = 2x
2. ผูสอนใหผูเรียนชวยกันพิจารณาวาความสัมพันธ y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 จะเปน
ฟงกชันหรือไม ซึ่งผูเรียนควรสรุปไดวาเปนฟงกชัน โดยอาศัยการพิจารณากราฟที่ไดในขอ 1
3. ผูสอนบอกผูเรียนวาฟงกชัน y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 เรียกวา ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล
4. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชัน y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 โดยกําหนดให a เปน
3
1
,
2
1
, 3 , 4 และ 10 ลงในระบบแกนมุมฉากเดียวกัน ผูสอนและผูเรียนพิจารณากราฟแลวชวยกัน
สรุปขอสังเกตที่สําคัญเกี่ยวกับฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ซึ่งผูเรียนควรสรุปไดดังนี้
4.1 กราฟของฟงกชัน y = ax
, a > 0 , a ≠ 1 จะผานจุด (0 , 1) เสมอ ทั้งนี้เพราะ
a0
= 1
4.2 ถา a > 1 แลว y = ax
เปนฟงกชันเพิ่ม
ถา 0 < a < 1 แลว y = ax
เปนฟงกชันลด
4.3 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนฟงกชัน 1 – 1 จาก R ไปทั่วถึง R+
4.4 โดยสมบัติของฟงกชัน 1 – 1 จะไดวา
ax
= ay
ก็ตอเมื่อ x = y
ฟงกชันลอการิทึม
1. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาฟงกชันเอกซโพเนนเชียล {(x , y)  y = ax
, a > 0 , a ≠ 1}
แลวใหตอบคําถามตอไปนี้
1.1 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนฟงกชัน 1 – 1 หรือไม (เปน)
1.2 โดเมนและเรนจของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือเซตใด (เซตของจํานวนจริงและเซต
ของจํานวนจริงบวกตามลําดับ)
1.3 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลมีฟงกชันผกผันหรือไม เพราะเหตุใด (มี เพราะเปนฟงกชัน
1 – 1 )
1.4 ฟงกชันผกผันของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือเซตใด ({(x , y)x = ay
, a > 0, a ≠ 1})
17
จากคําตอบขอนี้ ผูสอนบอกผูเรียนวาฟงกชันผกผันของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล เรียกวา
ฟงกชันลอการิทึมซึ่งเขียนแทนดวย logax
ดังนั้น logax = {(x , y)  x = ay
, a > 0 , a ≠ 1}
2. ถา f เปนฟงกชัน และ (x , y) ∈ f จะไดวา y = f(x) ดังนั้น ถา (x, y) ∈ loga ผูเรียน
ควรบอกไดวา y = logax ผูสอนบอกผูเรียนวาเรานิยมเขียนเปน y = logax และอานวาลอการิทึมของ
เอกซฐานเอ หรือ ลอกเอกซฐานเอ จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม
3. จากที่ไดวา {(x , y) x = ay
, a > 0, a ≠ 1} และ {(x, y)  log a x = y , a > 0 , a ≠ 1}
เปนฟงกชันเดียวกัน จะไดวา x = ay
และ y = logax มีความหมายอยางเดียวกัน โดยอาศัยขอสรุปนี้
ผูสอนใหผูเรียนเขียนสมการของจํานวนจริงที่เขียนในรูปเลขยกกําลัง เชน 81 = 34
,
32
1
= (
2
1
)5
,
1000 = 103
, 0.001 = 10–3
ใหอยูในรูปลอการิทึม และเขียนสมการเชน log100.001 = -3 ,
log10100 = 2 , log5125 = 3 ใหอยูในรูปเลขยกกําลัง
4. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชัน y = logax เมื่อ a > 0 และ a ≠ 1 โดยกําหนดคา a
ใหแตกตางกัน เชน
5
1
,
3
1
, 3 , 4 และ 10 ลงในระบบแกนมุมฉากเดียวกัน ผูสอนและผูเรียนพิจารณา
กราฟแลวชวยกันสรุปขอสังเกตที่สําคัญเกี่ยวกับฟงกชันลอการิทึม ซึ่งควรสรุปไดดังนี้
4.1 กราฟของฟงกชัน y = logax จะผานจุด (1, 0) เสมอ ทั้งนี้เพราะวา loga1 = 0
4.2 ถา a > 0 แลว y = logax เปนฟงกชันเพิ่ม
ถา 0 < a < 1 แลว y = logax เปนฟงกชันลด
4.3 ฟงกชันลอการิทึมเปนฟงกชัน 1 – 1 จาก R+
ไปทั่วถึง R
4.4 โดยอาศัยสมบัติของฟงกชัน 1 – 1 จะไดวา
logax = logay ก็ตอเมื่อ x = y
5. ผูสอนและผูเรียนชวยกันพิสูจนสมบัติของลอการิทึม โดยอาศัยทฤษฎีบทของเลขยกกําลัง
และการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูปเลขยกกําลัง
ลอการิทึมสามัญ
1. ผูสอนบอกผูเรียนวาลอการิทึมที่ใชมากในการคํานวณเกี่ยวกับการคูณ หาร เลขยกกําลัง
คือลอการิทึมฐานสิบ ซึ่งเรียกวาลอการิทึมสามัญ การเขียนลอการิทึมสามัญนิยมเขียนโดยไมมีฐานกํากับ
เชน log105 เขียนแทนดวย log 5
log10N เขียนแทนดวย log N
2. ผูสอนทบทวนการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูปเลขยกกําลังและสมบัติของลอการิทึม
18
แลวใหผูเรียนหาคาลอการิทึมของจํานวนที่เขียนไดในรูป 10n
เมื่อ n เปนจํานวนเต็ม เชน log 10 ,
log 100 , log 1000 , log 1 , log 0.1 , log 0.01 , log 0.001
จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปการหาคา log 10n
เมื่อ n เปนจํานวนเต็ม ซึ่งควรสรุป
ไดวา log 10n
= n
3. ผูสอนใหผูเรียนเขียนจํานวนเชน 15600 , 1240 , 154 , 5.74 , 0.024 , 0.0036 ใหอยูในรูป
N0 × 10n
เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็ม แลวชวยกันสรุปวาสําหรับจํานวนจริงบวก N ใด ๆ
จะเขียน N ใหอยูในรูป N0 × 10n
เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็มไดเสมอ
4. ผูสอนแสดงการหาคา 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
ในทางกลับกันถากําหนดให log N = 3.7559 และ log 5.7 = 0.7559 จะหาคา N
ไดอยางไร
ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวิธีหาคา N เมื่อทราบคา log N โดยอาศัยตัวอยางขางตน
ผูสอนบอกผูเรียนวาคาที่หาไดเรียกวาแอนติลอการิทึมของ log N
การใชตารางลอการิทึม
1. ผูสอนบอกผูเรียนวาตารางลอการิทึมสามัญในภาคผนวกของหนังสือเรียนเปนตารางที่แสดงคา
ลอการิทึมสามัญของจํานวนตั้งแต 1.00 – 9.99 ซึ่งเปนทศนิยม 4 ตําแหนงและเปนคาโดยประมาณ
ผูสอนบอกวิธีใชตารางเพื่อหาคา log 2.59 ซึ่งจะได log 2.59 = 0.4133 พรอมทั้งฝกให
ผูเรียนหาลอการิทึม เชน log 1.12 , log 2.64 , log 3.04 , log 8.76 และ log 9.47
2. ผูสอนใหผูเรียนหาคา log 348 , log 5670 , log 0.597 และ log 0.00978 โดยอาศัยวิธี
การเขียนจํานวนจริง N ใหอยูในรูป N0 × 10n
เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็ม ซึ่งจะได
log N = log N0 + n แลวใหหาคา log N0 จากตารางตามวิธีในขอ 1
3. ผูสอนถามผูเรียนวาจะหาคา log 76.54 ตามวิธีการที่กลาวมาแลวในขอ(2)ไดหรือไม ซึ่งผูเรียน
ควรตอบวาหาคา log 76.54 โดยตรงจากตารางไมได ผูสอนแนะนําวิธีหาคา log 76.54 ตามวิธีดังตัวอยาง
ในหนังสือเรียน
การเปลี่ยนฐานลอการิทึม
1. ผูสอนใหผูเรียนหาคา log5 25 , log2 64 , log3 81 ซึ่งผูเรียนควรหาไดดังนี้
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
แลวถามผูเรียนวาจะหาคา log5 45 โดยวิธีเดียวกับวิธีขางตนไดหรือไม ซึ่งผูเรียนควรตอบไดวาหาไมได
เพราะเราไมทราบวา 5 ยกกําลังอะไรจึงจะเทากับ 45
ผูสอนบอกผูเรียนวา เนื่องจากเราสามารถหาคาลอการิทึมสามัญของจํานวนจริงไดโดยอาศัย
ตาราง ดังนั้นเราอาจจะหาคา 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
จะเห็นวา log5 25 , log2 64 , log3 81 หาคาไดโดยตรง กลาวคือไมตองอาศัยตารางลอการิทึม
สามัญ สวน log 5 45 ไมอาจจะหาคาไดโดยตรง แตอาจจะหาคาไดโดยวิธีการขางตนซึ่งตองเปลี่ยนฐาน
ลอการิทึมใหเปนฐานสิบกอน เพราะตองอาศัยตารางลอการิทึมสามัญ
จากวิธีการเปลี่ยน log5 45 ใหเปนลอการิทึมฐานสิบขางตน จะเห็นวาอาจจะเปลี่ยนฐานของ
log5 45 ใหเปนลอการิทึมฐาน b ใด ๆ ก็ได
2. ผูสอนใหผูเรียนเปลี่ยน logax ใหอยูในรูปลอการิทึมฐาน b เมื่อ a > 0 และ a ≠ 1
โดยวิธีการทํานองเดียวกันกับการเปลี่ยน log5 45 ใหอยูในรูปลอการิทึมสามัญในขอ 1 ขางตน ซึ่งผูเรียน
ควรสรุปไดวา
logax =
alog
xlog
b
b
20
ตัวอยางแบบทดสอบในเรื่องนี้ จะเนนการนําความรูเอกซโพเนนเชียล และลอการิทึมไปแก
ปญหา จึงไมไดยกตัวอยางแบบทดสอบตามเนื้อหาในแตละหัวขอ
ตัวอยางแบบทดสอบประจําบท
1. ให 2x+1
+ 2x
= 3y+2
– 3y
โดยที่ x และ y เปนจํานวนเต็ม จงหาคา x
2. ถา logba = c และ logxb = c แลว logax เทากับเทาไร
3. จงหาคาของ x จากสมการ log3(log2x) = 2
4. จงหาคา x ทั้งหมดที่ทําให log5(x – 2) + log5(x – 6) = 1
5. ถา a2
+ b2
= 7ab จงพิสูจนวา a b
log( )
3
+
= 1
(loga log b)
2
+
6. กําหนดใหจุด A(x1, y1) และจุด B(x2, y2) เปนจุดสองจุดบนกราฟ y = log x ใหจุด D เปนจุด
กึ่งกลางของสวนของเสนตรง AB ซึ่งเมื่อลากเสนตรงขนานกับแกน X ผานจุด D เสนตรงเสนนี้
จะไปตัดกราฟ y = log x ที่จุด C(x3, y3) จงพิสูจนวา 2
3x = x1x2
7. กําหนดคาของ 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
จงหาชวงของคา log 3 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให
8. จงหาคาของ x จากสมการ logx(19x – 30) = 3
9. โรงงานคอมพิวเตอรแหงหนึ่งพบวา เมื่อจายเงิน x ลานดอลลาร ในการทําวิจัยจะได
กําไร P(x) ลานดอลลาร ซึ่ง P(x) = 20 + 5 log3(x + 3) อยากทราบวาบริษัทควรจะลงทุนในการ
ทําวิจัยเทาไร จึงจะไดกําไร 40 ลานบาท
21
เฉลยตัวอยางแบบทดสอบ
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
เนื่องจากฐานตางกัน กําลังตองเทากับ 0 จึงจะทําใหสมการเปนจริง
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 ไมสามารถหาคาได เพราะไมไดนิยามลอการิทึมของจํานวนลบไว
ดังนั้น x = 7
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 เปนจุดบนกราฟ y = log x
ดังนั้น y1 = log x1 , y2 = log x2, y3 = log x3
และจุด D เปนจุดกึ่งกลางของสวนของเสนตรง 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 เปนเสนตรงที่ขนานกับแกน 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 ใหลอการิทึมที่กําหนดในโจทยเปนลอการิทึมฐาน 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
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
หาขอบเขตลาง ของ log103 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให
จะพบวา 315
> 107
นั่นคือ 15 log103 > 7
log103 > 7
15
log103 > 0.466
หาขอบเขตบนของ log103 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให
จะพบวา 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 เปนตัวประกอบของ x3
– 19x + 30
ดังนั้น (x – 2)(x – 3)(x + 5) = 0
x = 2, 3 หรือ –5
แต x = –5 ไมสามารถหาคาไดเพราะไมไดนิยามลอการิทึมของจํานวนลบไว
ดังนั้น x = 2 หรือ x = 3
9. โจทยตองการหาคา x ซึ่งทําให P(x) = 40
จะไดวา 20 + 5log3(x + 3) = 40
5log3(x + 3) = 20
log3(x + 3) = 4
ดังนั้น x + 3 = 34
x = 78
24
เฉลยแบบฝกหัด 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 เชน ถา x = 1, xm
+xn
= 1m
+ 1n
= 2
แต xm+n
= 1(m + n)
= 1
5) จริง
เฉลยแบบฝกหัด 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
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
เฉลยแบบฝกหัด 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
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
ไมมีจํานวนจริงใดเปนคําตอบของสมการ
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
เนื่องจากเมื่อแทนคา x = 2 ลงในสมการจะได
2 7+ = 3
และ 2 – 5 = –3
3 ≠ –3
ดังนั้น คําตอบของสมการคือ x = 9
27
5) x 7+ = 3x 1+
x + 7 = 3x + 1
2x = 6
x = 3
6) x 1 x+ − = 2
x 1+ = 2 + x
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
x + 1 = 4 4 x x+ +
–3 = 4 x
3
4
− = x
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
9
16
= x
ตรวจสอบคําตอบ
x 1 x+ − = 9 9
1
16 16
+ −
= 5 3
4 4
−
= 1
2
≠ 2
แสดงวา คา x ที่ไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
7) x 3− = x 3−
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
x – 3 = x 6 x 9− +
–12 = 6 x−
2 = x
4 = x
ตรวจสอบคา x ที่ไดวาสอดคลองกับสมบัติที่กําหนดใหหรือไม
x 3− = 4 3− = 1 = 1
x 3− = 4 3− = 2 – 3 = –1 ≠ x 3−
28
แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
8) x 12 x+ + = 2
x 12+ = 2 x−
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
x + 12 = 4 4 x x− +
8 = 4 x−
–2 = x
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
4 = x
ตรวจสอบคําตอบ
x 12 x+ + = 4 12 4+ +
= 16 4+
= 4 + 2
= 6 ≠ 2
แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
9) 2
x 21− + = x + 3
ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได
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− +
แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให
ดังนั้น เซตคําตอบคือ { }
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
−
เนื่องจากเมื่อแทนคา x = 5
3
− ลงในสมการจะได
x 7 x 2+ + + = 5 5
7 2
3 3
− + + − +
30
= 16 1
3 3
+
= 5
3
6x 13+ = 5
6( ) 13
3
− +
= 29
3
≠ 5
3
ดังนั้น คําตอบของสมการคือ x = 2
เฉลยแบบฝกหัด 1.4
1. 1) y = 5x
เปนฟงกชันเพิ่ม
2) y = x1
( )
2
เปนฟงกชันลด
6
X
Y
4
2
–5 5
5
X
Y
4
3
2
1
–2 2–1 1
–1
31
3) y = 3–x
= x
1
3
= x1
( )
3
เปนฟงกชันลด
4) y = 42x
เปนฟงกชันเพิ่ม
5) y = x1
( )
4
เปนฟงกชันลด
6
4
2
–5 5
X
Y
8
X
Y
6
4
2
–5 5
6
4
2
X
Y
5
32
6) y = x4
( )
3
เปนฟงกชันเพิ่ม
7) y = 2x1
( )
3
เปนฟงกชันลด
8) y = x3
( )
4
เปนฟงกชันลด
6
X
Y
4
2
–5 5
6
X
Y
4
2
–5 5
6
X
Y
4
2
–5 5
33
2. 1) {2} 2) {–3}
3) { 1
2
} 4) {–4}
5) {3} 6) {–3}
7) {xx ≤ 3} 8) {xx < –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 หมายความวา เมื่อเวลาผานไป 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
แทนคา y = 9 และ x = 2 จะได
9 = a2
a = 3
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = 3x
2) จาก y = ax
แทนคา y = 1
5
และ x = –1 จะได
1
5
= a–1
34
a = 5
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = 5x
3) จาก y = ax
แทนคา y = 1
16
และ x = 2 จะได
1
16
= a2
a = 1
4
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = x1
( )
4
4) จาก y = ax
แทนคา y = 8 และ x = –3 จะได
8 = a–3
a = 1
2
ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ 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
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
5) y = 10-x
เฉลยแบบฝกหัด 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
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
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
5. 1) 32 2) 100
3) 10 4) 2
5) 36
เฉลยแบบฝกหัด 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) ถา t = 0 ชั่วโมง, q = 2(30
) = 2 พันตัว
ดังนั้น จํานวนเดิมของแบคทีเรียเทากับ 2,000 ตัว
2) ถา 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
คาลอการิทึมตางกัน 0.0018 จํานวนจริงตางกัน 0.01
คาลอการิทึมตางกัน 0.00031 จํานวนจริงตางกัน 0.01 0.00031
0.0018
×
= 0.00172
log 2.40172 = 0.38051
log q = log 2.40172
q = 2.4017 พันตัว
ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 10 นาที เทากับ 2,401 ตัว
3) วิธีที่ 1
ถา 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
คาลอการิทึมตางกัน 0.0012 จํานวนจริงตางกัน 0.01
คาลอการิทึมตางกัน 0.00045 จํานวนจริงตางกัน 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
แทนคา t = 1
2
ชั่วโมง
จะได q =
1
22(3 )
= 2 3
= 3.464 พันตัว
= 3,464 ตัว
ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 30 นาที เทากับ 3,464 ตัว
4) ถา t = 1 ชั่วโมง, q = 2(3)
= 6 พันตัว
ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 1 ชั่วโมง เทากับ 6,000 ตัว
4. วิธีที่ 1
ถา 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
คาลอการิทึมตางกัน 0.0024 จํานวนจริงตางกัน 0.01
คาลอการิทึมตางกัน 0.0002 จํานวนจริงตางกัน 0.01 0.0002
0.0024
×
= 0.00083
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 คาบของการแกวงเทากับ 1.829 วินาที
เฉลยแบบฝกหัด 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
เฉลยแบบฝกหัด 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
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 ซึ่งไมเปนจริง
x = ±1
43
2) 4x3
e–3x
– 3x4
e–3x
= 0
x3
e–3x
(4 – 3x) = 0
ดังนั้น x3
e–3x
= 0 หรือ 4 – 3x = 0
ถา 4 – 3x = 0
x = 4
3
ถา x3
e–3x
= 0
x = 0
ดังนั้น x มีคา 0 หรือ 4
3
3) e2x
– 3ex
+ 2 = 0
(ex
– 1)(ex
– 2) = 0
ดังนั้น ex
= 1 หรือ ex
= 2
ถา e x
= 1 ถา 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 มีคา 0 หรือ 0.6931
4) e4x
+ 4e2x
– 21 = 0
(e2x
– 3)(e2x
+ 7) = 0
ดังนั้น e2x
= 3 หรือ e2x
= –7 หาคาไมได
ถา e2x
= 3
2x log e = log 3
x = log3
2loge
= 0.4771
2(0.4343)
= 0.5493
ดังนั้น x มีคา 0.5493
44
5) 22x+2
– 9(2x
) + 2 = 0
(2x
– 2)(22
⋅2x
– 1) = 0
ดังนั้น 2x
= 2 หรือ 2x
= 1
4
ถา 2x
= 2 ถา 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 มีคา 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
ถา 3x
= 9 ถา 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 มีคา 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
(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
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
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
x =
1
25
−
= 1
25
10) log2(log3x) = 4
log3x = 16
x = 316
แบบฝกหัด 1.9
1. 1) n(3) = 500e0.45(3)
= 500 × e1.35
= 1928.7128
เมื่อเวลาผานไป 3 ชั่วโมง จํานวนแบคทีเรียจะมีประมาณ 1,929 ตัว
2) ใหเวลานาน 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
เปนเวลานานประมาณ 7 ชั่วโมง จึงจะมีแบคทีเรีย 10,000 ตัว
2. 1) จากนิยามการเติบโตของจํานวนประชากร
n(t) = n0ert
ในปนี้ n0 = 112,000
r =
100
4 = 0.04
ดังนั้น n(t) = 112,000e (แทนคา e = 2.718)
เมื่อเวลาผานไป t ป จํานวนประชากรของจังหวัดนี้จะมีประมาณ 304,416 คน
49
2) n(3) = 112,000e0.04(3)
= 112,000e0.12
= 126279.6474
หลังจากเวลาผานไป 3 ป จะมีจํานวนประชากรประมาณ 126280 คน
3) ใหเมื่อผานไป 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 เมื่อผานไป 15 ป
3. 1) จากสมการ m(t) = moe–rt
ในปนี้ m0 = 10
r = 30
2nl
≈ 0.0231
ดังนั้น จํานวนซีเซียมที่เหลือเมื่อเวลาผานไป t ป คือ 10e–0.0231t
2) จากสมการ m(t) = 10e–0.0231t
m(80) = 10e–0.0231(80)
= 1.5753
ดังนั้น จํานวนซีเซียมที่เหลือเมื่อเวลาผานไป 80 ป คือ 1.5753 กรัม
3) ใหเวลานาน 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 เมื่อเวลาผานไป 70 ป
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 รถไฟฟามีความเขมเสียง 107.8
วัตต / ตารางเมตร

More Related Content

What's hot

สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]Chanunya Chompoowong
 
แผน 5 นวัตกรรม
แผน 5 นวัตกรรม แผน 5 นวัตกรรม
แผน 5 นวัตกรรม Jirathorn Buenglee
 
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3  เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3 วรรณิภา ไกรสุข
 
สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวPiyanouch Suwong
 
ใบงานลำดับและอนุกรม
ใบงานลำดับและอนุกรมใบงานลำดับและอนุกรม
ใบงานลำดับและอนุกรมaossy
 
ข้อสอบ O-NET ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน
ข้อสอบ O-NET  ความสัมพันธ์และฟังก์ชันข้อสอบ O-NET  ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน
ข้อสอบ O-NET ความสัมพันธ์และฟังก์ชันsawed kodnara
 
คู่มือการใช้นวัตกรรม แผน4
คู่มือการใช้นวัตกรรม  แผน4คู่มือการใช้นวัตกรรม  แผน4
คู่มือการใช้นวัตกรรม แผน4Jirathorn Buenglee
 
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3  เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3 วรรณิภา ไกรสุข
 
การแยกตัวประกอบพหุนาม
การแยกตัวประกอบพหุนามการแยกตัวประกอบพหุนาม
การแยกตัวประกอบพหุนามAon Narinchoti
 
เตรียมสอบ O net 57 คณิตชุด2
เตรียมสอบ O net 57  คณิตชุด2เตรียมสอบ O net 57  คณิตชุด2
เตรียมสอบ O net 57 คณิตชุด2jutarattubtim
 
เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558
เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558
เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558ครู กรุณา
 
[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456
[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456
[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456kanjana2536
 

What's hot (20)

สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
สรุปเนื้อหาฟิสิกส์ 1 [ครูแดง Physics Plus Astronomy]
 
แผน 5 นวัตกรรม
แผน 5 นวัตกรรม แผน 5 นวัตกรรม
แผน 5 นวัตกรรม
 
30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์
30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์
30 ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ตอนที่1_ความสัมพันธ์
 
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3  เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
 
38 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่1_เลขยกกำลัง
38 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่1_เลขยกกำลัง38 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่1_เลขยกกำลัง
38 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่1_เลขยกกำลัง
 
สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
 
Basic m2-2-chapter1
Basic m2-2-chapter1Basic m2-2-chapter1
Basic m2-2-chapter1
 
ใบงานลำดับและอนุกรม
ใบงานลำดับและอนุกรมใบงานลำดับและอนุกรม
ใบงานลำดับและอนุกรม
 
59 ลำดับและอนุกรม ตอนที่1_ลำดับ
59 ลำดับและอนุกรม ตอนที่1_ลำดับ59 ลำดับและอนุกรม ตอนที่1_ลำดับ
59 ลำดับและอนุกรม ตอนที่1_ลำดับ
 
01real
01real01real
01real
 
ข้อสอบ O-NET ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน
ข้อสอบ O-NET  ความสัมพันธ์และฟังก์ชันข้อสอบ O-NET  ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน
ข้อสอบ O-NET ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน
 
คู่มือการใช้นวัตกรรม แผน4
คู่มือการใช้นวัตกรรม  แผน4คู่มือการใช้นวัตกรรม  แผน4
คู่มือการใช้นวัตกรรม แผน4
 
คณิตเพิ่ม ม6 เล่ม2 - บทที่ 1
คณิตเพิ่ม ม6 เล่ม2 - บทที่ 1คณิตเพิ่ม ม6 เล่ม2 - บทที่ 1
คณิตเพิ่ม ม6 เล่ม2 - บทที่ 1
 
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3  เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
เรื่อง บทเรียนสำเร็จรูปเรื่อง อสมการ ม.3
 
การแยกตัวประกอบพหุนาม
การแยกตัวประกอบพหุนามการแยกตัวประกอบพหุนาม
การแยกตัวประกอบพหุนาม
 
เตรียมสอบ O net 57 คณิตชุด2
เตรียมสอบ O net 57  คณิตชุด2เตรียมสอบ O net 57  คณิตชุด2
เตรียมสอบ O net 57 คณิตชุด2
 
เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558
เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558
เฉลยข้อสอบโอเน็ตคณิตศาสตร์ ม.6 ปีการศึกษา 2558
 
คณิต
คณิตคณิต
คณิต
 
Sk7 ma
Sk7 maSk7 ma
Sk7 ma
 
[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456
[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456
[สรุปสูตร] สรุปสูตรคณิตศาสตร์เพิ่มเติม ม456
 

Similar to Add m5-1-chapter1

สื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟสื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟKanchanid Kanmungmee
 
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวการประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวkrusongkran
 
เจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบทเจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบทTutor Ferry
 
เจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบทเจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบทChokchai Taveecharoenpun
 
บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว sawed kodnara
 
กฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลังกฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลังNiwat Namisa
 
แผนที่
แผนที่แผนที่
แผนที่Cha Rat
 
แผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็ม
แผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็มแผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็ม
แผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็มJirathorn Buenglee
 
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์PumPui Oranuch
 

Similar to Add m5-1-chapter1 (20)

39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...
39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...
39 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่2_ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอ...
 
Basic algebra
Basic algebraBasic algebra
Basic algebra
 
สื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟสื่อเรื่องกราฟ
สื่อเรื่องกราฟ
 
Random 121009010211-phpapp02
Random 121009010211-phpapp02Random 121009010211-phpapp02
Random 121009010211-phpapp02
 
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียวการประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
การประยุกต์ของสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
 
เจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบทเจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกแนวข้อสอบPat1 พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
 
เจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบทเจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
เจาะลึกการออกข้อสอบ Pat1 คณิตศาสตร์พร้อมสรุปสูตรและทฤษฎีครบทุกบท
 
บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
บทที่ 4 สมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
 
กฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลังกฎของเลขยกกำลัง
กฎของเลขยกกำลัง
 
Unit3
Unit3Unit3
Unit3
 
A samakran
A samakranA samakran
A samakran
 
Unit2
Unit2Unit2
Unit2
 
แผนที่
แผนที่แผนที่
แผนที่
 
40 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่3_ลอการิทึม
40 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่3_ลอการิทึม40 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่3_ลอการิทึม
40 ฟังก์ชันชี้กำลังและฟังก์ชันลอการิทึม ตอนที่3_ลอการิทึม
 
Add m2-1-chapter3
Add m2-1-chapter3Add m2-1-chapter3
Add m2-1-chapter3
 
51 ตรีโกณมิติ ตอนที่8_ฟังก์ชันตรีโกณมิติผกผัน
51 ตรีโกณมิติ ตอนที่8_ฟังก์ชันตรีโกณมิติผกผัน51 ตรีโกณมิติ ตอนที่8_ฟังก์ชันตรีโกณมิติผกผัน
51 ตรีโกณมิติ ตอนที่8_ฟังก์ชันตรีโกณมิติผกผัน
 
19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ
19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ
19 จำนวนจริง ตอนที่6_เทคนิคการแก้อสมการ
 
แผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็ม
แผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็มแผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็ม
แผน 4 นวัตกรรม บูรณาการเรื่องสมบัติของจำนวนเต็ม
 
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
บทที่ 1.ทบทวนคณิตศาสตร์
 
4339
43394339
4339
 

More from กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ โรงเรียนอุตรดิตถ์

More from กลุ่มสาระการเรียนรู้คณิตศาสตร์ โรงเรียนอุตรดิตถ์ (20)

Basic m5-2-chapter3
Basic m5-2-chapter3Basic m5-2-chapter3
Basic m5-2-chapter3
 
Basic m5-2-link
Basic m5-2-linkBasic m5-2-link
Basic m5-2-link
 
Basic m5-1-link
Basic m5-1-linkBasic m5-1-link
Basic m5-1-link
 
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 m4-1-link
Basic m4-1-linkBasic m4-1-link
Basic m4-1-link
 
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 m3-2-chapter3
Basic m3-2-chapter3Basic m3-2-chapter3
Basic m3-2-chapter3
 
Basic m3-1-chapter3
Basic m3-1-chapter3Basic m3-1-chapter3
Basic m3-1-chapter3
 
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
 

Add m5-1-chapter1

  • 1. บทที่ 1 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลและฟงกชันลอการิทึม (20ชั่วโมง) สําหรับบทนี้จะเริ่มดวยการทบทวนความรูในเรื่องเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม ซึ่ง ผูเรียนเคยเรียนมาแลวในชวงชั้นที่ 3 โดยจะเพิ่มเติมเนื้อหาดังนี้ รากที่ n ในระบบจํานวนจริงในรูปกรณฑ เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะ ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ฟงกชันลอการิทึม การเปลี่ยน ฐานของลอการิทึม สมการเอกซโพเนนเชียลและสมการลอการิทึม รวมถึงการนําความรูฟงกชันเอกซโพ เนนเชียลและฟงกชันลอการิทึมไปประยุกตใช ซึ่งจะทําใหผูเรียนเห็นถึงประโยชนในการศึกษาเรื่องเหลานี้ และสามารถเชื่อมโยงกับสถานการณที่สอดคลองกับชีวิตจริง ผลการเรียนรูที่คาดหวัง 1. มีความคิดรวบยอดเกี่ยวกับฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ฟงกชันลอการิทึม และการเขียนกราฟของ ฟงกชันที่กําหนดใหได 2. นําความรูเรื่องฟงกชันเอกซโพเนนเชียลและฟงกชันลอการิทึมไปใชแกปญหาได ผลการเรียนรูที่คาดหวังเปนผลการเรียนรูที่สอดคลองกับมาตรฐานการเรียนรูชวงชั้นทางดาน ความรู ดังนั้นในการจัดการเรียนรู ผูสอนตองคํานึงถึงมาตรฐานการเรียนรูดานทักษะ/กระบวนการทาง คณิตศาสตรดวยการสอดแทรกกิจกรรมหรือโจทยปญหาที่จะสงเสริมใหผูเรียนเกิดทักษะ/กระบวนการ ทางคณิตศาสตรที่จําเปน อันไดแก ความสามารถในการแกปญหา การใหเหตุผล การสื่อสาร การสื่อ ความหมายทางคณิตศาสตรและการนําเสนอ การเชื่อมโยงความรูตาง ๆ ทางคณิตศาสตรและเชื่อมโยง คณิตศาสตรกับศาสตรอื่น และการคิดริเริ่มสรางสรรค นอกจากนั้นกิจกรรมการเรียนรู ควรสงเสริมให ผูเรียนตระหนักในคุณคาและมีเจตคติที่ดีตอวิชาคณิตศาสตร ตลอดจนฝกใหนักเรียนทํางานอยางเปน ระบบ มีระเบียบวินัย รอบคอบ มีความรับผิดชอบ มีวิจารณญาณ และมีความเชื่อมั่นในตนเอง
  • 2. 2 ขอเสนอแนะ 1. ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนเนื้อหาที่จะตองอาศัยความรูพื้นฐานในเรื่องเลขยกกําลังในการนิยาม ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลซึ่งผูเรียนไดเรียนมาแลว จากนั้นจึงนิยามฟงกชันลอการิทึมในรูปของตัวผกผัน ของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ซึ่งผูเรียนและผูสอนอาจพบการใหนิยามฟงกชันทั้งสองในหนังสือเลมอื่นๆ ที่แตกตางไปจากหนังสือเรียนเลมนี้ เชน วิชาแคลคูลัส ในระดับอุดมศึกษา ไดนิยามฟงกชันลอการิทึมกอน แลวจึงนิยามฟงกชันเอกซโพเนนเชียล โดยนิยามฟงกชันลอการิทึมในรูปอินทิกรัลดังนี้คือ ln x = x 1 1 dt t∫ , x > 0 และใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลในรูปตัวผกผันของ ln x กลาวคือ ให y = exp(x) ก็ตอเมื่อ x = ln y จากนั้นจึงนิยาม ax ในรูป ax = exp (x ln a) และ loga x เปนตัวผกผันของฟงกชัน f(x) = ax ซึ่งผลจากบทนิยามนี้จะได ex = exp (x ln e) = exp (x) และเรียกฟงกชัน ln x และ exp (x) วาเปนฟงกชันลอการิทึม และฟงกชันเอกซโพเนนเชียลตาม ลําดับ สําหรับการประยุกตใชในสาขาวิชาสถิติ และวิทยาศาสตรแขนงตาง ๆ จะใชฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ที่อยูในรูป f(x) = kax เมื่อ a > 0, a ≠ 1 และ k ≠ 0 ดังนั้นผูสอนและผูเรียนจึงอาจพบบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม และฟงกชันเอกซโพเนนเชียลที่มี รูปแบบตางไปจากที่นิยามไวในหนังสือเรียน ทั้งนี้การนิยามนั้นขึ้นอยูกับความรูพื้นฐานของผูเรียนและ การนําฟงกชันดังกลาวไปใช ผูสอนจึงไมควรเจาะจงรูปแบบของฟงกชันใหเปนรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง โดยเฉพาะ แตควรมุงเนนการนําความรูไปใชตามจุดประสงคการเรียนรูของบทนี้ 2. ในหนังสือเรียน ถากลาวถึงเลขยกกําลังที่มีฐานเปนตัวแปรและไมไดระบุเอกภพสัมพัทธไว จะถือวาเอกภพสัมพัทธของตัวแปรเหลานั้นคือสับเซตของจํานวนจริง ซึ่งเมื่อนํามาแทนคาตัวแปรแลว ทําใหการคิดคํานวณเกี่ยวกับเลขยกกําลังนั้นมีความหมาย และเอกภพสัมพัทธอาจจะแตกตางกันไปตาม วิธีการคิดคํานวณ 3.ในการบวก ลบ คูณ และหารเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนเศษสวน ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็น วา 1 )การบวกและลบเลขยกกําลังสองจํานวน จะทําไดเมื่อเลขยกกําลังทั้งสองมีฐานเทากัน และเลขชี้กําลังเทากัน เชน ถาจะหาผลบวกของ ( )2 1 18 กับ ( )2 1 50 จะตองพิจารณาวาสามารถเขียน จํานวนทั้งสองใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันไดหรือไม ซึ่งจะพบวา ( )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 ในการเปลี่ยนรูปของเลขยกกําลังที่จะนํามาบวกหรือลบกันใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐาน เทากันและเลขชี้กําลังเทากัน จําเปนตองเขียนจํานวนที่เปนฐานของเลขยกกําลังใหอยูในรูปการคูณของ ตัวประกอบ แลวจึงเปลี่ยนรูปใหม เชน ( ) ( ) 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 ผูสอนควรชี้แจงใหผูเรียนทราบวา การเขียนจํานวนที่เปนฐานในรูปการคูณของตัวประกอบ ไมจําเปนตองแยกตัวประกอบของจํานวนที่เปนฐานเสมอไป แตการแยกตัวประกอบจะชวยใหมองเห็นงายขึ้น วาเลขยกกําลังสองจํานวนนั้นสามารถเขียนใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันได หรือไม 2) การคูณและการหารเลขยกกําลังสองจํานวน จะทําไดเมื่อเลขยกกําลังทั้งสองมีฐานเทากัน หรือเลขชี้กําลังเทากัน ดังนั้น ในการหาผลคูณและผลหารของเลขยกกําลัง ถาฐานของเลขยกกําลังไมเทากัน และเลขชี้กําลังไมเทากันจะตองทําใหฐานหรือเลขชี้กําลังของเลขยกกําลังเทากันเสียกอนอยางใดอยางหนึ่งจึง จะคูณหรือหารกันไดโดยอาศัยสมบัติของเลขยกกําลัง เชน (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. การใชบทนิยาม p q a = 1 p q (a ) ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาการนําผลของขอความ ดังกลาวไปใชจะใชไดเฉพาะกรณีที่ 1 q a เปนจํานวนจริงเทานั้นซึ่งผูเรียนมักจะใชผิดอยูเสมอ เชน ในการหาคา ( )2 3− ผูเรียนอาจจะทําดังนี้ ( )2 3− = ( )[ ]2 1 2 3− = ( )       × − 2 1 2 3 = –3 แลวผูเรียนจะสรุปวา ( )2 3− = –3 ซึ่งผิด เพราะวา ( )2 3− = 3− = 3 ขั้นตอนที่ผูเรียนทําผิดนั้นเนื่องจาก 1 (2 ) 2( 3) × − = 2 23− = 1 22( 3 )− ซึ่ง 1 2( 3)− ไมเปน จํานวนจริง จึงทําใหเกิดความผิดพลาดขึ้น 5. การคิดคํานวณเกี่ยวกับจํานวนที่มีกรณฑปรากฏอยู ผลลัพธสุดทายอาจจะเปนเศษสวน ที่มีตัวสวนเปนจํานวนที่มีกรณฑอยูดวย เชน 5 2 5 2 3 1 2 3 + − × − + = ( ) ( ) ( ) ( )3213 2525 +− −+ = 32332 45 −−+ − = 13 1 + ผูสอนควรชี้แจงกับผูเรียนวาโดยทั่วไปนิยมเขียนผลลัพธขั้นสุดทายใหอยูในรูปที่มีตัวสวนเปนจํานวนที่ไม มีกรณฑปรากฏอยู ซึ่งทําไดโดยหาจํานวนมาคูณทั้งตัวเศษและตัวสวน เชน จากตัวอยางขางตนอาจทําไดดัง นี้ 13 1 + = 13 1 + × 13 13 − − = 13 13 − − = 2 13 −
  • 5. 5 6. ในการหาคาประมาณถึงทศนิยมตําแหนงที่กําหนดให ใชวิธีประมาณตามที่นิยมกันทั่วไป คือ ถาใหหาทศนิยมตําแหนงที่ n เวลาคํานวณใหหาถึงตําแหนงที่ n + 1 ถาตําแหนงที่ n + 1 มากกวา หรือเทากับ 5 ก็ปดขึ้นไปรวมกับตําแหนงที่ n ถานอยกวา 5 ก็ตัดทิ้งไป เชน ตองการคําตอบโดยประมาณ ถึงตําแหนงที่ 3 เวลาคํานวณใหหาคําตอบถึงทศนิยมตําแหนงที่ 4 แลวจึงปดหรือตัดทศนิยมตามที่ตองการ เชน ถาหาคําตอบได 3.4547 ก็ตอบ 3.455 แตถาหาคําตอบได 3.4564 ก็ตอบ 3.456 เปนตน 7. สําหรับการหาคาลอการิทึมของจํานวนที่ไมอาจหาคาไดโดยตรงจากตารางในภาคผนวกของ หนังสือเรียน ผูสอนไมควรเนนใหผูเรียนมีทักษะหรือวัดผลการเรียนรูในสวนนี้ ตัวอยางที่แสดงไวใน หนังสือเรียนเพียงเพื่อใหผูเรียนสามารถหาคา log N ไดจากตารางเทานั้น สําหรับในทางปฏิบัติปจจุบัน การประยุกตใชในสาขาวิชาอื่น การคํานวณหาคาลอการิทึมมักนิยมใชเครื่องคิดเลขหรือเครื่องชวยคํานวณ ที่สามารถหาคาฟงกชันลอการิทึมไดโดยตรง ซึ่งทําใหสะดวกขึ้นมาก 8. ในหนังสือเรียนไดใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลไววาคือฟงกชัน y = ax , a > 0 , a ≠ 1 ผูเรียนอาจจะสงสัยวาฟงกชันตอไปนี้เปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลหรือไม y = 5(2)x y = 32x + 4 y = 5x + 2 y = –( 5 1 )x + 4 ผูสอนควรตอบผูเรียนวา โดยบทนิยามในหนังสือเรียน ฟงกชัน y = 5(2)x และ y = 32x + 4 เปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเพราะสามารถจัดใหอยูในรูป y = ax , a > 0 , a ≠ 1 ได กลาวคือ y = 32x + 4 = 3z เมื่อ z = 2x + 4 y = 5(2)x = 2k ⋅ 2x เมื่อ 2k = 5 = 2x + k = 2z เมื่อ z = x + k การหาคา k ซึ่ง 2k = 5 อาจจะหาไดจากการพิจารณากราฟของฟงกชัน y = 2x ซึ่งมีเรนจเปน จํานวนจริงบวก ดังนั้นเมื่อ y = 5 จะมีจํานวนจริงบวก k ซึ่ง 2k = 5 และผูสอนอาจจะบอกผูเรียนเพิ่ม เติมวาบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลที่ใหไวในหนังสือเรียนมีความหมายอยางหนึ่ง แตในหนังสือ Mathematics Dictionary ของ James / James ไดใหบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลไวหลายความ หมาย ซึ่งมีความหมายหนึ่งบอกวา ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือฟงกชันที่กําหนดโดยสมการที่มีตัวแปร เปนเลขชี้กําลัง ดังนั้นโดยความหมายนี้ฟงกชัน y = 5x + 2 และ y = –( 5 1 )x + 4 จะเปนฟงกชัน เอกซโพเนนเชียล
  • 6. 6 ผูสอนอาจจะใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชันดังกลาวขางตนเพื่อเปรียบเทียบกับกราฟของ ฟงกชัน y = ax วามีลักษณะเหมือนกันและแตกตางกันอยางไรบาง 9. พิจารณาฟงกชันลอการิทึม ( ){ }1a,0a,xalogyy,x ≠>= จะเห็นวาถา a มีคา แตกตางกันจะไดฟงกชันลอการิทึมที่แตกตางกันดวย เชน ( ){ }xlogyy,x 3= กับ ( ){ }xlogyy,x 5= เปนฟงกชันลอการิทึมที่แตกตางกัน หนังสือบางเลมจึงเรียก ( ){ }1a,0a,xalogyy,x ≠>= วา ฟงกชันลอการิทึมฐาน a เชน เรียก { (x, y) | y = log2x } วาฟงกชันลอการิทึมฐาน 2 10. การหาคาลอการิทึมอาจหาไดหลายวิธี โดยอาศัยการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูป เลขยกกําลังหรือใชสมบัติของลอการิทึม เชน การหาคาของ 9log 3 1 หาไดดังนี้ 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 ในการหาคาลอการิทึม ผูสอนอาจแนะนําใหผูเรียนไดฝกหาคาหลาย ๆ วิธี ซึ่งจะทําให ผูเรียนเขาใจเรื่องนี้ไดดียิ่งขึ้น
  • 7. 7 11. การหาคาลอการิทึมสามัญในหนังสือเรียนหัวขอ 1.6 ผูสอนควรใหผูเรียนสังเกตวา ถา 1 ≤ N0 < 10 จะไดวา log 1 ≤ logN0 < log 10 เนื่องจากฟงกชันที่กลาวถึงเปนฟงกชันที่มีฐานเปนสิบ ซึ่งเปนฟงกชันเพิ่มแตถาเปนฟงกชันลอการิทึมที่มีฐานนอยกวาหนึ่งจะสรุปเชนนี้ไมได เพราะวาฟงกชัน ลอการิทึมที่ฐานมีคานอยกวาหนึ่งเปนฟงกชันลด เชน 2 1log 1 = 0 2 1log 4 = –2 2 1log 10 = –3.322 (โดยประมาณ) จะเห็นวา 1 < 4 < 10 แต 2 1log 1 > 2 1log 4 > 2 1log 10 12. ในการหาแอนติลอการิทึมนั้นในหนังสือเรียนไมไดใหตารางแอนติลอการิทึมไว เ พร า ะ ตองการใหหาคาแอนติลอการิทึมของจํานวนจริงใด ๆ โดยอาศัยตารางลอการิทึมและวิธีการกลับกันกับ การหาคาลอการิทึม กลาวคือ ถาให log N = A จะหาคา N หรือแอนติลอการิทึมของ A ไดโดยการ จัดรูป A ใหอยูในรูป x + n เมื่อ 0 ≤ x < 1 และ n เปนจํานวนเต็ม แลวอาศัยสมบัติของลอการิทึม หาคา N ได เชน ถา 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. ในหนังสือเรียนหัวขอ 1.7 ไดกลาวถึงลอการิทึมฐาน e ซึ่งเรียกวา ลอการิทึมธรรมชาติหรือ ลอการิทึมแบบเนเปยร ผูสอนอาจจะเลาใหผูเรียนฟงวา เหตุที่เรียกลอการิทึมฐาน e วาลอการิทึมแบบเนเปยร เพราะวาผูที่คิดลอการิทึมฐาน e คือ จอหน เนเปยร (John Napier) นักคณิตศาสตรชาวสก็อต ซึ่งมีชีวิตอยู ระหวางป ค.ศ. 1550 – 1617 14. เมื่อผูเรียนสามารถคํานวณคาประมาณโดยใชลอการิทึมไดแลว ผูสอนควรยกตัวอยางขอมูล ทางสถิติใหผูเรียนคํานวณหาคาเฉลี่ยเรขาคณิต การยกตัวอยางดังกลาวนอกจากเปนการฝกทักษะในการ คิดคํานวณแลว ยังทําใหผูเรียนไดเห็นประโยชนในการนําฟงกชันลอการิทึมไปใช เชน
  • 8. 8 จงหาคาเฉลี่ยเรขาคณิตของ 8.105 , 12.83 , 15.3 , 35.34 จาก คาเฉลี่ยเรขาคณิต (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. ในเรื่องฟงกชันลอการิทึมผูเรียนอาจจะสงสัยวาฟงกชันที่กําหนดเปนฟงกชันลอการิทึม หรือไม เชน y = log 3 (x – 2) y = log 2 (x2 + 2x – 5) y = log 3 (x – 6) + 7 ผูสอนควรตอบผูเรียนวาฟงกชันที่สามารถจัดอยูในรูป y = log a z ได จะเปนฟงกชัน ลอการิทึม ดังนั้น ฟงกชันทั้งสามขางตนจะเปนฟงกชันลอการิทึมเพราะวา 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 คําถามที่วาฟงกชันใดจะเปนฟงกชันเอกซโพเนนเชียลหรือเปนฟงกชันลอการิทึม หรือไม เปนคําถามที่ไมควรถามผูเรียนเพราะมีบทนิยามหลายแบบ แตถาผูเรียนถาม ผูสอนอาจจะตอบตามที่ยกตัวอยางไวขางตน 16. ในการแกสมการลอการิทึมจากโจทยที่กําหนดให เมื่อแกสมการจนไดคาของตัวแปรใน สมการแลว คาที่หาไดบางคาอาจไมใชคําตอบของสมการลอการิทึม ตัวอยางเชน ในการแกสมการ 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 โดยบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม สมการนี้จะมีความหมายก็ตอเมื่อ x > 0 และ x – 9 > 0 นั่นคือ x > 9 จะเปนเงื่อนไขหนึ่งของสมการดวย ซึ่งคา x = –1 ไมสอดคลองกับเงื่อนไขดังกลาว ดังนั้น –1 จึงไมเปนคําตอบของสมการ แตถาแทนคา x = 10 จะไดสมการเปนจริง ดังนั้น 10 จึงเปน คําตอบของสมการ ดังนั้นในการสอนเรื่องการแกสมการลอการิทึม ผูสอนควรชี้ใหผูเรียนเห็นวาจํานวนที่อยู หลังคําวา log จะตองมากกวาศูนยเสมอ ซึ่งจะนําไปพิจารณาคาของตัวแปรที่หาไดวาคาใดควรเปนคําตอบ ของสมการ และใหผูเรียนตรวจสอบคาเหลานี้วาคาใดเปนคําตอบของสมการ 17. ในการเรียนการสอนผูสอนอาจยกตัวอยางการนําลอการิทึมไปใชในเรื่องตาง ๆ โดยเฉพาะ ในวิชาวิทยาศาสตร เชน การวัดระดับความเขมเสียง อัตราขยายกําลัง (power gain) ในวงจรขยาย ดังรายละเอียดตอไปนี้
  • 10. 10 ก) การวัดระดับความเขมเสียงเปนการเปรียบเทียบความเขมเสียงที่มาจากแหลงกําเนิด เสียง 2 แหลง ซึ่งจุดที่เปรียบเทียบจะตองอยูหางจากแหลงกําเนิดเสียงทั้งสองแหลงเทากัน โดยปกติใช ความเขมเสียงที่หูปกติเริ่มไดยินเปนเกณฑอางอิง คือ 10–12 w / m2 ระดับความเขมเสียงโดยทั่วไปจะบอก ในหนวยของเบล * (ใช B แทนคําวา “เบล” โดยนิยามวา) N = log 0I I (B) เมื่อ N แทนระดับความเขมเสียงมีหนวยเปนเบล I แทนความเขมเสียงที่ตองการวัดหรือเปรียบเทียบ I0 แทนความเขมเสียงที่หูคนปกติเริ่มไดยิน ซึ่งเทากับ 10–12 w / m2 เนื่องจากเบลเปนหนวยที่ใหญมาก จึงนิยมใชเดซิเบล (1 เบล = 10 เดซิเบล) โดยทั่วไปจะใช dB แทนคําวาเดซิเบล ดังนั้น n = 10 log 0I I (dB) เมื่อ n แทนระดับความเขมเสียงมีหนวยเปนเดซิเบล หมายเหตุ * เบล (Bel) คือหนวยซึ่งไมมีมิติ ใชสําหรับแสดงอัตราสวนของกําลัง (Power) สองคา จํานวนเบลเปนคาลอการิทึมฐานสิบของอัตราสวนของกําลัง เมื่อกําหนดให P1 และ P2 แทนกําลังสอง คา และ N แทนจํานวนเบลที่สอดคลองกับอัตราสวน P1 : P2 จะได N = log 2 1 P P ข) ในวิชาอิเล็กทรอนิกสการออกแบบวงจรขยายสัญญาณไฟฟา จะมีการเปรียบเทียบ กําลังของสัญญาณเขากับกําลังของสัญญาณออก ซึ่งเรียกวา อัตราขยายกําลัง ซึ่ง G = 1 2 P P เมื่อ G แทนอัตราขยาย P1 แทนกําลังของสัญญาณเขา P2 แทนกําลังของสัญญาณออก วงจรขยายสัญญาณเขา (P1) สัญญาณออก (P2)
  • 11. 11 อัตราขยายกําลังของสัญญาณโดยทั่วไปจะนิยามในหนวยของเดซิเบล โดยนิยามวา G′ = 10 log G = 10 log 1 2 P P เมื่อ G′ แทนอัตราขยายกําลังในหนวยของเดซิเบล ตัวอยางเชน ถาวงจรมีอัตราขยายกําลัง 100 อัตราขยายกําลังในหนวยเดซิเบล คือ G′ = 10 log 100 = 20 dB บางครั้งอาจเปนการเปรียบเทียบในรูปของอัตราขยายกระแสไฟฟาหรือแรงดันไฟฟา 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 แทนกระแสไฟฟาของสัญญาณเขา I2 แทนกระแสไฟฟาของสัญญาณออก V1 แทนแรงดันไฟฟาของสัญญาณเขา V2 แทนแรงดันไฟฟาของสัญญาณออก กิจกรรมเสนอแนะ เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม 1. ผูสอนใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้เพื่อเปนการทบทวนความหมายของเลขยกกําลัง และการหาคาของเลขยกกําลังโดยใชทฤษฎีของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มบวก 23 ⋅ 25 , (32 )4 , (2 ⋅ 5)3 , ( 8 7 )2 , 7 3 3 3 , 7 4 3 3 2. ผูสอนทบทวนบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มลบและศูนย แลว ใหผูเรียนหาคาของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็มลบ โดยการทําใหเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม บวกกอน เชน การใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้ 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 เปนจํานวนเต็มลบ 3. ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปทฤษฎีบทของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนเต็ม ซึ่งควรสรุปไดดังนี้
  • 12. 12 ถา a, b เปนจํานวนจริงที่ไมเปน 0 และ m , n เปนจํานวนเต็มแลว 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 เลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะ 1. ผูสอนทบทวนความหมายของรากที่ n ของ x เมื่อ x เปนจํานวนจริงและ n เปน จํานวนเต็มบวก โดยใหผูเรียนหา รากที่สองของ 4 , 36 , 25 1 , 4 49 รากที่สามของ 27 , –8 , 64 1 , 125 8 แลวใหหาจํานวนจริงที่เปนรากที่ n ของ –16 และ –25 เมื่อ n เปนจํานวนคูบวก (ผูเรียนควรตอบไดวา หาไมไดเพราะไมมีจํานวนจริงใดยกกําลังดวยจํานวนคูบวกแลวได –16 หรือ –25) 2. ผูสอนใหผูเรียนหาคาจํานวนตอไปนี้เพื่อเปนการทบทวนความหมายของกรณฑ 49− , 3 27− , 5 32 1 − ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวา n x จะเปนจํานวนจริงเมื่อ 2.1 x เปนจํานวนจริงที่ไมนอยกวาศูนย หรือ 2.2 x < 0 และ n เปนจํานวนคี่ ดังนั้น ถาจะให n x ที่กลาวถึงเปนจํานวนจริงไมวา n จะเปนจํานวนเต็มบวกใด ๆ จะตองกําหนดให x > 0 เทานั้น 3. ผูสอนบอกนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปน n 1 เมื่อ n เปนจํานวนเต็มที่มากกวา 1 และบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะแลวใหผูเรียนหาคาของจํานวนตอไปนี้ ( )3 1 27 , ( )4 3 16 , 3 2 125 8       4. ผูสอนใหผูเรียนหาคาของเลขยกกําลังแตละคูที่กําหนดให เชน ( 2 27 ) 3 1 และ ( 3 1 27 )2 ,
  • 13. 13 [( 81 16 )3 ] 5 1 และ [( 81 16 ) 5 1 ]3 และใหสังเกตวาผลที่ไดเทากันหรือไม (ผูเรียนควรสรุปไดวาเทากัน) จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปเปนกรณีทั่วไปวา ( q 1 a )p = (ap ) q 1 เมื่อ a > 0 , p และ q เปนจํานวนเต็มที่ q > 0 5. กอนจะสอนการพิสูจน ผูสอนควรใหผูเรียนฝกหาคาของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปน จํานวนตรรกยะโดยอาศัยบทนิยาม โดยอาจสอนตามลําดับขั้นดังนี้ 5.1 ผูสอนกําหนดเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะแลวใหผูเรียนเปลี่ยนเลข ชี้กําลังใหมีตัวสวนเปนจํานวนเต็มบวกที่กําหนดให เชน ผูสอนใหผูเรียนเขียน 5 3 2 ใหตัวสวนของ เลขชี้กําลังเปน 12 ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้ 5 3 2 = 5 4 4 3 2 × = 512 8 จากนั้นผูสอนอาจยกตัวอยางในทํานองเดียวกันเพิ่มเติม เชน ใหผูเรียนเขียน 45 1 และ ( 3 2 ) 7 6 ใหตัวสวนของเลขชี้กําลังเปน 15 และ 28 ตามลําดับ 6. ผูสอนทบทวนสมบัติของรากที่ n ที่ผูเรียนเคยเรียนมาแลววา ถา x > 0 , y > 0 แลว nn yx ⋅ = n xy และ n n y x = n y x ดังนั้น อาศัยบทนิยามของเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเปนจํานวนตรรกยะจะไดวา n 1 n 1 yx ⋅ = (xy) n 1 และ n 1 n 1 y x = ( y x ) n 1 การบวก ลบ คูณ และหารเลขยกกําลังและการแกสมการที่มีเครื่องหมายกรณฑอันดับสอง 1. ในการสอนการบวก ลบ เลขยกกําลัง ผูสอนอาจสอนตามลําดับดังนี้ 1.1 ผูสอนใหผูเรียนเขียน (24)3 1 และ (576)6 1 ใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีฐานเปน 3 และเลขชี้กําลังเปน 3 1 พรอมทั้งหาผลบวกของ (24)3 1 และ (576)6 1 ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้
  • 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 ผูสอนใหผูเรียนหาผลบวกของ (20)3 1 และ (24)3 1 โดยใหผลลัพธเปนเลขยกกําลัง จํานวนเดียว ซึ่งผูเรียนควรบอกไดวาหาไมไดเพราะเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนเขียนใหอยูในรูปเลขยก กําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันไมได 1.3 ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวาเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนจะบวกหรือลบกันใหได ผลลัพธเปนเลขยกกําลังจํานวนเดียวเมื่อสามารถเขียนเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนใหอยูในรูปจํานวนจริง คูณดวยเลขยกกําลังที่มีฐานเทากันและเลขชี้กําลังเทากันได 2. ในการสอนเรื่องการคูณและการหารเลขยกกําลัง ผูสอนอาจใชวิธีการสอนตามลําดับ ขั้นดังนี้ 2.1 ผูสอนใหผูเรียนเขียน 1 2(27) และ (24)3 1 ใหอยูในรูปจํานวนจริงคูณดวยเลขยกกําลัง ที่มีฐานเทากัน พรอมทั้งหาคา 1 2(27) ⋅ (24)3 1 และ ( ) ( )3 1 2 1 24 27 ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้ 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 ผูสอนใหผูเรียนเขียน 43 1 และ 5 4 1 ใหอยูในรูปเลขยกกําลังที่มีเลขชี้กําลังเทากัน พรอมทั้งหาคา 43 1 ⋅ 5 4 1 และ 4 1 3 1 5 4 ซึ่งผูเรียนควรทําไดดังนี้ 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 ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวาเลขยกกําลังสองจํานวนคูณกันหรือหารกันจะได ผลลัพธเปนเลขยกกําลังจํานวนเดียว เมื่อเลขยกกําลังทั้งสองจํานวนเขียนใหอยูในรูปจํานวนจริงคูณดวย เลขยกกําลังที่มีฐานเทากันหรือเลขชี้กําลังเทากันได 3. ในการสอนเรื่องการทําจํานวนที่อยูในรูปเศษสวนใหตัวสวนเปนจํานวนที่ไมมีกรณฑ ปรากฏอยู อาจทําไดดังนี้ 3.1 ผูสอนบอกผูเรียนวาในการคิดคํานวณเกี่ยวกับเลขยกกําลังนิยมเขียนผลลัพธ สุดทายใหอยูในรูปจํานวนที่ตัวสวนไมมีกรณฑ เชน 2 1 นิยมเขียนเปน 2 2 3.2 ผูสอนฝกใหผูเรียนหาจํานวนซึ่งเมื่อนําไปคูณกับจํานวน เชน 2 , (3)3 1 , x , ( 23 − ) , ( yx − ) และ ( 52x +− ) ไดผลลัพธเปนจํานวนที่ไมมีกรณฑปรากฏอยู ซึ่ง ผูเรียนควรทําไดดังนี้ 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. การสอนการแกสมการที่ตัวแปรอยูในรูปเลขยกกําลัง อาจทําไดดังนี้ 4.1 ผูสอนและผูเรียนชวยกันแกสมการดังตัวอยางในหนังสือเรียน 4.2 ผูสอนใหผูเรียนตรวจสอบคาตัวแปรที่ไดจากสมการ 4.3 ผูสอนควรบอกกับผูเรียนวาในการแกสมการที่ตัวแปรอยูในรูปเลขยกกําลัง เมื่อไดคาตัวแปรแลวตองตรวจสอบทุกครั้งวาคาตัวแปรที่ไดมานั้นคาใดบางเปนคําตอบของสมการ
  • 16. 16 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล 1. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของความสัมพันธ y = ( 2 1 )x y = 5x y = 2x 2. ผูสอนใหผูเรียนชวยกันพิจารณาวาความสัมพันธ y = ax , a > 0 , a ≠ 1 จะเปน ฟงกชันหรือไม ซึ่งผูเรียนควรสรุปไดวาเปนฟงกชัน โดยอาศัยการพิจารณากราฟที่ไดในขอ 1 3. ผูสอนบอกผูเรียนวาฟงกชัน y = ax , a > 0 , a ≠ 1 เรียกวา ฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล 4. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชัน y = ax , a > 0 , a ≠ 1 โดยกําหนดให a เปน 3 1 , 2 1 , 3 , 4 และ 10 ลงในระบบแกนมุมฉากเดียวกัน ผูสอนและผูเรียนพิจารณากราฟแลวชวยกัน สรุปขอสังเกตที่สําคัญเกี่ยวกับฟงกชันเอกซโพเนนเชียล ซึ่งผูเรียนควรสรุปไดดังนี้ 4.1 กราฟของฟงกชัน y = ax , a > 0 , a ≠ 1 จะผานจุด (0 , 1) เสมอ ทั้งนี้เพราะ a0 = 1 4.2 ถา a > 1 แลว y = ax เปนฟงกชันเพิ่ม ถา 0 < a < 1 แลว y = ax เปนฟงกชันลด 4.3 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนฟงกชัน 1 – 1 จาก R ไปทั่วถึง R+ 4.4 โดยสมบัติของฟงกชัน 1 – 1 จะไดวา ax = ay ก็ตอเมื่อ x = y ฟงกชันลอการิทึม 1. ผูสอนใหผูเรียนพิจารณาฟงกชันเอกซโพเนนเชียล {(x , y)  y = ax , a > 0 , a ≠ 1} แลวใหตอบคําถามตอไปนี้ 1.1 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลเปนฟงกชัน 1 – 1 หรือไม (เปน) 1.2 โดเมนและเรนจของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือเซตใด (เซตของจํานวนจริงและเซต ของจํานวนจริงบวกตามลําดับ) 1.3 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลมีฟงกชันผกผันหรือไม เพราะเหตุใด (มี เพราะเปนฟงกชัน 1 – 1 ) 1.4 ฟงกชันผกผันของฟงกชันเอกซโพเนนเชียลคือเซตใด ({(x , y)x = ay , a > 0, a ≠ 1})
  • 17. 17 จากคําตอบขอนี้ ผูสอนบอกผูเรียนวาฟงกชันผกผันของฟงกชันเอกซโพเนนเชียล เรียกวา ฟงกชันลอการิทึมซึ่งเขียนแทนดวย logax ดังนั้น logax = {(x , y)  x = ay , a > 0 , a ≠ 1} 2. ถา f เปนฟงกชัน และ (x , y) ∈ f จะไดวา y = f(x) ดังนั้น ถา (x, y) ∈ loga ผูเรียน ควรบอกไดวา y = logax ผูสอนบอกผูเรียนวาเรานิยมเขียนเปน y = logax และอานวาลอการิทึมของ เอกซฐานเอ หรือ ลอกเอกซฐานเอ จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปบทนิยามของฟงกชันลอการิทึม 3. จากที่ไดวา {(x , y) x = ay , a > 0, a ≠ 1} และ {(x, y)  log a x = y , a > 0 , a ≠ 1} เปนฟงกชันเดียวกัน จะไดวา x = ay และ y = logax มีความหมายอยางเดียวกัน โดยอาศัยขอสรุปนี้ ผูสอนใหผูเรียนเขียนสมการของจํานวนจริงที่เขียนในรูปเลขยกกําลัง เชน 81 = 34 , 32 1 = ( 2 1 )5 , 1000 = 103 , 0.001 = 10–3 ใหอยูในรูปลอการิทึม และเขียนสมการเชน log100.001 = -3 , log10100 = 2 , log5125 = 3 ใหอยูในรูปเลขยกกําลัง 4. ผูสอนใหผูเรียนเขียนกราฟของฟงกชัน y = logax เมื่อ a > 0 และ a ≠ 1 โดยกําหนดคา a ใหแตกตางกัน เชน 5 1 , 3 1 , 3 , 4 และ 10 ลงในระบบแกนมุมฉากเดียวกัน ผูสอนและผูเรียนพิจารณา กราฟแลวชวยกันสรุปขอสังเกตที่สําคัญเกี่ยวกับฟงกชันลอการิทึม ซึ่งควรสรุปไดดังนี้ 4.1 กราฟของฟงกชัน y = logax จะผานจุด (1, 0) เสมอ ทั้งนี้เพราะวา loga1 = 0 4.2 ถา a > 0 แลว y = logax เปนฟงกชันเพิ่ม ถา 0 < a < 1 แลว y = logax เปนฟงกชันลด 4.3 ฟงกชันลอการิทึมเปนฟงกชัน 1 – 1 จาก R+ ไปทั่วถึง R 4.4 โดยอาศัยสมบัติของฟงกชัน 1 – 1 จะไดวา logax = logay ก็ตอเมื่อ x = y 5. ผูสอนและผูเรียนชวยกันพิสูจนสมบัติของลอการิทึม โดยอาศัยทฤษฎีบทของเลขยกกําลัง และการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูปเลขยกกําลัง ลอการิทึมสามัญ 1. ผูสอนบอกผูเรียนวาลอการิทึมที่ใชมากในการคํานวณเกี่ยวกับการคูณ หาร เลขยกกําลัง คือลอการิทึมฐานสิบ ซึ่งเรียกวาลอการิทึมสามัญ การเขียนลอการิทึมสามัญนิยมเขียนโดยไมมีฐานกํากับ เชน log105 เขียนแทนดวย log 5 log10N เขียนแทนดวย log N 2. ผูสอนทบทวนการเปลี่ยนรูปลอการิทึมใหอยูในรูปเลขยกกําลังและสมบัติของลอการิทึม
  • 18. 18 แลวใหผูเรียนหาคาลอการิทึมของจํานวนที่เขียนไดในรูป 10n เมื่อ n เปนจํานวนเต็ม เชน log 10 , log 100 , log 1000 , log 1 , log 0.1 , log 0.01 , log 0.001 จากนั้นผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปการหาคา log 10n เมื่อ n เปนจํานวนเต็ม ซึ่งควรสรุป ไดวา log 10n = n 3. ผูสอนใหผูเรียนเขียนจํานวนเชน 15600 , 1240 , 154 , 5.74 , 0.024 , 0.0036 ใหอยูในรูป N0 × 10n เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็ม แลวชวยกันสรุปวาสําหรับจํานวนจริงบวก N ใด ๆ จะเขียน N ใหอยูในรูป N0 × 10n เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็มไดเสมอ 4. ผูสอนแสดงการหาคา 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 ในทางกลับกันถากําหนดให log N = 3.7559 และ log 5.7 = 0.7559 จะหาคา N ไดอยางไร ผูสอนและผูเรียนชวยกันสรุปวิธีหาคา N เมื่อทราบคา log N โดยอาศัยตัวอยางขางตน ผูสอนบอกผูเรียนวาคาที่หาไดเรียกวาแอนติลอการิทึมของ log N การใชตารางลอการิทึม 1. ผูสอนบอกผูเรียนวาตารางลอการิทึมสามัญในภาคผนวกของหนังสือเรียนเปนตารางที่แสดงคา ลอการิทึมสามัญของจํานวนตั้งแต 1.00 – 9.99 ซึ่งเปนทศนิยม 4 ตําแหนงและเปนคาโดยประมาณ ผูสอนบอกวิธีใชตารางเพื่อหาคา log 2.59 ซึ่งจะได log 2.59 = 0.4133 พรอมทั้งฝกให ผูเรียนหาลอการิทึม เชน log 1.12 , log 2.64 , log 3.04 , log 8.76 และ log 9.47 2. ผูสอนใหผูเรียนหาคา log 348 , log 5670 , log 0.597 และ log 0.00978 โดยอาศัยวิธี การเขียนจํานวนจริง N ใหอยูในรูป N0 × 10n เมื่อ 1 ≤ N0 < 10 และ n เปนจํานวนเต็ม ซึ่งจะได log N = log N0 + n แลวใหหาคา log N0 จากตารางตามวิธีในขอ 1 3. ผูสอนถามผูเรียนวาจะหาคา log 76.54 ตามวิธีการที่กลาวมาแลวในขอ(2)ไดหรือไม ซึ่งผูเรียน ควรตอบวาหาคา log 76.54 โดยตรงจากตารางไมได ผูสอนแนะนําวิธีหาคา log 76.54 ตามวิธีดังตัวอยาง ในหนังสือเรียน การเปลี่ยนฐานลอการิทึม 1. ผูสอนใหผูเรียนหาคา log5 25 , log2 64 , log3 81 ซึ่งผูเรียนควรหาไดดังนี้
  • 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 แลวถามผูเรียนวาจะหาคา log5 45 โดยวิธีเดียวกับวิธีขางตนไดหรือไม ซึ่งผูเรียนควรตอบไดวาหาไมได เพราะเราไมทราบวา 5 ยกกําลังอะไรจึงจะเทากับ 45 ผูสอนบอกผูเรียนวา เนื่องจากเราสามารถหาคาลอการิทึมสามัญของจํานวนจริงไดโดยอาศัย ตาราง ดังนั้นเราอาจจะหาคา 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 จะเห็นวา log5 25 , log2 64 , log3 81 หาคาไดโดยตรง กลาวคือไมตองอาศัยตารางลอการิทึม สามัญ สวน log 5 45 ไมอาจจะหาคาไดโดยตรง แตอาจจะหาคาไดโดยวิธีการขางตนซึ่งตองเปลี่ยนฐาน ลอการิทึมใหเปนฐานสิบกอน เพราะตองอาศัยตารางลอการิทึมสามัญ จากวิธีการเปลี่ยน log5 45 ใหเปนลอการิทึมฐานสิบขางตน จะเห็นวาอาจจะเปลี่ยนฐานของ log5 45 ใหเปนลอการิทึมฐาน b ใด ๆ ก็ได 2. ผูสอนใหผูเรียนเปลี่ยน logax ใหอยูในรูปลอการิทึมฐาน b เมื่อ a > 0 และ a ≠ 1 โดยวิธีการทํานองเดียวกันกับการเปลี่ยน log5 45 ใหอยูในรูปลอการิทึมสามัญในขอ 1 ขางตน ซึ่งผูเรียน ควรสรุปไดวา logax = alog xlog b b
  • 20. 20 ตัวอยางแบบทดสอบในเรื่องนี้ จะเนนการนําความรูเอกซโพเนนเชียล และลอการิทึมไปแก ปญหา จึงไมไดยกตัวอยางแบบทดสอบตามเนื้อหาในแตละหัวขอ ตัวอยางแบบทดสอบประจําบท 1. ให 2x+1 + 2x = 3y+2 – 3y โดยที่ x และ y เปนจํานวนเต็ม จงหาคา x 2. ถา logba = c และ logxb = c แลว logax เทากับเทาไร 3. จงหาคาของ x จากสมการ log3(log2x) = 2 4. จงหาคา x ทั้งหมดที่ทําให log5(x – 2) + log5(x – 6) = 1 5. ถา a2 + b2 = 7ab จงพิสูจนวา a b log( ) 3 + = 1 (loga log b) 2 + 6. กําหนดใหจุด A(x1, y1) และจุด B(x2, y2) เปนจุดสองจุดบนกราฟ y = log x ใหจุด D เปนจุด กึ่งกลางของสวนของเสนตรง AB ซึ่งเมื่อลากเสนตรงขนานกับแกน X ผานจุด D เสนตรงเสนนี้ จะไปตัดกราฟ y = log x ที่จุด C(x3, y3) จงพิสูจนวา 2 3x = x1x2 7. กําหนดคาของ 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 จงหาชวงของคา log 3 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให 8. จงหาคาของ x จากสมการ logx(19x – 30) = 3 9. โรงงานคอมพิวเตอรแหงหนึ่งพบวา เมื่อจายเงิน x ลานดอลลาร ในการทําวิจัยจะได กําไร P(x) ลานดอลลาร ซึ่ง P(x) = 20 + 5 log3(x + 3) อยากทราบวาบริษัทควรจะลงทุนในการ ทําวิจัยเทาไร จึงจะไดกําไร 40 ลานบาท
  • 21. 21 เฉลยตัวอยางแบบทดสอบ 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 เนื่องจากฐานตางกัน กําลังตองเทากับ 0 จึงจะทําใหสมการเปนจริง 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 ไมสามารถหาคาได เพราะไมไดนิยามลอการิทึมของจํานวนลบไว 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 เปนจุดบนกราฟ y = log x ดังนั้น y1 = log x1 , y2 = log x2, y3 = log x3 และจุด D เปนจุดกึ่งกลางของสวนของเสนตรง 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 เปนเสนตรงที่ขนานกับแกน 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 ใหลอการิทึมที่กําหนดในโจทยเปนลอการิทึมฐาน 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 หาขอบเขตลาง ของ log103 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให จะพบวา 315 > 107 นั่นคือ 15 log103 > 7 log103 > 7 15 log103 > 0.466 หาขอบเขตบนของ log103 จากสิ่งที่โจทยกําหนดให จะพบวา 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 เปนตัวประกอบของ x3 – 19x + 30 ดังนั้น (x – 2)(x – 3)(x + 5) = 0 x = 2, 3 หรือ –5 แต x = –5 ไมสามารถหาคาไดเพราะไมไดนิยามลอการิทึมของจํานวนลบไว ดังนั้น x = 2 หรือ x = 3 9. โจทยตองการหาคา x ซึ่งทําให P(x) = 40 จะไดวา 20 + 5log3(x + 3) = 40 5log3(x + 3) = 20 log3(x + 3) = 4 ดังนั้น x + 3 = 34 x = 78
  • 24. 24 เฉลยแบบฝกหัด 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 เชน ถา x = 1, xm +xn = 1m + 1n = 2 แต xm+n = 1(m + n) = 1 5) จริง เฉลยแบบฝกหัด 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 เฉลยแบบฝกหัด 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 ไมมีจํานวนจริงใดเปนคําตอบของสมการ 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 เนื่องจากเมื่อแทนคา 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 ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได x + 1 = 4 4 x x+ + –3 = 4 x 3 4 − = x ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได 9 16 = x ตรวจสอบคําตอบ x 1 x+ − = 9 9 1 16 16 + − = 5 3 4 4 − = 1 2 ≠ 2 แสดงวา คา x ที่ไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให ดังนั้น เซตคําตอบคือ { } 7) x 3− = x 3− ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได x – 3 = x 6 x 9− + –12 = 6 x− 2 = x 4 = x ตรวจสอบคา x ที่ไดวาสอดคลองกับสมบัติที่กําหนดใหหรือไม x 3− = 4 3− = 1 = 1 x 3− = 4 3− = 2 – 3 = –1 ≠ x 3−
  • 28. 28 แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให ดังนั้น เซตคําตอบคือ { } 8) x 12 x+ + = 2 x 12+ = 2 x− ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได x + 12 = 4 4 x x− + 8 = 4 x− –2 = x ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได 4 = x ตรวจสอบคําตอบ x 12 x+ + = 4 12 4+ + = 16 4+ = 4 + 2 = 6 ≠ 2 แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให ดังนั้น เซตคําตอบคือ { } 9) 2 x 21− + = x + 3 ยกกําลังสองทั้งสองขางจะได 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− + แสดงวา คา x ที่ไดไมสอดคลองกับสมการที่กําหนดให 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 − เนื่องจากเมื่อแทนคา 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 เฉลยแบบฝกหัด 1.4 1. 1) y = 5x เปนฟงกชันเพิ่ม 2) y = x1 ( ) 2 เปนฟงกชันลด 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 เปนฟงกชันลด 4) y = 42x เปนฟงกชันเพิ่ม 5) y = x1 ( ) 4 เปนฟงกชันลด 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 เปนฟงกชันเพิ่ม 7) y = 2x1 ( ) 3 เปนฟงกชันลด 8) y = x3 ( ) 4 เปนฟงกชันลด 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) {xx ≤ 3} 8) {xx < –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 หมายความวา เมื่อเวลาผานไป 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 แทนคา y = 9 และ x = 2 จะได 9 = a2 a = 3 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = 3x 2) จาก y = ax แทนคา y = 1 5 และ x = –1 จะได 1 5 = a–1
  • 34. 34 a = 5 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = 5x 3) จาก y = ax แทนคา y = 1 16 และ x = 2 จะได 1 16 = a2 a = 1 4 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ y = x1 ( ) 4 4) จาก y = ax แทนคา y = 8 และ x = –3 จะได 8 = a–3 a = 1 2 ฟงกชันเอกซโพเนนเชียลของกราฟในขอนี้คือ 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 เฉลยแบบฝกหัด 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 เฉลยแบบฝกหัด 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) ถา t = 0 ชั่วโมง, q = 2(30 ) = 2 พันตัว ดังนั้น จํานวนเดิมของแบคทีเรียเทากับ 2,000 ตัว 2) ถา 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 คาลอการิทึมตางกัน 0.0018 จํานวนจริงตางกัน 0.01 คาลอการิทึมตางกัน 0.00031 จํานวนจริงตางกัน 0.01 0.00031 0.0018 × = 0.00172 log 2.40172 = 0.38051 log q = log 2.40172 q = 2.4017 พันตัว ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 10 นาที เทากับ 2,401 ตัว 3) วิธีที่ 1 ถา 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 คาลอการิทึมตางกัน 0.0012 จํานวนจริงตางกัน 0.01 คาลอการิทึมตางกัน 0.00045 จํานวนจริงตางกัน 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 แทนคา t = 1 2 ชั่วโมง จะได q = 1 22(3 ) = 2 3 = 3.464 พันตัว = 3,464 ตัว ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 30 นาที เทากับ 3,464 ตัว 4) ถา t = 1 ชั่วโมง, q = 2(3) = 6 พันตัว ดังนั้น จํานวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผานไป 1 ชั่วโมง เทากับ 6,000 ตัว 4. วิธีที่ 1 ถา 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 คาลอการิทึมตางกัน 0.0024 จํานวนจริงตางกัน 0.01 คาลอการิทึมตางกัน 0.0002 จํานวนจริงตางกัน 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 คาบของการแกวงเทากับ 1.829 วินาที เฉลยแบบฝกหัด 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 เฉลยแบบฝกหัด 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 ซึ่งไมเปนจริง 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 ถา 4 – 3x = 0 x = 4 3 ถา x3 e–3x = 0 x = 0 ดังนั้น x มีคา 0 หรือ 4 3 3) e2x – 3ex + 2 = 0 (ex – 1)(ex – 2) = 0 ดังนั้น ex = 1 หรือ ex = 2 ถา e x = 1 ถา 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 มีคา 0 หรือ 0.6931 4) e4x + 4e2x – 21 = 0 (e2x – 3)(e2x + 7) = 0 ดังนั้น e2x = 3 หรือ e2x = –7 หาคาไมได ถา e2x = 3 2x log e = log 3 x = log3 2loge = 0.4771 2(0.4343) = 0.5493 ดังนั้น x มีคา 0.5493
  • 44. 44 5) 22x+2 – 9(2x ) + 2 = 0 (2x – 2)(22 ⋅2x – 1) = 0 ดังนั้น 2x = 2 หรือ 2x = 1 4 ถา 2x = 2 ถา 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 มีคา 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 ถา 3x = 9 ถา 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 มีคา 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 แบบฝกหัด 1.9 1. 1) n(3) = 500e0.45(3) = 500 × e1.35 = 1928.7128 เมื่อเวลาผานไป 3 ชั่วโมง จํานวนแบคทีเรียจะมีประมาณ 1,929 ตัว 2) ใหเวลานาน 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 เปนเวลานานประมาณ 7 ชั่วโมง จึงจะมีแบคทีเรีย 10,000 ตัว 2. 1) จากนิยามการเติบโตของจํานวนประชากร n(t) = n0ert ในปนี้ n0 = 112,000 r = 100 4 = 0.04 ดังนั้น n(t) = 112,000e (แทนคา e = 2.718) เมื่อเวลาผานไป t ป จํานวนประชากรของจังหวัดนี้จะมีประมาณ 304,416 คน
  • 49. 49 2) n(3) = 112,000e0.04(3) = 112,000e0.12 = 126279.6474 หลังจากเวลาผานไป 3 ป จะมีจํานวนประชากรประมาณ 126280 คน 3) ใหเมื่อผานไป 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 เมื่อผานไป 15 ป 3. 1) จากสมการ m(t) = moe–rt ในปนี้ m0 = 10 r = 30 2nl ≈ 0.0231 ดังนั้น จํานวนซีเซียมที่เหลือเมื่อเวลาผานไป t ป คือ 10e–0.0231t 2) จากสมการ m(t) = 10e–0.0231t m(80) = 10e–0.0231(80) = 1.5753 ดังนั้น จํานวนซีเซียมที่เหลือเมื่อเวลาผานไป 80 ป คือ 1.5753 กรัม 3) ใหเวลานาน 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 เมื่อเวลาผานไป 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 รถไฟฟามีความเขมเสียง 107.8 วัตต / ตารางเมตร