-
ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (67)
67.กำหนดให้ \(f(x)=ax^{2}+b\) และ \(g(x-1)=6x+c\) เมื่อ \(a,b,c\) เป็นค่าคงตัว ถ้า \(f(x)=g(x)\) เมื่อ \(x=1,2\) และ \((f+g)(1)=8\) แล้ว \((f\circ g^{-1})(16)\) มีค่าเท่ากับข้อใดต่อไปนี้
- \(\frac{31}{9}\)
- \(\frac{61}{9}\)
- \(10\)
- \(20\)
วิธีทำ แน่นอนข้อนี้ถ้าให้เราเราต้องหาค่าของ \(a,b,c\) ให้ได้ก่อน ดังนั้นต้องมีอย่างน้อย 3 สมการถึงจะแก้สมการหาค่า \(a,b,c\) ได้ ไปหาสมการกันเลยคับผม
\begin{array}{lcl}f(x)&=&ax^{2}+b\\f(1)&=&a(1)^{2}+b\\f(1)&=&a+b\quad\cdots (1)\\g(x-1)&=&6x+c\\g(2-1)&=&6(2)+c\\g(1)&=&12+c\quad \cdots (2)\end{array}
จากเงื่อนไขในโจทย์ทำให้เราได้ว่า \((1)=(2)\)
นั่นคือ
\begin{array}{lcl}a+b&=&12+c\\a+b-c&=&12\quad (A)\end{array}
เริ่มหาสมการอีก
\begin{array}{lcl}f(2)&=&2^{2}a+b\\f(2)&=&4a+b\quad\cdots (3)\\g(3-1)&=&6(3)+c\\g(2)&=&18+c\quad\cdots (4)\end{array}
จากเงื่อนไขในโจทย์ทำให้เราได้ว่า \((3)=(4)\)
นั่นคือ
\begin{array}{lcl}4a+b&=&18+c\\4a+b-c&=&18\quad\cdots (B)\end{array}
เริ่มหาสมการอีก
\begin{array}{lcl}(f+g)(1)&=&8\\f(1)+g(1)&=&8\\a(1)^{2}+b+6(2)+c&=&8\\a+b+c&=&-4\quad\cdots (C)\end{array}
ต่อไปแก้สมการหาค่า \(a,b,c\) กันเลย
\begin{array}{lcl}a+b-c&=&12\quad\cdots (A)\\4a+b-c&=&18\quad\cdots (B)\\a+b+c&=&-4\quad\cdots (C)\end{array}
นำสมการ \((A)-(C)\) จะได้
\begin{array}{lcl}-2c&=&16\\\color{red}{c}&=&-8\end{array}
แทน \(c\) ด้วย \(-8\) ในสมการ \((A),(B)\) เสร็จแล้วนำ \((B)-(A)\) จะได้
\begin{array}{lcl}3a&=&6\\\color{green}{a}&=&2\end{array}
แทน \(a\) ด้วย \(2\) และแทน \(c\) ด้วย \(-8\) ในสมการ \((A)\) จะได้
\begin{array}{lcl}2+b+8&=&12\\\color{blue}{b}&=&2\end{array}
ก่อนจะหาคำตอบหาอันนี้รอไว้ก่อนคับ จะได้ว่า
\begin{array}{lcl}g(x-1)&=&6x+c\\g(4-1)&=&6(4)-8\\g(3)&=&16\\so\\g^{-1}(16)&=&3\end{array}
เริ่มหาคำตอบกันเลย
\begin{array}{lcl}(f\circ g^{-1})(16)&=&f(g^{-1}(16))\\&=&f(3)\\from\quad f(x)=ax^{2}+b\\so\\&=&f(3)\\&=&3^{2}a+b\\&=&2\cdot 9+2\\&=&18+2\\&=&20\quad\underline{Ans}\end{array}
-
ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (68)
68.กำหนดให้ \(f(x)=3x+1\) และ \((f\circ g)^{\prime}(x)=3x^{2}+1\) ถ้า \(g(0)=1\) แล้ว \(\displaystyle\int_{0}^{1} g(x) dx\) มีค่าเท่าใด
วิธีทำ ต้องหาฟังก์ชัน \(g\) ให้ได้ก่อนครับ ก็หาจากสิ่งที่โจทย์ให้มาแหละคับเริ่มเลย
\begin{array}{lcl}(f\circ g)^{\prime}(x)&=&3x^{2}+1\\\displaystyle\int (f\circ g)^{\prime}dx&=&\displaystyle\int 3x^{2}+1 dx\\(f\circ g)(x)&=&x^{3}+x+c\\f(g(x))&=&x^{3}+x+c\\3g(x)+1&=&x^{3}+x+c\\g(x)&=&\frac{x^{3}+x+c-1}{3}\\from\quad g(0)=1\\so\\g(0)&=&\frac{c-1}{3}\\1&=&\frac{c-1}{3}\\c&=&4\end{array}
เมื่อเรารู้ว่า \(c=4\) ดังนั้นเราจะได้ว่า
\(g(x)=\frac{x^{3}+x+3}{3}=\frac{x^{3}}{3}+\frac{x}{3}+1\)
เริ่มหาคำตอบกันเลย เราได้หน้าตาของฟังก์ชัน \(g\) แล้ว
\begin{array}{lcl}\displaystyle\int_{0}^{1}g(x) dx&=&\displaystyle\int_{0}^{1}\frac{x^{3}}{3}+\frac{x}{3}+1 dx\\&=&\frac{x^{4}}{12}+\frac{x^{2}}{6}+x|_{0}^{1}\\&=&\frac{1}{12}+\frac{1}{6}+1\\&=&\frac{1+2+12}{12}\\&=&\frac{15}{12}\\&=&\frac{5}{4}\end{array}
-
ฟังก์ชัน ม.4
ฟังก์ชัน หรือ ภาษาอังกฤษใช้คำว่า Function คำว่าฟังก์ชันนั้นเชื่อว่านักเรียนทุกคนที่เรียนในระบบ หรือนอกระบบถ้าได้เรียนคณิตศาสตร์คงเคยได้ยินคำนี้ คำว่าฟังก์ชัน หลายคนอาจจะยังไม่เข้าใจความหมายของฟังก์ชันอย่างแท้จริง มันนี้ผมจะอธิบายคำว่าฟังก์ชัน ให้ทุกคนได้เข้าใจ โดยใช้ภาษาแบบบ้านๆ ส่วนภาษาในทางคณิตศาสตร์นั้นทุกคนคงได้ยินได้ฟังมามากแล้ว วันนี้ขออธิบายความหมายของฟังก์ชันแบบ บ้านๆแล้วกันครับ
จุดกำเนิดของฟังก์ชัน มาจากความสัมพันธ์ สมมติ ผมมีความสัมพันธ์ 2 แบบ
แบบที่ 1 ให้ชื่อว่าความสัมพันธ์ r ซึ่งผมกำหนดให้ \(r=\{(1,2),(3,4),(5,6),(7,8)\}\)
แบบที่ 2 ให้ชื่อว่าความสันพันธ์ s ซึ่งกำหนดใด้ \(s=\{(1,2),(1,3),(4,5),(6,7)\}\)
ดูรูปประกอบ
แบบที่ 1
แบบที่ 2
จากรูปความสัมพันธ์ แบบที่ 1 สมาชิกของโดเมนทุกตัวจับคู่กับสมาชิกในเรนจ์เพียงแค่ตัวเดียว ความสัมพันธ์แบบนี้เรียกว่า ฟังก์ชัน จำไว้เลย
แต่
ความสัมพันธ์ แบบที่ 2 มีสมาชิกของโดเมนบางตัวคือ 1 ไปจับคู่กับสมาชิกในเรนจ์เกินหนึ่งตัว ความสัมพันธ์แบบที่ 2 นี้เป็นได้แค่ความสัมพันธ์แต่ไม่ใช่ฟังก์ชัน
นี่คือความหมายของฟังก์ชันแบบบ้านๆ ง่ายๆ ดูที่คู่อันดับของความสัมพันธ์ถ้าโดเมนมันไปจับคู่เกินหนึ่งตัวในเรนจ์ความสัมพันธ์นั้นจะไม่เป็นฟังก์ชัน นะ
ตัวอย่าง 1 ความสัมพันธ์ต่อไปนี้เป็นฟังก์ชันหรือไม่
1) \(\{(1,2),(2,3),(3,4),(4,5)\}\)
เป็นฟังก์ชันเพราะสมาชิกในโดเมนจับคู่กับเรนจ์เพียงตัวเดียวพูดง่ายๆคือสมาชิกในโดเมนไม่ซ้ำกัน
2) \(\{(1,a),(2,b),(3,c),(4,d)\}\)
เป็นฟังก์ชัน
3) \(\{(1,a),(2,a),(3,a),(4,a),(5,a)\}\)
เป็นฟังก์ชัน ถึงแม้ว่าสมาชิกในเรนจ์ซ้ำกัน แต่โดเมนห้ามซ้ำกันก็พอ
4) \(\{(1,2),(2,4),(3,6),(1,8)\}\)
ไม่เป็นฟังก์ชันเพราะมีสมาชิกในโดเมนซ้ำกันคือ 1
5) \(\{(2,3),(2,4),(2,5)\}\)
ข้อนี้ไม่เป็นฟังก์ชันชัดเจนเลย สมาชิกในโดเมนซ้ำกันสุดๆ
6) \(\{(x,y)\in A \times A |y=x^{2}\} \)
โดยที่ \(\quad\) \(A=\{-3,-2,-1,0,1,2,3\}\)
ข้อนี้ดูเงื่อนไขดีๆนะ เอา x มายกกำลังสองแล้วได้ค่า y ฉะนั้นจะได้คู่อันดับ (-1,1) เพราะ \((-1)^{2}=1\)
(0,0) เพราะ \(0^{2}=0\)
(1,1) เพราะ \(1^{2}=1\)
ดังนั้นเซตนี้ถ้าเขียนแบบแจกแจงสมาชิกก็จะได้
\(\{(-1,1),(0,0),(1,1) \}\)
นั่นคือ เห็นชัดเจนว่าเป็นฟังก์ชัน
7) \(\{(x,y) \in A \times A |x+y=6 \}\)
โดยที่ \(\quad\) \(A=\{1,2,3,4,5\}\)
ข้อนี้มาดูเงื่อนไขคือ บวกกันแล้วได้ 6 ก็จะมี \(\quad\) \( (1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)\)
ดังนั้นเซตนี้ถ้าเขียนแบบแจกแจงสมาชิกก็จะได้
\(\{(1,5),(2,4),(3,3),(4,2),(5,1)\}\)
นั่นคือ เห็นชัดเจนว่าเป็นฟังก์ชัน
8) \(\{(x,y)\in A\times A|x=y^{2}\};A=\{-2,-1,0,1,2\}\)
ข้อนี้มาดูเงื่อนไข วายกำลังสองแล้วได้เอ็กซ์ ก็จะมีคู่อันดับ (1,-1) เพราะ \((-1)^{2}=1\)
(1,1) เพราะ \(1^{2}=1\)
(0,0) เพราะ \(0^{2}=0\)
ดังนั้นเซตนี้ถ้าเขียนแบบแจกแจงสมาชิกก็จะได้
\(\{(1,-1) ,(1,1) ,(0,0)\}\) \(\quad\) จะเห็นว่ามีโดเมนคือเลข 1 ซ้ำกัน
นั่นคือ ความสัมพันธ์นี้ไม่เป็นฟังก์ชัน