• ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (42)

    42. กำหนดเมทริกซ์ \(A=\begin{bmatrix}x&-1\\1&-x\end{bmatrix}\)

    ถ้า \(a,b\) เป็นคำตอบของสมการ   \(\det (2A^{2})+(1-x^{2})^{3}\det (A^{-1})=45\)

    โดย \(a>b\) แล้ว \(2a-b\) มีค่าเท่ากับเท่าใด

    วิธีทำ   ข้อนี้ก่อนเริ่มแก้สมการหา \(\det (A)\) ไว้ก่อนเลย จากโจทย์เราจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}\det (A)&=&(x)(-x)-(1)(-1)=-x^{2}+1=\color{red}{1-x^{2}}\end{array}

    ต่อไปเราแก้สมการเพื่อหาค่าของ \(a,b\) กันเลยครับผม เริ่มเลย

    \begin{array}{lcl}\det (2A^{2})+(1-x^{2})^{3}\det (A^{-1})&=&45\\2^{2}\det (A^{2})+(1-x^{2})^{3}\cdot \frac{1}{\det (A)}&=&45\\2^{2}\det (A)\det (A)+(1-x^{2})^{3}\cdot \frac{1}{\det (A)}&=&45\\4(1-x^{2})^{2}+\frac{(1-x^{2})^{3}}{(1-x^{2})}&=&45\\\frac{4(1-x^{2})^{3}+(1-x^{2})^{3}}{1-x^{2}}&=&45\\4(1-x^{2})^{3}+(1-x^{2})^{3}&=&45(1-x^{2})\\5(1-x^{2})^{3}&=&45(1-x^{2})\\\frac{(1-x^{2})^{3}}{(1-x^{2})}&=&\frac{45}{9}\\(1-x^{2})^{2}&=&9\\1-2x^{2}+x^{4}&=&9\\x^{4}-2x^{2}-8&=&0\\(x^{2}-4)(x^{2}+2)&=&0\\so\\x^{2}=4\rightarrow x=\pm 2\quad \\ x^{2}=-2\quad \color{red}{no\quad solution\quad because\quad x^{2}\geq 0}\end{array}

    ตอนนี้เราจะเห็นว่า \(x\) ของเราเท่ากับ \(\pm 2\) นั่นก็คือ \(a=2\)  และ \(b=-2\) เพราะโจทย์บอกว่า \(a\) ต้องมากว่า \(b\)

    ดังนั้น

    \(\underline{Ans}\quad 2a-b=2(2)-(-2)=4+2=6\)

  • ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (46)

    46. ถ้า \(\frac{\sin^{4}x}{5}+\frac{\cos^{4}x}{7}=\frac{1}{12}\) สำหรับบาง \(x>0\) แล้วค่าของ \(\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}\) ตรงกับข้อใดต่อไปนี้ (Pat 1 พ.ย.57 ข้อ 29)

    วิธีทำ ข้อนี้เรานำสมการ \(\frac{\sin^{4}x}{5}+\frac{\cos^{4}x}{7}=\frac{1}{12}\) มาแก้สมการเพื่อหาค่าของ \(\sin^{2}x\) แสดงว่าตรงไหนที่เป็นค่า \(\cos x\) เราต้องเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของ \(\sin x\) ให้หมดครับ โดยใช้ความสัมพันธ์ที่ว่า

    \(\sin^{2}x+\cos^{2}x=1\) ดังนั้น

    \(\cos^{2}x=1-\sin^{2}x\) ครับผม

    เริ่มแก้สมการกันเลยครับ

    \begin{array}{lcl}\frac{\sin^{4}x}{5}+\frac{\cos^{4}x}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{(\sin^{2}x)^{2}}{5}+\frac{(\cos^{2}x)^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{(\sin^{2}x)^{2}}{5}+\frac{(1-\sin^{2}x)^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\end{array}

    เพื่อความสะดวกในการแก้สมการ ผมจะกำหนดให้ \(A=\sin^{2}x\) ดังนั้นเราจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}\frac{A^{2}}{5}+\frac{(1-A)^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{A^{2}}{5}+\frac{1-2A+A^{2}}{7}&=&\frac{1}{12}\\\frac{7A^{2}+5(1-2A+A^{2})}{35}&=&\frac{1}{12}\\7A^{2}+5-10A+5A^{2}&=&\frac{35}{12}\\12A^{2}-10A+5&=&\frac{35}{12}\\12A^{2}-10A+5-\frac{35}{12}&=&0\\144A^{2}-120A+60-35&=&0\\144A^{2}-120A+25&=&0\\(12A-5)(12A-5)&=&0\\so\\A&=&\frac{5}{12}\end{array}

    จากที่เราให้ \(A=\sin^{2}x\) ดังนั้น

    \[\color{red}{\sin^{2}x}=\color{red}{\frac{5}{12}}\]

    ต่อไปโจทย์ให้เราหาค่าของ \(\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}\) แต่ก่อนจะหาเราต้องทำการจัดรูปก่อนคับโดยใช้สูตรพวกมุมสองเท่า สูตรมุมสองเท่าของฟังก์ชันตรีโกณมิติ คือ

    \(\sin 2x=2\sin x\cos x\) และ

    \(\cos 2x=\cos^{2}x-\sin^{2}x\)

    ดังนั้นจากที่โจทย์ให้หาเราจะได้ว่า

    พิจารณา \(\sin^{2}(2x)\) จะได้

    \begin{array}{lcl}\sin^{2}(2x)&=&(\sin 2x)^{2}\\&=&(2\sin x\cos x)^{2}\\&=&2^{2}\sin^{2}x\cos^{2}x\\&=&4\sin^{2}x(1-\sin^{2}x)\\&=&4\times \frac{5}{12}\times (1-\frac{5}{12})\\&=&2\times \frac{5}{12}\times \frac{7}{12}\\&=&\frac{35}{36}\end{array}

    ดังนั้น \(\sin^{2}(2x)=\frac{35}{36}\)

    พิจารณา \(\cos^{2}(2x)\) จะได้

    \begin{array}{lcl}\cos^{2}(2x)&=&(\cos 2x)^{2}\\&=&(\cos^{2}x-sin^{2}x)^{2}\\&=&(1-\sin^{2}x-\sin^{2}x)^{2}\\&=&(1-2\sin^{2}x)^{2}\\&=&(1-2(\frac{5}{12}))^{2}\\&=&(1-\frac{10}{12})^{2}\\&=&\frac{1}{36}\end{array}

    ต่อไปเราเอาค่าที่เราหาด้านบนไปแทนในนี้ \(\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}\) จะได้

    \begin{array}{lcl}\frac{\sin^{2}(2x)}{5}+\frac{\cos^{2}(2x)}{7}&=&\frac{35}{36}\times \frac{1}{5}+\frac{1}{36}\times\frac{1}{7}\\&=&\frac{25}{126}\quad\underline{Ans}\end{array}

  • ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (47)

    47.ถ้า \(x\) และ \(y\) เป็นจำนวนจริงที่สอดคล้องกับสมการ \(3\sin(x-y)=2\sin(x+y)\) แล้ว \((\tan^{3}x)(\cot^{3}y)\) เท่ากับเท่าใด (Pat1 มี.ค.57 ข้อ 23)

    วิธีทำ ข้อนี้ไม่มีอะไรมากสามารถเก็บคะแนนได้แบบสบายๆ โดยใช้ความรู้ของพวกฟังก์ชันตรีโกณมิติของผลบวกและผลต่างของมุมหรือจำนวนจริง  ต้องจำสูตรพวกนี้ให้ได้เช่น

    \[\sin (A-B)=\sin A\cos B-\cos A\sin B\]

    \[\sin(A+B)=\sin A\cos B+\cos A\sin B\]

    เรามาเริ่มทำกันเลยครับเริ่มจากสมการที่โจทย์ให้มาเลย

    \begin{array}{lcl}3\sin(x-y)&=&2\sin(x+y)\\3\left[\sin x\cos y-\cos x\sin y\right]&=&2\left[\sin x\cos y+\cos x\sin y\right]\\3\sin x\cos y-3\cos x\sin y&=&2\sin x\cos y+2\cos x\sin y\\3\sin x\cos y-2\sin x\cos y&=&2\cos x\sin y+3\cos x\sin y\\\sin x\cos y&=&5\cos x\sin y\\\frac{\color{red}{\sin x}\color{green}{\cos y}}{\color{red}{\cos x}\color{green}{\sin y}}&=&5\\\color{red}{\tan x}\color{green}{\cot y}&=&5\\so\\\left[\tan x\cot y\right]^{3}&=&5^{3}\\\tan^{3}x\cot^{3}y&=&125\quad\underline{Ans}\end{array}

  • ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (48)

    48. ถ้า \(1-\cos 20^{\circ}=\frac{x}{1-\cot 25^{\circ}}\) แล้ว \(x\) มีค่าเท่าใด (Pat 1 ต.ค.52 ข้อ 5(2))

    วิธีทำ  ข้อนี้ต้องใช้ความรู้สูตรผลบวกและผลต่างของตรีโกณมิติ ก็คือ

    \[\cot (A+B)=\frac{\cot B\cot A-1}{\cot B+\cot A}\]

    \[\cot (A-B)=\frac{\cot B\cot A+1}{\cot B-\cot A}\]

    อีกอย่างที่ต้องรู้ก็คือ \(\cot 45^{\circ}=1\)

    เริ่มทำจากตรงนี้ก่อน

    \begin{array}{lcl}\cot (25^{\circ}+20^{\circ})&=&\frac{\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}-1}{\cot 20^{\circ}+\cot 25^{\circ}}\\1&=&\frac{\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}-1}{\cot 20^{\circ}+\cot 25^{\circ}}\\\cot 20^{\circ}+\cot 25^{\circ}&=&\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}-1\quad\cdots (1)\end{array}

    เก็บสมการที่ \((1)\) ไว้ก่อนนะคับ ต่อไปเราก็มาเริ่มหาคำตอบกันเลย

    \begin{array}{lcl}1-\cos 20^{\circ}&=&\frac{x}{1-\cot 25^{\circ}}\\(1-\cot 20^{\circ})(1-\cot 25^{\circ})&=&x\\1-\cot 20^{\circ}-\cot 25^{\circ}+\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}&=&x\\1-\left(\cot 20^{\circ}+\cot 25^{\circ}\right)+\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}&=&x\\ from\quad (1)\quad \cot 20^{\circ}+\cot 25^{\circ}&=&\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}-1\\1-[\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}-1]+\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}&=&x\\1+1-\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}+\cot 20^{\circ}\cot 25^{\circ}&=&x\\1+1&=&x\\x&=&2\end{array}

  • ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (49)

    49. ค่าของ \((1+\tan 1^{\circ})(1+\tan 2^{\circ})\cdots (1+\tan 43^{\circ})(1+\tan 44^{\circ})\) เท่ากับเท่าใด (Pat 1 มี.ค. 54 ข้อ 30)

    วิธีทำ ข้อนี้บอกเลยว่าข้อสอบเขาเล่นเกี่ยวกับเรื่องนี้ครับ คือ \(\tan (A+B)\) ฉะนั้นใครจำสูตรของ \(\tan (A+B)\) ได้ ก็จะทำได้ครับซึ่งสูตรของเขาคือ

    \[\tan (A+B)=\frac{\tan A+\tan B}{1-\tan A\tan B}\]

    ที่นี้วิธีการทำข้อนี้ลองจับเอาคู่นี้คูณกันดูครับ \((1+\tan 1^{\circ})(1+\tan 44^{\circ})\) จะได้

    \begin{array}{lcl}(1+\tan 1^{\circ})(1+\tan 44^{\circ})&=&1+\color{red}{\tan 1^{\circ}+\tan 44^{\circ}+\tan 1^{\circ}\tan 44^{\circ}}\end{array}

    ตัวหนังสือที่แดงๆด้านบน มันจะเท่ากับ \(1\) ทำไมนั่นเหรอ ลองไปดูอันนี้คับ

    พิจารณา

    \begin{array}{lcl}\tan (1^{\circ}+44^{\circ})&=&\frac{\tan 1^{\circ}+\tan 44^{\circ}}{1-\tan 1^{\circ}\tan 44^{\circ}}\\1&=&\frac{\tan 1^{\circ}+\tan 44^{\circ}}{1-\tan 1^{\circ}\tan 44^{\circ}}\\1-\tan 1^{\circ}\tan 44^{\circ}&=&\tan 1^{\circ}+\tan 44^{\circ}\\1&=&\color{red}{\tan 1^{\circ}+\tan 44^{\circ}+\tan 1^{\circ}\tan 44^{\circ}}\end{array}

    ดังนั้นเราจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}(1+\tan 1^{\circ})(1+\tan 44^{\circ})&=&1+\color{red}{\tan 1^{\circ}+\tan 44^{\circ}+\tan 1^{\circ}\tan 44^{\circ}}\\&=&1+1\\&=&2\end{array}

    ทำนองเดียวกันถ้าเราจับคู่อื่นคูณกันบ้าง ก็จะได้ค่าเท่ากับ \(2\) เหมือนกันเช่น

    \((1+\tan 2^{\circ})(1+\tan 43^{\circ})=2\)

    \((1+\tan 3^{\circ})(1+\tan 42^{\circ})=2\) ซึ่งจะมีแบบนี้ทั้งหมด \(22\) คู่

    ดังนั้นคำตอบของข้อนี้คือ \(2^{22}\) นั่นเอง

  • ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (50)

    50. ถ้า \(\cos 5\theta=a\cos^{5}\theta+b\cos^{3}\theta+c\cos\theta\) เมื่อ \(\theta\) เป็นจำนวนจริงใดๆ แล้วค่าของ \(a^{2}+b^{2}+c^{2}\) เท่ากับเท่าใด (Pat 1 เม.ย. 57 ข้อ 33)

    วิธีทำ  ข้อนี้ให้พวกเราเอา \(\cos 5\theta\) มีจัดรูปให้ได้เหมือนกับฝั่งขวาของสมการ เราก็จะได้ว่า \(a,b,c\) เป็นเท่าไร มาดูวิธีการทำกันเลยครับ

    \begin{array}{lcl}\cos 5\theta &=&\cos (4\theta +\theta)\\&=&\cos 4\theta\cos\theta-\sin 4\theta \sin\theta\\&=&\cos 2(2\theta )\cos\theta -[\sin 2(2\theta )\sin\theta ]\\&=&(2\cos^{2}2\theta -1)\cos\theta -[2\sin 2\theta\cos 2\theta\sin\theta ]\\&=&[2(2\cos^{2}\theta -1)^{2}-1)]\cos\theta -[(2)(2)\sin\theta\cos\theta(2\cos^{2}\theta -1)\sin\theta ]\\&=&[2(4\cos^{4}\theta -4\cos^{2}\theta +1)-1]\cos\theta -[4\sin^{2} \cos\theta (2\cos^{2}\theta -1)]\\&=&[8\cos^{4}\theta -8\cos^{2}\theta +2-1]\cos\theta - [\sin^{2}\theta (8\cos^{3}\theta -4\cos\theta)]\\&=&8\cos^{5}\theta -8\cos^{3}\theta +\cos\theta - [(1-\cos^{2}\theta )(8\cos^{3}\theta - 4\cos\theta)]\\&=&8\cos^{5}\theta -8\cos^{3}\theta +\cos\theta -[8\cos^{3}\theta +4\cos^{3}\theta -8\cos^{5}\theta -4\cos\theta ]\\&=&8\cos^{5}\theta -8\cos^{3}\theta +\cos\theta -8\cos^{3}\theta -4\cos^{3}\theta +8\cos^{5}\theta +4\cos\theta\\&=&16\cos^{5}\theta -20\cos^{3}\theta + 5\cos\theta\end{array}

    จาก ด้านบนจะเห็นว่า \(a=16,\quad b=(-20),\quad c=5\) ดังนั้น

    \(a^{2}+b^{2}+c^{2}=16^{2}+(-20)^{2}+(5)^{2}=681\)

  • ฝึกทำโจทย์คณิตศาสตร์ (56)

    56. \(\tan \left[ \arccos ( \frac{5}{13}) +\arcsin (\frac{3}{5}) \right]\) เท่ากับข้อใดต่อไปนี้

    วิธีทำ โจทย์แนวนี้หาคำตอบไม่ยากคับ ใครอยากทำโจทย์แบบนี้เพิ่มให้ไปอ่านตามลิงก์นี้

    เอาละเรามาเริ่มทำโจทย์กันดีกว่า เป็นข้อสอบ A-level คณิตศาสตร์ ใครเร็วใครได้เพราะข้อสอบไม่ยากมาก

    กำหนดให้ \(A=\arccos\frac{5}{13}\) จะได้ว่า \(\cos A=\frac{5}{13}\)

    กำหนดให้ \(B=\arcsin\frac{3}{5}\) จะได้ว่า \(\sin B=\frac{3}{5}\)

    แล้วให้เราข้อมูลนี้คือ \(\cos A=\frac{5}{13}\) และ \(\sin B=\frac{3}{5}\)  ไปวาดรูปสามเหลี่ยมมุมฉากเพื่อหาค่าของ \(\tan A,\tan B\)  ได้รูป ดังนี้

    เริ่มทำต่อเลยนะคับ จากที่เรากำหนดให้ \(A=\arccos\frac{5}{13}\) และ \(B=\arcsin\frac{3}{5}\)  เมื่อนำไปแทนค่าในนี้ \(\tan \left[ \arccos ( \frac{5}{13}) +\arcsin (\frac{3}{5}) \right]\)  เราก็จะได้่ว่าสิ่งที่เราต้องการหาก็คือ \(\tan (A+B)\) นั่นเอง ใช้สูตรเท็น เอ บวก บี เลย จำสูตรได้ก็ทำได้ข้อนี้ เริ่มเลย

    \begin{array}{lcl}\tan (A+B)&=&\frac{\tan A+\tan B}{1-\tan A\tan B}\\&=&\frac{\frac{12}{5}+\frac{3}{4}}{1-\frac{12}{5}\cdot \frac{3}{4}}\\&=&\frac{\frac{63}{20}}{\frac{20-36}{20}}\\&=&-\frac{63}{16}\end{array}

  • เฉลยคณิตศาสตร์วิชาสามัญ เอกซ์โพเนนเชีลย ลอการิทึม

    1. จำนวนจริง \(x\) ที่สอดคล้องกับสมการ \(\log_{4}x=\log_{9}3+\log_{3}9\) มีค่าเท่ากับเท่าใด

    วิธีทำ ข้อนี้ไม่ยากครับ อาศัยสมบัติของลอการิทึมและแก้สมการก็เท่านั้นเอง ไปดูวิธีการทำกันเลยค่อยๆอ่านนะคับ

    \begin{array}{lcl}\log_{4}x&=&\log_{9}3+\log_{3}9\\\log_{4}x&=&\log_{3^{2}}3+\log_{3}3^{2}\\log_{4}x&=&\frac{1}{2}\log_{3}3+2\log_{3}3\\\log_{4}x&=&\frac{1}{2}+2\\\log_{4}x&=&\frac{5}{2}\\so\\x&=&4^{\frac{5}{2}}\\x&=&(2^{2})^{\frac{5}{2}}\\x&=&2^{5}\\x&=&32\quad\underline{Ans}\end{array}


    2. ผลบวกของคำตอบทั้งหมดของสมการ \(x^{(\log_{2}x+1)}=64\) 

    1. \(\frac{33}{8}\)
    2. \(\frac{31}{4}\)
    3. \(\frac{33}{4}\)
    4. \(4\)
    5. \(8\)

    วิธีทำ ข้อนี้ต้องใช้เทคนิคนิดหนึ่งเพื่อให้ง่ายต่อการมอง ก็คือเทคนิคการแทนค่าด้วยตัวแปรครับ ผมจะให้

    \(A=\log_{2}x\) ดังนั้นจะได้ \(\frac{1}{A}=\log_{x}2\) เอาละเริ่มการสมการเพื่อหาคำตอบกันเลยครับ

    \begin{array}{lcl}x^{(\log_{2}x+1)}&=&64\\x^{A+1}&=&64\\\log(x^{(A+1)})&=&\log 64\\(A+1)\log x&=&\log 2^{6}\\(A+1)\log x&=&6\log2\\A+1&=&\frac{6\log 2}{\log x}\\A+1&=&6\log_{x}2\\A+1&=&6\times\frac{1}{A}\\A(A+1)&=&6\\A^{2}+A-6&=&0\\(A+3)(A-2)&=&0\\so\\A=-3\quad ,A=2\end{array}

    พิจารณาต่อเพื่อหาคำตอบ

    จาก \(A=-3\) จะได้

    \begin{array}{lcl}A&=&-3\\\log_{2}x&=&-3\\x&=&2^{-3}\\x&=&\frac{1}{2^{3}}\\x&=&\frac{1}{8}\end{array}

    จาก \(A=2\) จะได้

    \begin{array}{lcl}A&=&2\\\log_{2}x&=&2\\x&=&2^{2}\\x&=&4\end{array}

    ดังนั้นผลบวกคำตอบของสมการนี้คือ

    \(4+\frac{1}{8}=\frac{33}{8}\quad\underline{Ans}\)


    3.ค่าของ \(\log_{2}(3^{\log_{3}16})\) เท่ากับเท่าใด

    วิธีทำ ข้อนี้เป็นการหาค่าลอการิทึมธรรมดาแต่ต้องรู้จักพวกสมบัติของลอการิทึมต่างๆของลอการิทึมนะคับถึงจะทำได้ เอาละมาเริ่มทำกันได้เลย

    \begin{array}{lcl}\log_{2}(3^{\log_{3}16})&=&(\log_{3}16)(\log_{2}3)\\&=&\frac{\log 16}{\log 3}\cdot \frac{\log 3}{\log 2}\\&=&\frac{\log 16}{\log 2}\\&=&\log_{2}16\\&=&\log_{2}2^{4}\\&=&4\log_{2}2\\&=&4\quad\underline{Ans}\end{array}


    4. ค่าในข้อใดต่อไปนี้คือคำตอบของสมการ \(2^{x}\cdot 2^{x+1}\cdot 2^{x+2}=4^{x}+4^{x+1}+4^{x+2}\)

    1.  \(\log_{2}\frac{21}{10}\)
    2. \(\log_{2}\frac{21}{8}\)
    3. \(\log_{2}\frac{21}{6}\)
    4. \(\log_{2}\frac{21}{4}\)
    5. \(\log_{2}\frac{21}{2}\)

    วิธีทำ ข้อนี้ไม่ได้ยากจัดรูปแก้สมการนิดหน่อยก็เท่านั้นเองไปดูกันเลยคับ

    \begin{array}{lcl}2^{x}\cdot 2^{x+1}\cdot 2^{x+2}&=&4^{x}+4^{x+1}+4^{x+2}\\2^{x}\cdot 2^{x}\cdot 2\cdot 2^{x}\cdot 2^{2}&=&2^{2x}+2^{2x}\cdot 4+2^{2x}\cdot 4^{2}\\2^{3x}\cdot 2^{3}&=&2^{2x}(1+4+16)\\\frac{2^{3x}}{2^{2x}}&=&\frac{1+4+16}{2^{3}}\\2^{x}&=&\frac{21}{8}\\so\\\log 2^{x}&=&\log \frac{21}{8}\\x\log 2&=&\log \frac{21}{8}\\x&=&\frac{\log\frac{21}{8}}{\log 2}\\x&=&\log_{2}\frac{21}{8}\quad\underline{Ans}\end{array}


    5.ผลบวกของคำตอบทั้งหมดของสมการ \(\log_{2}x+6\log_{x}2-5=0\)  เท่ากับข้อใดต่อไปนี้

    1. 8
    2. 10
    3. 12
    4. 14
    5. 16

    วิธีทำ ข้อนี้ง่ายครับผม จะใช้วิธีการแทนค่าด้วยตัวแปร เหมือนข้อข้างบนเพื่อให้ง่ายต่อการมอง

    กำหนดให้ \(A=\log_{2}x\) จะได้ว่า \(\frac{1}{A}=\log_{x}2\) เริ่มแก้สมการกันเลย

    \begin{array}{lcl}\log_{2}x+6\log_{x}2-5&=&\\A+6\times\frac{1}{A}-5&=&0\\A+\frac{6}{A}-5&=&0\\A^{2}-5A+6&=&0\\(A-3)(A-2)&=&0\\so\\A=3\quad ,A=2\end{array}

    พิจารณา กรณีที่ \(A=3\) จะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}A&=&3\\\log_{2}x&=&3\\x&=&2^{3}\\x=8\end{array}

    พิจารณา กรณีที่ \(A=2\) จะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}A&=&2\\\log_{2}x&=&2\\x&=&2^{2}\\x&=&4\end{array}

    ดังนั้นผลบวกของคำตอบสมการนี้คือ \(8+4=12\quad\underline{Ans}\)


    6. \(\log_{7}625)(\log_{5}343)\) มีค่าเท่ากับข้อใด

    วิธีทำข้อนี้ดูเอาเองไม่ขออธิบายอะไรมาก เพราะพื้นๆเลย

    \begin{array}{lcl}(\log_{7}625)(\log_{5}343)&=&(\log_{7}5^{4})(\log_{5}7^{3})\\&=&(4\log_{7}5)(3\log_{5}7)\\&=&4\cdot 3\log_{5}7\cdot \log_{7}5\\&=&12\cdot\log_{5}7\cdot\frac{1}{\log_{5}7}\\&=&12\quad\underline{Ans}\end{array}

  • เฉลยแบบฝึกหัดจำนวนเชิงซ้อน

    ผมจะนำข้อสอบต่างๆที่เกี่ยวกับจำนวนเชิงซ้อนมาเฉลยให้ดูนะคับ ซึ่งข้อสอบนั้นอาจจะเป็นพวกข้อสอบ Pat 1 ,A-level , 9 วิชาสามัญ ,Entrance และอื่นๆ แล้วแต่ว่าจะเป็นเจอข้อไหนที่น่าสนใจ เอาเป็นข้อที่ไม่ยากมาก แบบกลางๆ จะได้สนุกในการทำคับผม

    1. จงหาค่าของ \(i^{101}+i^{101!}\) 

    วิธีทำ ข้อนี้ถ้าผมจำไม่ผิดน่าจะเป็นพวกข้อสอบ 9 วิชาสามัญคับ ข้อนี้ใช้ความรู้เกี่ยวกับการหาค่าของพวก \(i^{n}\) ซึ่งวิธีการทำคือ เอา \(n\) ไปหารด้วย \(4\) เพื่อหาเศษออกมา คือ

    \(n\div 4\) เหลือเศษ 1 จะได้ \(i^{n}=i\)

    \(n\div 4\) เหลือเศษ 2 จะได้ \(i^{n}=-1\)

    \(n\div  4\) เหลือเศษ 3 จะได้ \(i^{n}=-i\)

    \(n\div 4\) ลงตัวหรือว่าได้เศษ 0 จะได้ \(i^{n}=1\)

    จากข้อนี้เราจะเห็นว่า \(101\div 4\) เหลือเศษ 1 ดังนั้น \(i^{101}=i\)

    และจะเห็นว่า \(\frac{101!}{4}=\frac{101\times 100\times \cdots \times 4\times 3\times 2\times 1}{4}\) ลงตัว ดังนั้น \(i^{101!}=1\)

    นั่นคือ \(i^{101}+i^{101!}=i+1\quad\underline{Ans}\)


    2. ให้ \(z\) เป็นจำนวนเชิงซ้อนที่สอดคล้องกับสมการ \(\bar{z}+i|z|=12+9i\) เมื่อ \(i^{2}=-1\) ส่วนจินตภาพของ \(z\) เท่ากับเท่าใด

    1. \(-\frac{21}{2}\)
    2. \(-\frac{7}{2}\)
    3. \(-\frac{3}{2}\)
    4. \(\frac{3}{2}\)
    5. \(\frac{7}{2}\)

    วิธีทำ ข้อนี้เราต้องกำหนดให้ \(z=a+bi\) จะได้ \(\bar{z}=a-bi\quad ,|z|=\sqrt{a^{2}+b^{2}}\)

    ต่อไปเราก็แก้สมการธรรมดาคับผมจะได้

    \begin{array}{lcl}\bar{z}+|z|i&=&12-9i\\a-bi+(\sqrt{a^{2}+b^{2}})i&=&12+9i\\a+(\sqrt{a^{2}+b^{2}}-b)i&=&12+9i\end{array}

    ดังนั้น

    \(a=12\) และ \(\sqrt{a^{2}+b^{2}}-b=9\)  ตอนนี้เรารู้ค่าของ \(a\) แล้ว เราก็หาค่าของ \(b\) ต่อเลยคับ ก็คือแก้สมการนี้ \(\sqrt{a^{2}+b^{2}})-b=9\) เริ่มเลย

    \begin{array}{lcl}\sqrt{a^{2}+b^{2}} -b&=&9\\\sqrt{12^{2}+b^{2}} -b&=&9\\\sqrt{144+b^{2}}&=&9+b\\(\sqrt{144+b^{2}})^{2}&=&(9+b)^{2}\\144+b^{2}&=&81+18b+b^{2}\\\frac{144-81}{18}&=&b\\b&=&\frac{63}{18}\\b&=&\frac{7}{2}\end{array}

    นั่นคือ ตอนนี้ \(a=12\quad b=\frac{7}{2}\) นั้นคือ จำนวนเชิงซ้อน \(z\) มีค่าเท่ากับ \(z=12+\frac{7}{2}i\) ดังนั้นส่วนจินตภาพของจำนวนเชิงซ้อน \(z\) คือ \(\frac{7}{2}\)


    3. ถ้าจำนวนเชิงซ้อน \(3-i\) เป็นคำตอบหนึ่งของสมการ \(x^{2}+ax+b=0\) โดยที่ \(a\) และ \(b\) เป็นจำนวนจริง แล้ว \(a+b\) เท่ากับเท่าใด

    1. 2
    2. 4
    3. 7
    4. 8
    5. 10

    วิธีทำ  เนื่องจาก \(3-i\) เป็นคำตอบของสมการนี้ ดังนั้นเราจะได้อีกคำตอบหนึ่งของสมการนี้คือ \(3+i\) พูดง่ายๆก็คือ ถ้าเรามีจำนวนเชิงซ้อนเป็นคำตอบแล้ว คอนจูเกตของมันก็จะเป็นคำตอบของสมการพหุนามนั้นด้วยคับ

    ผมอยากให้ดูตรงนี้ก่อนคับ ถ้าเราต้องการแก้สมการ \(x^{2}+5x+6=0\) เราก็จะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}x^{2}+5x+6&=&0\\(x+3)(x+2)&=&0\end{array}

    นั่นคือคำตอบของสมการนี้คือ \(x=-3,\quad x=-2\)

    ให้ทุกคนมองกลับด้านนะคับ ก็คือ ถ้าเรามีคำตอบของสมการคือ \(x=-3\) กับ \(x=-2\) เราจะได้ว่า คำตอบนี้มันมาจากสมการ \((x-(-3))(x-(-2))=(x+3)(x+2)=x^{2}+5x+6\)คับ ดังนั้นข้อนี้เราจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}(x-(3-i))(x-(3+i))&=&x^{2}+ax+b\\x^{2}-(3-i)x-(3+i)x+(3-i)(3+i)&=&x^{2}+ax+b\\x^{2}+(-3+i-3-i)x+10&=&x^{2}+ax+b\\x^{2}-6x+10&=&x^{2}+ax+b\quad\cdots (1)\end{array}

    จากสมการที่ \((1)\) เราใช้วิธีการเทียบสัมประสิทธิ์เอาคับ เราจะได้ว่า

    \(a=-6\) และ \(b=10\) ดังนั้น

    \(a+b=-6+10=4\quad\underline{Ans}\)


    4. ถ้า \(x\) และ \(y\) เป็นจำนวนจริง และ \((x+2i)(1+i)-(3-i)=3+yi-xi\) แล้วจงหาค่า ของ \(x\) และ \(y\)

    วิธีทำ ข้อนี้เราต้องจัดสมการก่อนนะคับผม ก็คือจัดส่วนจริง กับ ส่วนจินตภาพ แยกกันออกมาคับ เริ่มเลย

    \begin{array}{lcl}(x+2i)(1+i)-(3-i)&=&3+yi-xi\\x+xi+2i+2i^{2}-(3-i)&=&3+yi-xi\\x+xi+2i-2-3+i&=&3+yi-xi\\x-5+xi+3i&=&3+yi-xi\\(x-5)+(x+3)i&=&3+(y-x)i\quad\cdots (1)\end{array}

    จะเห็นว่าสมการที่ \((1)\) เราแยกส่วนจริงกับส่วนจินตภาพออกมาเป็นส่วนๆแล้ว นะคับ ดังนั้นเราจะได้ว่า

    \(x-5=3\) และ \(x+3=y-x\)

    จากที่ \(x-5=3\) จะได้ \(x=8\)  ต่อไปเรานำ \(x=8\) ไปแทนในนี้ \(x+3=y-x\) จะได้

    \begin{array}{lcl}x+3&=&y-x\\8+3&=&y-8\\11&=&y-8\\y&=&11+8\\y&=&19\end{array}

    ดังนั้น \(x=8\) และ \(y=19\)


    5. จงหาค่า \(a\) และ \(b\) ที่ทำให้สมการนี้ \((a+i)^{2}=8+bi\) เป็นจริง

    วิธีทำ ข้อนี้จัดสมการก่อนเหมือนเดิมคับจะได้ว่า

    \begin{array}{lcl}(a+i)^{2}&=&8+bi\\a^{2}+2ai+i^{2}&=&8+bi\\a^{2}+2ai-1&=&8+bi\\a^{2}-1+2ai&=&8+bi\end{array}

    ดังนั้น

    \(a^{2}-1=8\)  และ \(2a=b\) ต่อไปก็แก้สมการเพื่อหาค่าของ \(a,b\) เลยคับ

    เริ่มแก้สมการเลยคับ

    \begin{array}{lcl}a^{2}-1&=&8\\a^{2}&=&8+1\\a^{2}&=&9\\a&=&\pm 3\end{array}

    ต่อไปหาค่า \(b\) บ้างคับ

    ถ้า \(a=3\) จะได้

    \begin{array}{lcl}2a&=b\\2(3)&=&b\\b&=&6\end{array}

    ถ้า \(a=-3\) จะได้

    \begin{array}{lcl}2a&=&b\\2(-3)&=&b\\b&=&-6\end{array}

    ดังนั้นคำตอบจะมี 2 ชุดคือ

    \(a=3,b=6\)

    \(a=-3,b=-6\)


    6. ถ้า \((1+bi)^{3}=-107+ki \) เมื่อ \(b,k\) เป็นจำนวนจริงและ \(i=\sqrt{-1}\) แล้วค่าของ \(|k|\) เท่ากับเท่าใด (Pat1 ต.ค.53/48)

    วิธีทำ ข้อนี้ก็ต้องจัดรูปโดยการเอา \((1+bi)\) มายกกำลังสามก่อนคับ เริ่มทำเลย

    \begin{array}{lcl} (1+bi)^{3}&=&-107+ki\\(1+bi)(1+bi)(1+bi)&=&-107+ki\\(1-b^{2}+2bi)(1+bi)&=&-107+ki\\1+bi-b^{2}-b^{3}i+2bi+2b^{2}i^{2}&=&-107+ki\\1-b^{2}-2b^{2}+(b-b^{3}-2b)i&=&-107+ki\quad\cdots (1)\end{array}
    จากสมการที่ \((1)\) เราจะได้ว่า

    \(1-b^{2}-2b^{2}=-107\quad\cdots (3)\)  และ

    \(b-b^{3}+2b=k\quad\cdots (4)\)

    เรามาแก้สมการที่ \((3)\) ก่อนเพื่อหาค่าของ \(b\) จะได้

    \begin{array}{lcl}1-b^{2}-2b^{2}&=&-107\\1-b^{2}&=&-107\\3b^{2}-1&=&107\\b^{2}&=&\frac{108}{3}\\b^{2}&=&36\\b&=&\pm 6\end{array}

    ตอนไปแทน \(b=6\) ในสมการที่ \((4)\) จะได้

    \begin{array}{lcl}b-b^{3}+2b&=&k\\-b^{3}+3b&=&k\\b^{3}-3b&=&k\\(6)^{3}-3(6)&=&k\\216-18&=&k\\k&=&198\\so\\|k|&=&198\end{array}

    แทน \(b=-6\) บ้างจะได้

    \begin{array}{lcl}(-6)^{3}-3(-6)&=&k\\-216+18&=&k\\k&=&-198\\so\\|k|&=&|-198|\\k&=&198\end{array}

    ข้อนี้ \(|k|=198\underline{Ans}\)


    7. กำหนดให้ \(z^{-1}=3-2i\) จงหาค่าของ \(\bar{z}\)

    วิธีทำ  ข้อนี้เป็นแบบฝึกหัดตามห้องเรียนทั่วไป ทำไปเรื่อยๆ ไม่ต้องไปคิดเยอะคับ

    \begin{array}{lcl}z^{-1}&=&3-2i\\\frac{1}{z}&=&3-2i\\z&=&\frac{1}{3-2i}\\z&=&\frac{1\times (3+2i)}{(3-2i)\times (3+2i)}\\z&=&\frac{3+2i}{3^{2}+2^{2}}\\z&=&\frac{3+2i}{9+4}\\z&=&\frac{3+2i}{13}\end{array}

    เนื่องจาก \(z=\frac{3}{13}+\frac{2}{13}i\) ดังนั้น \(\bar{z}=\frac{3}{13}-\frac{2}{13}i\)