-4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f...

43
บทที 2 ลิมิตและความต่อเนื ่อง การศึกษาวิชาแคลคูลัส จาเป็นต้องมีความรู ้เรื่องลิมิตและความต่อเนื่อง (Limits and Continuity of Functions) เนื่องจากเป็นพื้นฐานสาคัญ ในการศึกษาเรื่องต่อไป เช่น เรื่องการหา อนุพันธ์ของฟังก์ชันพีชคณิตและฟังก์ชันอดิศัย เป็นต้น ดังนั ้นจึงจาเป็นต ้องทาความเข้าใจ อย่าง ละเอียดในเรื่องบทนิยามของลิมิตและความต่อเนื่อง และทฤษฎีบทที่สาคัญต่างๆ 2.1 ความหมายของลิมิต ลิมิตทางซ้ายและขวาของฟังก์ชัน ลิมิต (Limits) หมายถึง ขีดจากัด ในที่นี้จะยกตัวอย่างประกอบเพื่อความเข้าใจมาก ยิ่งขึ้น พิจารณาฟังก์ชัน 2 16 4 x f x x จากฟังก์ชันที่กาหนดให้จะพบว่าค่าของ f x จะ ขึ้นอยู ่กับค่า x ในกรณีที4 x จะเห็นได้ว่าไม่สามารถหาค่า f x ได้ทั ้งนี้เพราะ 4 ไม่อยู ่ใน โดเมนของ f x เพราะ 0 4 0 f ไม่มีความหมาย แต่สิ่งที่ทาได้คือ พยายามหาค่าใกล้เคียงที่สุดที่จะหาค่าของ f x เมื่อ x มีค่าเข้าใกล้ 4 มากที่สุด 4 x -4 -2 2 4 6 -8 -6 -4 -2 2 4 6 8 10 12 x y ภาพที 2.1 กราฟ 2 16 4 x f x x

Upload: others

Post on 29-Oct-2019

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

บทท 2

ลมตและความตอเนอง

การศกษาวชาแคลคลส จ าเปนตองมความรเรองลมตและความตอเนอง (Limits and

Continuity of Functions) เนองจากเปนพนฐานส าคญ ในการศกษาเรองตอไป เชน เรองการหาอนพนธของฟงกชนพชคณตและฟงกชนอดศย เปนตน ดงนนจงจ าเปนตองท าความเขาใจ อยางละเอยดในเรองบทนยามของลมตและความตอเนอง และทฤษฎบททส าคญตางๆ

2.1 ความหมายของลมต ลมตทางซายและขวาของฟงกชน

ลมต (Limits) หมายถง ขดจ ากด ในทนจะยกตวอยางประกอบเพอความเขาใจมาก

ยงขน พจารณาฟงกชน 2 16

4

xf x

x

จากฟงกชนทก าหนดใหจะพบวาคาของ f x จะ

ขนอยกบคา x ในกรณท 4x จะเหนไดวาไมสามารถหาคา f x ไดทงนเพราะ 4 ไมอยใน

โดเมนของ f x เพราะ 0

40

f ไมมความหมาย

แตสงทท าไดคอ พยายามหาคาใกลเคยงทสดทจะหาคาของ f x เมอ x มคาเขาใกล 4 มากทสด 4x

-4 -2 2 4 6

-8

-6

-4

-2

2

4

6

8

10

12

x

y

ภาพท 2.1 กราฟ 2 16

4

xf x

x

Page 2: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

24

ทางแรก x เขาใกล 4 ทางซาย 4x

x

2 16

4

xf x

x

3.0000 7

3.5000 7.5

3.7000 7.7

3.9000 7.9

3.9900 7.99

3.9990 7.999

3.9999 7.9999

ตารางท 2.1 ตารางแสดงคาของฟงกชน 2 16

4

xf x

x

เมอ x เขาใกล 4 ทางซาย

ทางทสอง x เขาใกล 4 ทางขวา 4x

x

2 16

4

xf x

x

5.0000 9

4.5000 8.5

4.3000 8.3

4.1000 8.1

4.0100 8.01

4.0010 8.001

4.0001 8.0001

ตารางท 2.2 ตารางแสดงคาของฟงกชน 2 16

4

xf x

x

เมอ x เขาใกล 4 ทางขวา

แสดงวาไมวา x จะเขาใกล 4 ทางซายหรอขวากตาม f x จะมคาเขาใกล 8 เสมอ นนคอ ถา x มคาเขาใกล 4 แลว f x มคาเขาใกล 8 หรอจะกลาวอกอยางหนงวา ลมตของ

f x เทากบ 8 ขณะท 4x เขยนแทนดวย

4

lim 8x

f x

นนคอ 2

4

16lim 8

4x

x

x

ส าหรบฟงกชน y f x ใดๆ ทมโดเมนและเรนจเปนสบเซตของจ านวนจรง 1. ลมตทางซายของ f ท a คอคาของ f x เมอ x มคาเขาใกล a ทางซาย

เขยนแทนดวย limx a

f x

2. ลมตทางขวาของ f ท a คอคาของ f x เมอ x มคาเขาใกล a ทางขวา

เขยนแทนดวย limx a

f x

Page 3: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

25

ลมตของฟงกชน f x เมอ x a จะหาคาไดกตอเมอ

1. limx a

f x

หาคาได

2. limx a

f x

หาคาได

3. lim limx a x a

f x f x

หรอกลาววา

limx a

f x L

กตอเมอ lim limx a x a

f x L f x

ตวอยางท 2.1 ก าหนดให 2

9f x x จงหาคาของ f x เมอ x มคาเขาใกล 3

วธท า หาคา f x เมอ x เขาใกล 3 ทงทางซายและทางขวาดงตารางตอไปน

5 10 15 20

20

40

60

80

100

120

x

y

ภาพท 2.2 กราฟ 2

9f x x

ทางแรก x เขาใกล 3 ทางซาย 3x ทางสอง x เขาใกล 3 ทางขวา 3x

x

29f x x

x

29f x x

2 49 4 25

2.5 42.25 3.5 30.25

2.9 37.21 3.1 35.8801

2.99 36.1201 3.01 35.988

2.999 36.012 3.001 35.9988

2.9999 36.0012 3.0001 35.99988

2.99999 36.00012 3.00001 35.999988

ตารางท 2.3 ตารางแสดงคาของฟงกชน

29f x x เมอ x เขาใกล 3

3

lim 36x

f x

3

lim 36x

f x

เนองจาก 3 3

lim limx x

f x f x

ดงนน 3

lim 36x

f x

Page 4: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

26

ตวอยางท 2.2 ก าหนดให f x เปนฟงกชนโดยท 2

1

1

xf x

x

; 1 1

; 1 1

x

x or x

จงหาคา 1

limx

f x

วธท า จาก 2

1

1

xf x

x

; 1 1

; 1 1

x

x or x

พจารณาจากรปจะเหนวา

2

1

lim 1x

x

0

1

lim 1x

x

0

ดงนน 1

limx

f x

0

ภาพท 2.3 กราฟ 2

1

1

xf x

x

; 1 1

; 1 1

x

x or x

สามารถพจารณาคา 1

limx

f x

จากตารางไดดงนคอ

x 2 1 ; 1f x x x

x 1 ; 1f x x x

-1.1 0.4582 -0.9 0.1

-1.01 0.1417 -0.99 0.01

-1.001 0.0447 -0.999 0.001

-1.0001 0.0141 -0.9999 0.0001

: : : :

-1.000..1 0 -0.999..9 0

ตารางท 2.4 ตารางแสดงคาของฟงกชน 2

1

1

xf x

x

; 1 1

; 1 1

x

x or x

เมอ x เขาใกล -1

จะไดวา 1 1

lim lim 0x x

f x f x

ดงนน 1

lim 0x

f x

-2 -1 1 2

0.5

1

1.5

2

2.5

x

y

Page 5: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

27

ตวอยางท 2.3 ก าหนดให 7

7

xf x

x

จงหา

1limx

f x

และ 7

limx

f x

วธท า พจารณาฟงกชนจะได

77

7

xx

x

; 7 0 ; 7

; 7 0 ; 7

x x

x x

นนคอ

7

7

7

7

x

xf x

x

x

; 7

; 7

x

x

1

1f x

; 7

; 7

x

x

ภาพท 2.4 กราฟ 7

7

xf x

x

จากรปจะเหนไดวา เมอ x มคาเขาใกล 7 โดยท 7x แลว f x จะมคาเขาใกลคาคงตวสองคาคอ 1 และ -1 ในกรณนจะกลาววาฟงกชน f นไมมลมตท x ลเขาส 7

พจารณาจาก 7 7

lim 1 lim 1x x

f x f x

ดงนน 7

limx

f x

หาคาไมได

หาคา 1

limx

f x

พจารณาจาก 1 1

lim lim 1 1x x

f x

1 1

lim lim 1 1x x

f x

จะไดวา 1 1

lim limx x

f x f x

ดงนน 1

lim 1x

f x

บทนยามท 2.1 ก าหนดให f เปนฟงกชนและก าหนดให a และ L เปนคาคงททเปนจ านวนจรง

,a L R จะกลาววา ลมตของ f เมอ x เขาใกล a เทากบ L เขยนแทนดวย

limx a

f x L

กตอเมอ ส าหรบทกๆ จ านวนจรง 0 จะมจ านวนจรง 0 ซงมคณสมบต

วา ถา fx D และ 0 x a แลว f x L

2 4 6 8 10 12

-1

-0.5

0.5

1

x

y

Page 6: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

28

ในท านองเดยวกนกบการพจารณาเมอ x เขาใกล a ทางซาย x a หรอทางขวา x a

นยามของลมตทางซายและลมตทางขวามดงน

บทนยามท 2.2

ลมตทางซาย ลมตของ f เมอ x เขาใกล a ทางซาย เทากบ L เขยนแทนดวย

limx a

f x L

กตอเมอ ส าหรบทกๆ จ านวนจรง 0 จะมจ านวนจรง 0 ซงมคณ

สมบตวา ถา fx D และ 0 a x แลว f x L

ลมตทางขวา ลมตของ f เมอ x เขาใกล a ทางขวา เทากบ M เขยนแทนดวย

limx a

f x M

กตอเมอ ส าหรบทกๆ จ านวนจรง 0 จะมจ านวนจรง 0 ซงมคณ

สมบตวา ถา fx D และ 0 x a แลว f x M

ตวอยางท 2.4 จงแสดงวา lim 3 3x c

x c

โดยใชนยามของลมต

พสจน จะตองแสดงวา ส าหรบทกๆ 0 จะมจ านวนจรง 0 ซงถา 0 x c แลว 3 3x c

ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ เลอก ให 0 x c พจารณา 3 3x c x c

<

=

นนคอ 3 3x c

จะไดวา lim 3 3x c

x c

ภาพท 2.5 กราฟ 3f x x

ตวอยางท 2.5 จงแสดงวา 2

lim 6 5 16x

x

โดยใชนยามของลมต

พสจน จะตองแสดงวา ส าหรบทกๆ 0 จะมจ านวนจรง 0 ซงถา 0 2x แลว 6 5 16x

ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ เลอก 5

ให 0 2x

พจารณา 6 5 16x 5 10x = 5 1x < 5

= 55

=

นนคอ 6 5 16x ภาพท 2.6 กราฟ 6 5f x x

จะไดวา 2

lim 6 5 16x

x

-8 -6 -4 -2 2

2

4

6

8

x

y

-2 -1 1 2

-4

4

8

12

16

x

y

Page 7: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

29

ตวอยางท 2.6 จงแสดงวา 2

2lim 2 1 1x

x x

โดยใชนยามของลมต

พสจน จะตองแสดงวา ส าหรบทกๆ 0 จะมจ านวนจรง 0 ซงถา 0 2x แลว

2 2 1 1x x

ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ เลอก เปนจ านวนจรงบวกใดๆ ทนอยกวา 1 และ 3

min 1,3

ให 0 2x

พจารณา 2 2 1 1x x = 2 2x x

= 2x x

จาก 2 1x จะไดวา

1 2 1x

1 3x ภาพท 2.7 กราฟ 2 2 1f x x x

ซงไดวา 3 3x หรอ 3x

2 2 1 1x x = 2x x

< 3

= 33

=

นนคอ เลอก จาก min 1,3

จงจะท าให 2 2 1 1x x

จะไดวา 2

2lim 2 1 1x

x x

2.2 ทฤษฎบทของลมต

การหาลมตจากหวขอทแลว มความยงยาก และใชเวลาในการหาค าตอบนาน ทฤษฎบทของลมต (Theorems on Limits) ตอไปนจะท าใหการหาค าตอบงายขน

ทฤษฎบทท 2.1 ถาฟงกชน f มลมตทจด x a แลวจะไดวา ลมตของ f มเพยงคาเดยวเทานน

ถา limx a

f x L

และ limx a

f x M

แลว L M

ทฤษฎบทท 2.2 ถาฟงกชน ,f x c c R (คาคงทใดๆ) แลว limx a

c c

(ลมตของคาคงท

เทากบคาคงทนน) เชน

2lim 5 5x

, 2

limx

-2 -1 1 2 3 4

2

4

6

8

x

y

Page 8: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

30

ทฤษฎบทท 2.3 ถาฟงกชน f x x แลว limx a

x a

เชน 3

lim 3x

x

, 7

lim 7x

x

ทฤษฎบทท 2.4 ก าหนดใหฟงกชน f และ g มลมตท x a โดยท limx a

f x L

และ

limx a

g x M

จะไดวา , ,f

f g f gg

(เมอ 0M ) มลมตท x a และ

1. limx a

f g x

= lim limx a x a

f x g x

= L M

2. limx a

f g x

= lim limx a x a

f x g x

= L M

3. limx a

fx

g

=

lim

lim

x a

x a

f x

g x

= , 0L

MM

ทฤษฎบทท 2.5 ก าหนดใหฟงกชน if โดยท 1,2,..,i n มลมตท x a และ lim i ix a

f x L

1,2,..,i n จะไดวา

1. 1limx a

cf x

= 1limx a

c f x

= 1 ,cL c R

2. 1lim n

x af x

= 1lim

n

x af x

= 1 ,nL n Z

( Z จ านวนตรรกยะบวก)

3. 1 2lim ... nx a

f f f x

= 1 2lim lim ... lim nx a x a x a

f x f x f x

= 1 2 ... nL L L

4. 1 2lim ... nx a

f f f x

= 1 2lim lim ... lim nx a x a x a

f x f x f x

= 1 2 ... nL L L

5. 1lim ( )x a

f x

= 1lim ( )x a

f x

= 1 , , 1n L n Z n

6. 1limx a

f x

= 1L

พสจน (ทฤษฎบทท 2.1) ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ

จาก limx a

f x L

จะม 1 0 ซงถา 10 x a แลว 2

f x L

จาก limx a

f x M

จะม 2 0 ซงถา 20 x a แลว 2

f x M

Page 9: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

31

เลอก 1 2min , ส าหรบ x ซงสอดคลองกบ 0 x a จะไดวา 2

f x L

และ

2

f x M

พจารณา L M = f x M L f x

f x M L f x

= f x M f x L

< 2 2

=

นนคอ L M ส าหรบทก 0 เนองจาก เปนตวก าหนดไมเจาะจง ดงนน L M จะได L M

พสจน (ทฤษฎบทท 2.2) ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ เพราะวา 0f x c c c

ดงนน f x c เสมอไมวาเลอก เปนจ านวนจรงบวกใดๆ

พสจน (ทฤษฎบทท 2.5.1) ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ

จาก limx a

f x L

จะม 1 0 ซงถา 10 x a แลว 2

f x L

จาก limx a

g x M

จะม 2 0 ซงถา 20 x a แลว 2

g x M

เลอก 1 2min , ส าหรบ x ซงสอดคลองกบ 0 x a พจารณา ( )f x g x L M = f x L g x M

( )f x L g x M

< 2 2

=

นนคอ ( )f x g x L M <

ดงนน lim ( )x a

f x g x L M

พสจน (ทฤษฎบทท 2.5.2) ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ

จาก limx a

f x L

จะม 1 0 ซงถา 10 x a แลว 1f x L ดงนน

1f x L

จาก limx a

g x M

จะม 2 0 ซงถา 20 x a แลว 2 1

g x ML

Page 10: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

32

จะม 3 0 ซงถา 30 x a แลว 2 1

f x LM

เลอก 1 2 3min , , ส าหรบ x ซงสอดคลองกบ 0 x a พจารณา ( )f x g x L M f x g x f x M f x M LM

= ( )f x g x M M f x L

<

1 12 1 2 1

L ML M

= 2 2

=

นนคอ ( )f x g x L M <

ดงนน lim ( )x a

f x g x L M

พสจน (ทฤษฎบทท 2.5.3) ให เปนจ านวนจรงบวกใดๆ จาก

1

( )

f xf x

g x g x ดงนน

จะตองแสดงวา ถา lim , 0x a

g x M M

แลว 1 1lim

( )x a g x M

กอน

จาก limx a

g x M

จะม 1 0 ซงถา 10 x a แลว 2

Mg x M

ดงนน 2

Mg x จะได

1 2

Mg x

จะม 2 0 ซงถา 20 x a แลว 2

2

Mg x M

เลอก 1 2min , ส าหรบ x ซงสอดคลองกบ 0 x a เมอ 0g x

พจารณา 1 1

g x M =

g x M

M g x

2

2g x M

M

<

2

2

2

2

M

M

=

นนคอ 1 1

g x M <

ดงนน 1 1lim

( )x a g x M

Page 11: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

33

พจารณา lim

( )x a

f x

g x

= 1

lim( )x a

f xg x

= 1

lim lim( )x a x a

f xg x

= L

M

ตวอยางท 2.7 จงหาคาลมตของฟงกชนตอไปน

วธท า 1. 7 3

2lim 2 1x

x x

= 7 3

2 2 2lim 2 lim lim 1x x x

x x

= 7 3

2 2 2lim 2 lim lim 1x x x

x x

= 7 3

2 2 2 1

= 111

2. 3

20

2 1lim

2x

x

x

=

3

0 0

2

0 0

2 lim lim 1

lim lim 2

x x

x x

x

x

=

3

0 0

2

0 0

2 lim lim1

lim lim 2

x x

x x

x

x

= 1

2

3. 2

1

lim 2 3x

x x

= 2

1 1

lim 2 lim 3x x

x x

=

2

1 1 1 1

lim lim 2 lim 3 limx x x x

x x

= 1 2 3 1

= 2

4. 3 2

5

2lim

7x

x

x

=

3 2

5

5

lim 2

lim 7

x

x

x

x

=

23

5 5

5 5

lim lim 2

lim lim 7

x x

x x

x

x

= 3 23

12

Page 12: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

34

5. 3

3

27lim

3x

x

x

ในกรณทน า 3x ไปแทนใน

3 27

3

x

x

แลวปรากฎวาผลลพธอยในรป

0

0 จะใชทฤษฎบทผลหารของลมตไมได

3lim 3 0x

x

ตองใชวธการทางพชคณต

ในการแยกตวประกอบของ 3 27

3

x

x

และพยายามขจดตวประกอบทท าใหสวนเปน 0

ออก ถา 3x แลว

3 27

3

x

x

=

23 3 9

3

x x x

x

3

3

27lim

3x

x

x

=

2

3

3 3 9lim

3x

x x x

x

= 2

3lim 3 9x

x x

= 2

3 3 3lim 3lim lim 9x x x

x x

= 27

6. 2

1 1lim

2x

x

x

ในกรณทน า 2x ไปแทนใน 1 1

2

x

x

แลวปรากฎวาผลลพธ

อยในรป 0

0 จะจดรปโดยน าสงยค ของ 1 1x มาคณเขาทงเศษและสวน ถา

2x แลว

1 1

2

x

x

=

1 1 1 1

2 1 1

x x

x x

=

2

2 1 1

x

x x

=

1

1 1x

2

1 1lim

2x

x

x

=

2

1lim

1 1x x

=

2 2 2

1

lim lim1 lim1x x x

x

= 1

2

Page 13: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

35

7. 2

3

25 4lim

3x

x

x

ท านองเดยวกบขอ 6 ถา 3x แลว

225 4

3

x

x

=

2 2

2

25 4 25 4

3 25 4

x x

x x

=

2

2

25 16

3 25 4

x

x x

=

2

3 3

3 25 4

x x

x x

=

2

3

25 4

x

x

2

3

25 4lim

3x

x

x

=

23

3lim

25 4x

x

x

=

3 3

2

3 3 3

lim 3 lim

lim 25 lim lim 4

x x

x x x

x

x

= 3

4

ตวอยางท 2.8 จงหาคาของ 2

11

11lim

11x

x

x

วธท า 2

11

11lim

11x

x

x

=

11

11lim

11x

x

x

=

11

11lim

11x

x

x

= 11

lim 1x

= 1

Page 14: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

36

ตวอยางท 2.9 ก าหนดให

1

1

1

1

x

xf x

x

x

; 1

; 1

x

x

จงหาคา 1 1

lim limx x

f x f x

วธท า พจารณา 1

limx

f x

= 1

1lim

1x

x

x

= 1

1lim

1x

x

x

=

1

1lim

1x

x

x

= 1

lim 1x

x

= 0

พจารณา 1

limx

f x

= 1

1lim

1x

x

x

จาก 1x ดงนน 1 0x

จะได 1

1lim

1x

x

x

=

1

1lim

1x

x

x

=

1

1 1lim

1x

x x

x

= 1

lim 1x

x

= 2

ดงนน 1 1

lim lim 0 ( 2) 2x x

f x f x

ตวอยางท 2.10 จงหา 0

1

lim1

1x

xx

x

วธท า 0

1

lim1

1x

xx

x

=

2

0

1

lim1x

x

xx

x

= 2

0

1lim

1x

x

x

= 1

Page 15: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

37

ตวอยางท 2.11 จงหา 2

3

9lim

12 3x

x

x

วธท า 2

3

9lim

12 3x

x

x

=

2

3

9lim

12 3x

x

x

= 2

3

9lim

12 3x

x

x

= 2

3

12 39lim

12 3 12 3x

xx

x x

=

3

3 3 12 3lim

3x

x x x

x

= 3

lim 3 12 3x

x x

= 36

ตวอยางท 2.12 จงหา 1

10

2 2lim

5 2

x

xx

วธท า ถา 0x จะได 1

2 0x

ดงนน 1

10

2 2lim

5 2

x

xx

= 2

5

ถา 0x จะได 1

2 x

ดงนน 1

10

2 2lim

5 2

x

xx

=

1

1

10

1

2 2

2lim

5 2

2

x

x

xx

x

= 1

10

2 2 1lim

5 2 1

x

xx

เนองจาก 1

0

lim 2 0x

x

จะได 1

10

2 2 1lim

5 2 1

x

xx

= 0

Page 16: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

38

จะเหนวา 1 1

1 10 0

2 2 2 2lim lim

5 2 5 2

x x

x xx x

ดงนน 1

10

2 2lim

5 2

x

xx

หาคาไมได

ตวอยางท 2.13 ก าหนดให 1

lim 3x

f x

1

, lim 2x

g x

และ 1

lim 5x

h x

จงหา 1.

3

1lim

3x

f x g x

h x

2.

4

1

6limx

f x

g x

วธท า 1.

3

1lim

3x

f x g x

h x

=

3

1 1

1

lim lim

3 lim

x x

x

f x g x

h x

=

33 2

3 5

= 4

5

2.

4

1

6limx

f x

g x

=

4

1

1

6 lim

lim

x

x

f x

g x

=

4

6(3)

2

= 49

= 81

Page 17: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

39

ทฤษฎบทท 2.6 0

sinlim 1

พสจน ให P เปนจดบนวงกลม รศมหนงหนวย พจารณาคา ซงมคาบวกแตนอยกวา 2

-2 -1 1 2

-1

1

2

x

y

P

O

Q

BA

ภาพท 2.8 แสดง 0

sinlim 1

สวนโคง PA รองรบมม ทจด O ลากเสนตงฉาก PB และ QA ดงรปดานบน

จากรปจะพบวา พท. OPA < พท.เซกเตอร OPA < พท. OPQ

1

2OA PB <

211

2 <

1

2AQ OA

PB < < AQ 1OA

PB

OP < <

AQ

OA 1OP OA

sin < < tan

1 < sin

<

1

cos (น า sin หารตลอด)

cos < sin

< 1 (กลบเศษเปนสวน)

จากทฤษฎบทท ส าหรบ g x f x h x ถา lim lim

x a x ag x L h x

แลว lim

x af x L

จาก 0

lim cos 1

และ 0

lim 1 1

จะไดวา 0

sinlim 1

Page 18: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

40

ขอสงเกต 02

เปนมมทอยในจตภาคท 1

sinf

เปนฟงกชนค เมอแทน

ดวย จะไดวา 0 0 0

sin sin sinlim lim lim 1

ตวอยางท 2.14 จงหา 0

1 coslimx

x

x

โดยใช 0

sinlim 1

วธท า 0

1 coslimx

x

x

=

0

1 cos1 coslim

1 cosx

xx

x x

=

2

0

1 coslim

1 cosx

x

x x

=

2

0

sinlim

1 cosx

x

x x 2 2sin cos 1x x

= 0 0

sin sinlim lim

1 cosx x

x x

x x

= 0

11 1

= 0

ตวอยางท 2.15 จงหา 0

sin 7lim

9x

x

x

วธท า 0

sin 7lim

9x

x

x =

0

7 sin 7lim

9 7x

x

x

= 7 0

7 sin 7lim

9 7x

x

x

= 7

9

ตวอยางท 2.16 จงหา 2

0

cos h 1limh h

วธท า 2

0

cos h 1limh h

=

0

cos h 1 cos h 1limh h

=

0

1 cos h cos h 1limh h

=

0 0

1 cos hlim lim cos h 1h hh

= 0

Page 19: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

41

ตวอยางท 2.17 จงหา 0

1 coslim

cotx

x

x

วธท า 0

1 coslim

cotx

x

x

= 0

sinlim 1 cos

cosx

xx

x

= 2

0

1 cos sinlim

cosx

x x x

x x x

= 2

0 0 0

1 cos sinlim lim lim

cosx x x

x x x

x x x

= 0

ตวอยางท 2.18 จงหา 3

30

tan 3lim

tan 5x

x

x

วธท า 3

30

tan 3lim

tan 5x

x

x

=

3

30

sin 3

cos3lim

sin 5

cos5

x

x

x

x

x

=

3 3

0

sin 3 cos5lim

cos3 sin 5x

x x

x x

=

3

0

sin3 5 3 cos5lim

3 sin5 5 cos3x

x x x x

x x x x

=

3

3 0 0 0 0

sin 3 1 3 cos5lim lim lim lim

sin 53 5 cos3

5

x x x x

x x

xx x

x

=

33

1 1 15

= 27

125

Page 20: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

42

2.3 ลมตทเกยวของกบอนนต

อนนต (Infinity) เขยนแทนดวยสญลกษณ ใชแทนจ านวนทมคามากกวาทกจ านวนจรงใดๆ นนคอ ส าหรบทกๆจ านวนจรงบวก ,a R a

ในทางตรงกนขามลบอนนต ใชแทนจ านวนทมคานอยกวาทกจ านวนจรงใดๆ นนคอ ส าหรบทกๆจ านวนจรงลบ ,b R b

ขอก าหนดพนฐานเกยวกบอนนต

1. a เปนจ านวนจรงใดๆ a R

a a

a a

2.

แตสามารถก าหนดคาของ

3. a เปนจ านวนจรงบวกใดๆ

a a

a a

0a

a

0a

a

4. a เปนจ านวนจรงลบใดๆ

a a

a a

0a

a

0a

a

แตไมสามารถก าหนดคาของ 0 , 0 , 0 , 0 5. n เปนจ านวนเตมบวกใดๆ

n

; 2,4,6,...

; 1,3,5,...

n n

n

ถา n เปนจ านวนเตมบวก แลว n ถา n เปนจ านวนเตมบวก แลว n

Page 21: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

43

2.3.1 ลมตของฟงกชนเมอ x มคาเขาใกลอนนต

พจารณา ฟงกชน 2

2

6 1

3 2

xy f x

x

ภาพท 2.9 กราฟ 2

2

6 1

3 2

xf x

x

x … -1,000 -100 0 100 1,000 …

f x 2 … 1.99999 1.99983 -1/2 1.99983 1.99999 … 2

ตารางท 2.5 ตารางแสดงคาของฟงกชน 2

2

6 1

3 2

xf x

x

เมอ x เขาใกล

จากรปและตารางแสดงใหเหนวาคาของฟงกชนมคาเขาใกล 2 ขณะท x เพมขนอยางไมมขอบเขต

x ท านองเดยวกน คาของฟงกชนมคาเขาใกล 2 ขณะท x ลดลงอยางไมมขอบเขต

x ลมตเชนนเรยกวาลมตทอนนต (Limit at Infinity) เขยนแทนดวย

lim 2x

f x

และ lim 2x

f x

พจารณา ฟงกชน 1

, 0y f x xx

ภาพท 2.10 กราฟ 1

f xx

-15 -10 -5 5 10 15

-0.5

0.5

1

1.5

2

2.5

x

y

-8 -6 -4 -2 2 4 6 8

-8

-6

-4

-2

2

4

6

8

x

y

Page 22: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

44

x … -10,000 -100 -1 1 100 10,000 …

f x 0 … -0.0001 -0.01 -1 1 0.01 0.0001 … 0

ตารางท 2.6 ตารางแสดงคาของฟงกชน 1

f xx

เมอ x เขาใกล

จากรปและตารางแสดงใหเหนวาเมอ x แลว 10

x นนคอ 1

lim 0x x

ท านองเดยวกน 1lim 0

x x

บทนยามท 2.3 ก าหนดให f เปนฟงกชนใดๆ

1. limx

f x L

กตอเมอ ส าหรบทกๆจ านวนจรง 0 จะตองมจ านวนจรง 0M

ซง ,f x L x M

2. limx

f x L

กตอเมอ ส าหรบทกๆจ านวนจรง 0 จะตองมจ านวนจรง 0M

ซง ,f x L x M

ทฤษฎบทท 2.7 ก าหนดให n Z

1lim 0

nx x

1lim 0

nx x

(ใหพสจนเปนแบบฝกหด)

ตวอยางท 2.19 จงหาคาของ

1. 4

3lim 5x x

= 4

13 lim lim 5

x xx

= 3 0 5

= 5

2. 3 7

lim6 11x

x

x

=

73

lim11

6x

xx

xx

=

1lim 3 7 lim

1lim 6 11 lim

x x

x x

x

x

Page 23: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

45

= 3 0

6 0

= 1

2

3. 3 2

5

9 2 1lim

6x

x x

x

=

3

3

5

5

2 19

lim6

1x

xx x

xx

= 3

2

5

2 19

1lim lim

61

x x

x x

x

x

= 0

4. 24 17

lim3x

x

x

=

2

2

174

lim3x

xx

x

= 2

174

lim3

1x

xx

xx

(เนองจาก x ดงนน x x )

=

21

lim 4 17 lim

1lim 1 3 lim

x x

x x

x

x

= 2

ทฤษฎบทท 2.8

ถา 20 1 2( ) ... n

nP x a a x a x a x และ 20 1 2( ) ... m

mQ x b b x b x b x เปนฟงกชนพหนามแลว

0 ,

( )lim ,

( )

,

n

xm

n m

aP xn m

Q x b

undifined n m

(ใหพสจนเปนแบบฝกหด)

Page 24: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

46

ตวอยางท 2.20 จงหาคาของ

1. 5

5

2 3 7lim

8 3x

x x

x

ดกรของเศษเทากบดกรของสวน n m น า 5x หารทงเศษและสวน

5

5

2 3 7lim

8 3x

x x

x

=

5

5

5

5

2 3 7

lim8 3x

x x

x

x

x

= 4 5

5

3 72

lim8

3x

x x

x

= 4 5

5

1 1lim 2 3 lim 7 lim

18 lim lim 3

x x x

x x

x x

x

= 2

3

2. 7

9

5 7lim

6x

x

x

ดกรของเศษนอยกวาดกรของสวน n m น า 9x หารทงเศษและสวน

7

9

5 7lim

6x

x

x

=

7

9

9

9

5 7

lim6x

x

x

x

x

= 9 2

5 7

lim6x

x x

= 9 2

1 15 lim 7 lim

lim 6

x x

x

x x

= 0

3.

1 2 3lim

2 3x

x x x

x x

1 2 3lim

2 3x

x x x

x x

=

3 2

2

6 11 6lim

5 6x

x x x

x x

ดกรของเศษมากกวาดกรของสวน n m น า 3x หารทงเศษและสวน

Page 25: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

47

3 2

2

6 11 6lim

5 6x

x x x

x x

=

3 2

3

2

3

6 11 6

lim5 6x

x x x

x

x x

x

= 2 3

2 3

6 11 61

lim1 5 6x

x x x

x x x

= 2 3

2 3

1 1 1lim 1 6 lim 11 lim 6 lim

1 1 1lim 5 lim 6 lim

x x x x

x x x

x x x

x x x

=

4. 2

11 9lim

5 8x

x

x

เนองจาก , 0x x สามารถเขยน 2x x ดงนนน า x หารทงเศษและสวน

2

2

11 9

lim5 8x

x

x

x

x

=

2

911

lim8

5x

x

x

=

2

1lim 11 9 lim

1lim 5 8 lim

x x

x x

x

x

= 11

5

5. 5 5

lim5 5

x x

x xx

น า 5x หารทงเศษและสวน

5 5lim

5 5

x x

x xx

=

5 5

5lim5 5

5

x x

x

x xx

x

= 2

2

11

5lim1

15

x

x

x

Page 26: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

48

5 5lim

5 5

x x

x xx

=

2

2

1lim 1 lim

51

lim 1 lim5

xx x

xx x

= 1

6. 2

52

4lim

2 3x

x

x

2

52

4lim

2 3x

x

x

=

2

2

5 2

2

4

lim2 3x

x

x

x

x

= 2

5

2

1lim 1 4 lim

1lim 2 3 lim

x x

x x

x

x

= 51

2

7. 2limh

h h h

น า 2h h h คณทงเศษและสวน

2limh

h h h

=

2

2

2limh

h h h

h h h

h h h

= 2 2

2limh

h h h

h h h

= 2

limh

h

h h h

= 2

lim1

1h

h

h

h hh

h

= 1

lim1

1 1h

h

= 1

2

Page 27: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

49

2.3.2 ลมตคาอนนตทจด x a

พจารณาฟงกชน 1

y f xx

เมอ x เขาใกล 0 ทางขวา 0x คา

1

f xx

ลเขาสอนนต

และเมอ x เขาใกล 0 ทางซาย 0x คา 1

f xx

ลเขาสลบอนนต

0

1lim

x x

และ 0

1lim

x x

ท านองเดยวกนจะไดวา

0

1lim

x x

และ 0

1lim

x x

2

0

1lim

x x

และ 2

0

1lim

x x

หรอ 20

1limx x

ทฤษฎบทท 2.9 ก าหนดให n Z และ a R จะไดวา

1.

1lim

nx a x a

2.

, 2,4,6,...1lim

, 1,3,5,...nx a

n

nx a

(ใหพสจนเปนแบบฝกหด)

ตวอยางท 2.21 จงหาคาของ

1. 2

4

1lim

16x x =

4

1 1lim

4 4x x x

= 4 4

1 1lim lim

4 4x xx x

= 1

8

=

2.

81

6lim 4

1x x

=

81 1

6lim lim 4

1x xx

= 4

=

Page 28: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

50

3. 2

6

20lim

6x x x

=

6

20lim

6x x x

= 6 6

20 1lim lim

6x xx x

= 20

6

=

4. 3

1

8lim

2lnx

x

x

เนองจาก 3

1

lim 8 7x

x

และ 1

lim 2ln 0x

x

3

1

8lim

2lnx

x

x

=

7

0

=

5. 3

0

lim lnx

x

e x

เนองจาก 3

0

lim 1x

x

e

และ 0

lim lnx

x

3

0

lim lnx

x

e x

= 1

=

2.4 ความตอเนองของฟงกชน

การพจารณาความตอเนองของฟงกชน (Continuity of Functions) ทจด x a หมายความวา กราฟของฟงกชนจะไมขาดตอน หรอมชองวางของเสนกราฟทจด x a

บทนยามท 2.4 ก าหนดให y f x เปนฟงกชนใดๆ a R จะกลาววา ฟงกชน f ตอเนองทจด x a กตอเมอ

1. f a หาคาได และ

2. limx a

f x

หาคาได และ

3. limx a

f x f a

ถาขาดคณสมบตขอใดขอหนงแลว จะกลาววา f ไมตอเนองทจด x a

Page 29: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

51

ตวอยางท 2.26

1. 3 5f x x ตอเนองทกจด ,x a a R

เนองจาก 1) f a 3 5a หาคาได และ

2) lim 3 5x a

x

3 5a และ

3) f a limx a

f x

ภาพท 2.11 กราฟ 3 5f x x

2. 1g x x ตอเนองทกจด ,x a a R

เนองจาก 1) g a 1a หาคาได และ

2) lim 1x a

x

1a และ

3) g a limx a

g x

ภาพท 2.12 กราฟ 1g x x

3. 1

4h x

x

ไมตอเนองท 4x

เนองจาก 4h หาคาไมได

ภาพท 2.13 กราฟ 1

4h x

x

4. 2

1 ; 2

2

; 23

x

f x x

x

ไมตอเนองท 2x เนองจาก

2limx

f x

(หาคาไมได)

ภาพท 2.14 กราฟ 2

1 ; 2

2

; 23

x

f x x

x

-4 -2 2 4

-8

-6

-4

-2

2

4

6

8

x

y

-6 -4 -2 2 4 6 8

2

4

6

8

x

y

-2 2 4 6 8 10

-6

-4

-2

2

4

6

x

y

-4 -2 2 4 6 8

2

4

6

8

x

y

Page 30: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

52

5.

2 ; 416

4

4 ; 4

xx

g x x

x

ไมตอเนองท 4x

เนองจาก 1) 4g 4 หาคาได และ

2) 2

4

16lim

4x

x

x

4

4 4lim

4x

x x

x

8

แต 3) 4g 4

limx

g x

ภาพท 2.15 กราฟ

2 ; 416

4

4 ; 4

xx

g x x

x

6.

; 0

1 ; 0

xx

h x x

x

จะได 1 ; 0

1 ; 0

xh x

x

ไมตอเนองท 0x

เนองจาก

0

lim 1x

h x

และ 0

lim 1x

h x

แต 0

limx

h x

0

limx

h x

ภาพท 2.16 กราฟ

; 0

1 ; 0

xx

h x x

x

ดงนน 0

limx

h x

หาคาไมได

ตวอยางท 2.27 ก าหนดให cos , 0

0 , 0

x xf x

x

จงตรวจสอบวา f x ตอเนองท 0x

และ 2

x

หรอไม

วธท า พจารณาท 0x พจารณาท 2

x

1) 0f cos0 1 1) 2

f

0

2) 0

limx

f x

0 2)

2

limx

f x

0

3) 0f 0

limx

f x

3) 2

f

2

limx

f x

ดงนน f x ไมตอเนองท 0x ดงนน f x ตอเนองท 2

x

-4 -2 2 4 6 8

2

4

6

8

x

y

-4 -3 -2 -1 1 2 3 4

-3

-2

-1

1

2

3

x

y

Page 31: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

53

ตวอยางท 2.28 ก าหนดให

, 11

1

, 1

xx

g x x

a x

g x เปนฟงกชนตอเนองท 1x ก

ตอเมอ a มคาเทาไร

วธท า 1

limx

g x

= 1

1lim

1x

x

x

=

1

1 1lim

1x

x x

x

= 1

lim 1x

x

= 2

g x จะเปนฟงกชนตอเนองท 1x เมอ 1

lim 1 2x

g x g

ดงนน 2a

ตวอยางท 2.29 ก าหนดให

2 2 ,2 3

16 ,

x kx kx k

h x x k

x k

g x เปนฟงกชนตอเนองท

x k กตอเมอ k มคาเทาไร

วธท า limx k

h x

= 2 22 3

limx k

x kx k

x k

= 3

limx k

x k x k

x k

limx k

h x

= lim 3x k

x k

= 4k

เนองจาก h x เปนฟงกชนตอเนองท x k lim 4 16

x kh k h x k

ดงนน 4k

Page 32: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

54

ตวอยางท 2.30 ก าหนดให

4 3 2 1,

2 1 4

11,

43 4

xx

xf x

xx

จงพจารณาวา f เปนฟงกชน

ตอเนองท 1

4x และ 1

4x หรอไม

วธท า พจารณาท 1

4x

1) 1

4f

= 1

13 4

4

= 1

2

2) 1

4

lim

x

f x

= 1

4

1lim

3 4x

x

=

1

2

1

4

lim

x

f x

= 1

4

4 3 2lim

2 1x

x

x

=

1

4

2 1 4 3 24 3 2lim

2 1 2 1 4 3 2x

x xx

x x x

=

1

4

2 14 1lim

4 1 4 3 2x

xx

x x

=

1

4

2 1lim

4 3 2x

x

x

= 1

2

ได 1

4

limx

f x

= 1

2

3) 1

4f

= 1

4

limx

f x

เพราะฉะนน f ตอเนองทจด 1

4x

พจารณาท 1

4x

1) 1

4f

= 1

13 4

4

= 1

2

Page 33: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

55

2) 1

4

lim

x

f x

= 1

4

1lim

3 4x

x

=

1

2

1

4

lim

x

f x

= 1

4

1lim

3 4x

x

=

1

2

3) 1

4f

= 1

4

limx

f x

เพราะฉะนน f ตอเนองทจด 1

4x

ตวอยางท 2.31 ก าหนดให

2

4 2 , 4

2

1 , 4

, 4

x x a x

x

f x x

xx b

ถา f ตอเนองทจด 4x

จงหา 240af

b

วธท า ถา f ตอเนองทจด 4x จะได 4f = 4

limx

f x

= 4

limx

f x

ดงนน 4f = 4

limx

f x

1 = 2

4

limx

x b

1 = 24 b

15 = b

และ 4f = 4

limx

f x

1 =

4

4 2lim

2x

x x a

x

1 =

2

4

4 2lim

2 2x

x x a

x x

1 = 2

4

lim 2x

x a

1 = 2

4 2 a

a = 1

16

ดงนน 240af

b

= 1f = 14

Page 34: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

56

บทนยามท 2.5 ฟงกชน f ตอเนองทางซายทจด x a ถา limx a

f x f a

ฟงกชน f ตอเนองทางขวาทจด x a ถา limx a

f x f a

ฟงกชน f ตอเนองทจด x a กตอเมอ f ตอเนองทงทางซายและทางขวาทจด x a เนองจาก lim

x af x f a

กตอเมอ lim lim

x a x a

f x f a f x

ตวอยางท 2.32

1. 2

7f x x ตอเนองทกจด ,x a a R ดงนน f จงตอเนองทงทางซายและ

ทางขวา ทจด x a

2. g x x ตอเนองทางขวาทจด 0x เนองจาก 0

lim 0 0x

x g

ไมตอเนองทงทางซายทจด 0x เนองจาก 0

limx

x

หาคาไมได

3. 24h x x

ตอเนองทางซายทจด 2x เนองจาก 24 0x จะได 2 2x

และ 2

2 2

lim lim 4 0 2x x

h x x h

แต h x ไมตอเนองทางขวาทจด 2x เนองจาก 2

2

lim 4x

x

หาคาไมได

ตอเนองทางขวาทจด 2x เนองจาก 2

2

lim 4 0 2x

x h

แต h x ไมตอเนองทางซายทจด 2x เนองจาก 2

2

lim 4x

x

หาคาไมได

ตวอยางท 2.33 ก าหนดใหกราฟของ f เปนดงรป จงพจารณาวา เมอ 1, 0,1, 2, 3x ตอเนองหรอไม

ภาพท 2.17 กราฟของ f x

-1 1 2 3

-1

1

2

3

x

y

Page 35: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

57

วธท า พจารณาท 1x

f ไมตอเนองทางซาย เนองจาก 1

limx

f x

หาคาไมได

f ตอเนองทางขวา เนองจาก 1

1 lim 0x

f f x

หาคาไมได

พจารณาท 0x

f ตอเนองทางซาย เนองจาก 0

0 lim 1x

f f x

f ไมตอเนองทางขวา เนองจาก 0

0 limx

f f x

1 1

พจารณาท 1x

f ตอเนองทางซาย เนองจาก 1

1 lim 0x

f f x

f ตอเนองทางขวา เนองจาก 1

1 lim 0x

f f x

พจารณาท 2x

f ไมตอเนองทางซาย เนองจาก 2

2 limx

f f x

3 0

f ไมตอเนองทางขวา เนองจาก 2

2 limx

f f x

3 0 พจารณาท 3x

f ไมตอเนองทางซายและทางขวา เนองจาก 3f หาคาไมได

บทนยามท 2.6 ความตอเนองบนชวง ก าหนดให y f x เปนฟงกชน ,a b R ซง a b จะกลาววา

1. f ตอเนองบนชวง ,a b เมอ f ตอเนองททกจด ,x a b

2. f ตอเนองบนชวง ,a b เมอ f ตอเนองททกจด ,x a b และ f ตอเนองทางซายท x b

3. f ตอเนองบนชวง ,a b เมอ f ตอเนองททกจด ,x a b และ f ตอเนองทางขวาท

x a 4. f ตอเนองบนชวง ,a b เมอ f ตอเนองททกจด ,x a b และ f ตอเนองทางขวาท

x a และ f ตอเนองทางซายท x b

Page 36: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

58

บทนยามท 2.7 ถา f ตอเนองทกจดบนโดเมนของ f แลวฟงกชน y f x เปนฟงกชนตอเนอง

ตวอยางท 2.34 จงพจารณาฟงกชนตอไปนวาตอเนองบนชวงใด พรอมทงหาจดทไมตอเนอง

1. 223 51 7f x x x f ตอเนองทกจด ,x

2. 6 21

3 2

xg x

x

g ตอเนองทกจด ยกเวนตวทท าใหสวนเปนศนย 3 2 0x

3,

2x

นนคอ 3

2x R

หรอ 3 3

, ,2 2

3. 4 22h x x h ตอเนองทกจด ,x

ตวอยางท 2.35 จงแสดงวา 2f x x เปนฟงกชนตอเนองบนชวง 2,

วธท า จาก 2x จะหาคาไดเมอ 2 0 , 2x x

2,fD ดงนนตองแสดงวา f ตอเนองบนชวง 2,

จะตองแสดงวา

1) f ตอเนองบนชวง 2,

2) f ตอเนองทางขวาทจด 2x

จะแสดงวา 1) f ตอเนองบนชวง 2, ให a เปนจดใดๆ ในชวง 2, จะเหนวา

2f a a หาคาได เพราะ 2 0a

lim lim 2 2x a x a

f x a a

หาคาได

และ lim 2x a

f x a f a

ดงนน f ตอเนองททกจด a แตเนองจาก a เปนจดใดๆบนชวง 2, เพราะฉะนน f ตอเนองบนชวง 2,

จะแสดงวา 2) f ตอเนองทางขวาทจด 2x

จะเหนวา 2 2 2 0f

2 2

lim lim 2 0x x

f x a

2

2 limx

f f x

เพราะฉะนน f ตอเนองบนชวง 2,

Page 37: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

59

ตวอยางท 2.36 จงแสดงวา 23 9f x x เปนฟงกชนตอเนองบนชวง 3,3

วธท า จาก 23 9 x จะหาคาไดเมอ 2 29 0 , 9 0 , 3,3x x x

3,3fD ดงนนตองแสดงวา f ตอเนองบนชวง 3,3

1) จะตองแสดงวา f ตอเนองบนชวง 3,3

2) f ตอเนองทางซายทจด 3x ตอเนองทางขวาทจด 3x

จะแสดงวา 1) f ตอเนองบนชวง 3,3 ให a เปนจดใดๆ ในชวง 3,3

จะเหนวา 23 9f a x หาคาได เพราะ 3,3a

2 2lim lim 3 9 3 9x a x a

f x x a

หาคาไดและ

2lim 3 9x a

f a x f a

ดงนน f ตอเนองททกจด a แตเนองจาก a เปนจดใดๆบนชวง 3,3 เพราะฉะนน f

ตอเนองบนชวง 3,3

จะแสดงวา 2) f ตอเนองทางซายทจด 3x ตอเนองทางขวาทจด 3x

f ตอเนองทางซายทจด 3x f ตอเนองทางซายทจด 3x

จะเหนวา 23 3 9 3 0f จะเหนวา 2

3 3 9 3 0f

2 2

3

lim 3 9 3 9 3 0x

x

22

3

lim 3 9 3 9 3 0x

x

3

3 limx

f f x

3

3 limx

f f x

เพราะฉะนน f ตอเนองบนชวง 3,3

ทฤษฎบทท 2.10

ถาฟงกชน f และ g ตอเนองท x a ซงอยในโดเมนของ f และ g จะไดวาฟงกชนตอไปนจะตอเนองท x a

1. f x g x

2. f x g x

3. cf x

4.

, 0

f xg a

g x

Page 38: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

60

พสจน จาก f และ g ตอเนองท x a จะไดวา

limx a

f x f a

และ limx a

g x g a

จากคณสมบตของลมตจะไดวา

1. limx a

f x g x

lim limx a x a

f x g x

f a g a ตอเนองท x a

2. limx a

f x g x

lim limx a x a

f x g x

f a g a ตอเนองท x a

3. limx a

cf x

limx a

c f x

cf a ตอเนองท x a

4.

limx a

f x

g x

lim

lim

x a

x a

f x

g x

, 0

f ag a

g a ตอเนองท

x a

ตวอยางท 2.37 ก าหนดให 2 4 1f x x x และ 34g x x เปนฟงกชนตอเนองทกๆคาของ x จะไดวา

1. limx a

f x g x

2 3lim 4 1 4x a

x x x

3 2lim 4 5x a

x x x

ตอเนองทกคาของ x a

2. limx a

f x g x

2 3lim 4 1 4x a

x x x

3 2lim 4 3x a

x x x

ตอเนองทกคาของ x a

3. limx a

f x g x

2 3lim 4 1 4x a

x x x

5 4 3 2lim 4 4 16 4x a

x x x x x

ตอเนองทกคาของ x a

4. 1

lim2x a

f x

21lim 4 1

2x ax x

2 1lim 2

2x ax x

ตอเนองทกคาของ x a

Page 39: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

61

5.

limx a

f x

g x

2

3

4 1lim

4x a

x x

x

ตอเนองทกคาของ x a ยกเวน 3 4a

ทฤษฎบทท 2.11

ฟงกชนพหนาม ก าหนดให 20 1 2( ) ... n

nP x a a x a x a x และ 2

0 1 2( ) ... mmQ x b b x b x b x

1. ถา P x เปนฟงกชนพหนามและฟงกชน P เปนฟงกชนตอเนอง

2. ถา

P xf x

Q x เปนฟงกชนตรรกยะแลว ฟงกชน f ตอเนองทกจดยกเวนจด x ทท า

ให 0Q x

พสจน 1. limx a

P x

20 1 2lim ... n

nx a

a a x a x a x

20 1 2lim lim lim ... lim n

nx a x a x a x a

a a x a x a x

20 1 2 ... n

na a a a a a a P a

ดงนน P ตอเนองทกจด a

พสจน 2. เนองจาก P และ Q เปนฟงกชนพหนาม ดงนน lim

x aP x

P a และ lim

x aQ x

Q a เมอ a R

จะได limx a

f x

limx a

P x

Q x

lim

lim

x a

x a

P x

Q x

limx a

f x

P a

Q a

f a เมอ 0Q a

ดงนน f ตอเนองทกๆจดยกเวน 0Q x

Page 40: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

62

ตวอยางท 2.38 ก าหนดให 6 4 33 5 2 9f x x x x จงพจารณาวา f ไมตอเนองทจดใดบาง วธท า จาก 6 4 33 5 2 9f x x x x เปนฟงกชนพหนาม

ดงนนฟงกชน f ตอเนองทกจด

ตวอยางท 2.39 ก าหนดให 7 4

4

9

8

x xf x

x x

จงพจารณาวา f ไมตอเนองทจดใดบาง

วธท า จาก 4 8x x 0

3 8x x 0

x 0 , 2 ดงนน f ตอเนองทกจด ยกเวน 0 , 2x

บทสรป

บทท 2 กลาวถงเรองลมต รวมไปถงบทนยามของลมตซายและลมตขวา ลมตทเกยวของกบอนนต และความตอเนองของฟงกชน การพจารณาวาฟงกชนทก าหนดใหตอเนอง ณ จดทก าหนดใหหรอไม ตองอาศยการเขาใจในเรองคณสมบตของลมตและความตอเนองใหชดเจน หรอสามารถพจารณาฟงกชนตางๆ โดยการวาดกราฟ การศกษาเรองลมตและความตอเนองเปนพนฐานในการน าไปสการศกษาในบทตอไปคอเรองการหาอนพนธของฟงกชนซงเปนการหาลมตของฟงกชนอกรปแบบหนง

แบบฝกหด

1. จงหาคาของ

1.1.ก าหนดให 2 1( ) 2

3f x x จงหา

3limx

f x

และ 3

limx

f x

1.2.ก าหนดให3

6 9( )

12 3

xf x

x x

จงหา

0limx

f x

0

limx

f x

และ 0f

1.3.ก าหนดให 2( ) 4f x x จงหา 2

limx

f x

2

limx

f x

และ 2f

แนวคด , 0

, 0

x xx

x x

2. จงหาคาลมตตอไปนโดยใชนยาม 2.1.

5lim5 7x

x

2.2. 2

2lim

3x x

2.3. 1

5lim

3x

x

x

Page 41: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

63

3. จงหาคาลมตตอไปน

3.1. 3

5lim 3 1x

x x

3.2. 3

1lim

1x

x

x

3.3. 23

2 6lim

9x

x

x

3.4. 0

5 5lim

5 5

x x

x xx

3.5. 2

10

100lim

10x

x

x

3.6. 3

5

125lim

5x

x

x

3.7. 7

7lim

7 7x

x

x x

3.8. 29

3lim

81x

x

x

3.9. 3

0

1 1limx

x

x

4. จงหาคาลมตตอไปน

4.1. 3 2

31

5 3lim

3 2t

t t t

t t

4.2. 3

22

8lim

4x

x

x

4.3. 0

4 2limx

x

x

4.4. 20

lim9 3x

x

x x

4.5. 0

lim4 2x

x

x

5. จงหาลมตทคาอนนตของฟงกชนตอไปน 5.1. lim 5 2

xx

5.2. 2 1

lim5 3x

x

x

5.3. 2lim 3 5 8x

x x

5.4. 2 7lim x

xe

Page 42: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

64

5.5. 2

7lim

3 8x

x

x x

5.6. 9 3

5 7

2lim

2x

x x

x x

6. จงหาลมตทคาอนนตของฟงกชนตอไปน

6.1.

2 1

3 6

2 1

3 6

8 11lim

2x

x x

x x

6.2. 1

1 3

2 2lim

2 2

x x

x xx

6.3. 5 5

lim5 5

x x

x xx

6.4. 6

3lim 3 2x

x

7. จงพจารณาวาฟงกชนตอไปนตอเนองท a ทก าหนดใหหรอไม 7.1. 2( ) 3 5, 0f x x a

7.2. 2

3( ) , 3

9

xf x a

x

7.3. ( ) , 0f x x a

8. จงพจารณาวาฟงกชนตอไปนตอเนองทจดทก าหนดใหหรอไม

8.1. 3 , 0

( ) , 03 2, 0

x xf x a

x x

8.2. 1, 3

( ) , 33 7, 3

x xf x a

x x

8.3. 2 1, 2

( ) , 21, 2

x xf x a

x

8.4. 2 3, 3

( ) , 32 3, 3

x xf x a

x x

8.5. 0, 2

( ) , 22, 2

xf x a

x x

8.6. 2

5, 3( ) , 3

9 , 3 3

x xf x a

x x

8.7. 1

( ) , 11

xf x a

x

Page 43: -4 -2 2 4 6 -2¸šทที่ 2... · นั่นคือ 2 ภาพที่ .6 กราฟ f x x65 จะได้ว่า -8 -6 -4 -2 2 2 4 6 8 x y-1 1 2-4 4 8 12 16 x y

65

8.8.

2 1, 0

( ) 11, 0

2

x x

f xx x

, 0a

8.9.

2 4, 2

( ) 2

1, 2

xx

f x x

x

, 2a

9. จงหาจดทท าใหฟงกชนไมตอเนอง เมอก าหนดฟงกชนดงแตละขอ

9.1 2

( )1

xf x

x

9.2 2

4( )

16

xf x

x

9.3 ( )3

xf x

x

9.4 5 2

( )4

xf x

x x

9.5 2

3( )

3

xf x

x x

10. จงหา k ทท าใหฟงกชนทก าหนดใหในแตละขอเปนฟงกชนไมตอเนอง

10.1 2

7 2, 1( )

, 1

x xf x

kx x

10.2 2 , 2

( )2 , 2

kx xf x

x k x

11. ก าหนด 2 , 1

( )5, 1

x xf x

Ax x

จงหาคา A ทท าให f ตอเนองท 1x