Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 1 -
1.1 ฟงกชัน n ตัวแปรอิสระ 1.1.1 นิยามฟงกชนั 1 ตวัแปร
นิยามที่ 1 ฟงกชัน 1 ตวัแปรอิสระ ฟงกชัน 1 ตวัแปรอิสระ คือ รูปแบบความสัมพันธเชิงคณิตศาสตรของตัวแปรอิสระ ( x ) และตวัแปรไมอิสระ หรือตัวแปรตาม ( y ) ในรูปแบบ ( )xfy =
เชน 325 2 +−= xxy
32 −= xexy
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=3
1cos xxy เปนตน
นิยามที่ 2 ฟงกชันสองตัวแปรอิสระ ฟงกชันสองตัวแปรอิสระ คือ รูปแบบความสัมพันธเชิงคณิตศาสตรของตวัแปรอิสระ 2 ตวั ( yx , ) และตวัแปรไมอิสระ หรือตัวแปรตาม ( z ) ในรูปแบบ ( )yxfz ,=
เชน yxyxz 3212 2 +−=
( )yxyexy 32 −=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −=
xyxxyy
31cos4 เปนตน
นิยามที่ 3 ฟงกชันหลายตัวแปรอิสระ ฟงกชันหลายตัวแปรอิสระ คือ รูปแบบความสัมพันธเชิงคณิตศาสตรของตวัแปรอิสระหลายตัว ( n ตัวแปร คอื nxxx ,...,, 21 ) และตวัแปรไมอิสระ หรือตัวแปรตาม ( y ) ในรูปแบบ
( )nxxxfy ,...,, 21= เชน 32 3212 yzxyzyxw +−=
( ) 232 2xyzwyexs yx += −
( )sxyxy
xxyt sin31cos4 −⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −= เปนตน
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 2 -
1.1.2 การหาคาฟงกชัน n ตัวแปร นิยามที่ 4 คาของฟงกชนั 1 ตวัแปรอิสระ ถา ( )xfy = เปนฟงกชัน 1 ตัวแปรอิสระ และ a เปนจํานวนจริง โดยที่ fDa ∈ จะไดวา ( )af เปนคาของฟงกชัน f ที่ ax =
ตัวอยางที่ 1 กําหนด ( ) 325 2 +−= xxxf จงหาคาของฟงกชัน f ที่ 2,0,1−=x วิธีทํา จาก ( ) 325 2 +−= xxxf จะไดวา
ที่ 1−=x จะไดวา ( ) ( ) ( ) 10325312151 2 =++=+−−−=−f น่ันคือ 10 เปนคาของฟงกชัน f ที่ 1−=x
ที่ 0=x จะไดวา ( ) ( ) ( ) 3300302051 2 =++=+−=−f น่ันคือ 3 เปนคาของฟงกชัน f ที่ 0=x
ที่ 0=x จะไดวา ( ) ( ) ( ) 193420322251 2 =+−=+−=−f น่ันคือ 19 เปนคาของฟงกชัน f ที่ 2=x นิยามที่ 5 คาของฟงกชนัสองตัวแปรอิสระ ถา ( )yxfz ,= เปนฟงกชันสองตัวแปรอิสระ และ a , b เปนจํานวนจริง โดยที่ ( ) fDba ∈, จะไดวา ( )baf , เปนคาของฟงกชัน f ที่ ax = และ by = ตัวอยางที่ 2 กําหนด ( ) yxyxyxf 3212, 2 +−= จงหาคาตอไปน้ี
1. คาของฟงกชัน f ที่ 2−=x และ 3=y 2. คาของฟงกชัน f ที่ 0=x และ 1=y 3. ( )1,2 −f 4. ( )αα −,f
5. ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ 1,
32f
วิธีทํา จาก ( ) yxyxyxf 3212, 2 +−= จะไดวา 1. ที่ 2−=x และ 3=y จะไดวา ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 15794144332232123,2 2 =++=+−−−=−f
น่ันคือ 157 เปนคาของฟงกชัน f ที่ 2−=x และ 3=y 2. ที่ 0=x และ 1=y
จะไดวา ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3300130210121,0 2 =++=+−=f น่ันคือ 3 เปนคาของฟงกชัน f ที่ 0=x และ 1=y 3. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 633456132212121,2 2 −=−−−=−+−−=−f น่ันคือ -63 เปนคาของฟงกชัน f ที่ 2=x และ 1−=y
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 3 -
4. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ααααααααααα 51232123212, 332 −−=−−−=−+−−=−f น่ันคือ αα 512 3 −− เปนคาของฟงกชัน f ที่ α=x และ α−=y
5. ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ 1,
32f =
แบบฝกหัดที ่1 กําหนด ( ) 2
3
x2
xy1y,xf
−−
= จงหาคา ( )1,2f − และ ⎟⎠⎞⎜
⎝⎛− 2,
2
1f
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 4 -
นิยามที่ 6 คาของฟงกชนัหลายตัวแปรอิสระ ฟงกชันหลายตัวแปรอิสระ คือ รูปแบบความสัมพันธเชิงคณิตศาสตรของตวัแปรอิสระหลายตัว ( n ตัวแปร คอื nxxx ,...,, 21 ) และตวัแปรไมอิสระ หรือตัวแปรตาม ( y ) ในรูปแบบ
( )nxxxfy ,...,, 21=
ตัวอยางที่ 3 กําหนด ( ) 32 3212,, yzxyzyxzyxf +−= จงหาคาตอไปน้ี 1. ( )1,1,0 −−f
2. ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
31,2,0f
3. ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − 1,1,
21f
วิธีทํา จาก ( ) 32 3212,, yzxyzyxzyxf +−= จะไดวา 1. ( ) ( ) ( ) ( )( )( ) ( )( )32 113110210121,1,0 −−+−−−−=−−f
300 +−= 3=
น่ันคือ 3 เปนคาของฟงกชัน f ที่ 2=x และ 1−=y
2. ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
31,2,0f
3. ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ − 1,1,
21f
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 5 -
แบบฝกหัดที ่2 กําหนด ( )y43
xz2z,y,xf
−−= จงหาคา ( )1,1,0f และ ⎟
⎠⎞⎜
⎝⎛ 0,1,
2
1f
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 6 -
1.2 กราฟของฟงกชันสองตวัแปร 1.2.1 พิกัดจุดในปริภูมิสามมิติ
การบอกตําแหนงของจุดในปริภูมิสามมิติ ทําโดยการกําหนดพิกัด ซ่ึงระบบพิกดัที่ใช กันโดยทั่วไปมี 3 ระบบ ไดแก ระบบพิกดัฉาก (Rectangular Coordinates) ระบบพิกัดทรงกระบอก (Cylindrical Coordinates) และระบบพิกดัทรงกลม (Spherical Coordinates) ซ่ึงสามารถกลาวในรายละเอยีดดังน้ี
1. ระบบพิกัดฉาก ระบบพิกัดฉากในปริภูมิสามมิติ ประกอบดวยแกน 3 แกน คือแกน X แกน Y และ
แกน Z ซ่ึงเรียกวาแกนพิกดัฉาก ซ่ึงทั้งสามแกนดังกลาวจะตัดกันที่จุดกําเนิด(Origin) และการตัดกันของแกนทั้งสามทําใหเกิดระนาบคงที่ 3 ระนาบดังรูปที่ 1.1
รูปที่ 1.1
การเขียนจุด ( )000 ,, zyxP สามารถดําเนินการดังน้ี ข้ันที่ 1 วัดระยะตามแกน x เปนระยะ 0x ลากเสนขนานแกน z บนระนาบ xz และลากเสนขนานแกน y บนระนาบ xy ข้ันที่ 2 วัดระยะตามแกน y เปนระยะ 0y ลากเสนขนานแกน z บนระนาบ yz และลากเสนขนานแกน x บนระนาบ xy ซ่ึงจะทําใหเกิดจุดตัด ( )0,, 00 yxQ ข้ันที่ 3 วัดระยะตามแกน z เปนระยะ 0z ลากเสนขนานแกน x บนระนาบ xz และลากเสน ขนานแกน y บนระนาบ yz ซ่ึงจะทําใหเกิดจุดตดั ( )00 ,0, zxR และ ( )00 ,,0 zyD ข้ันที่ 4 จากจุด ( )0,, 00 yxQ ลากเสนตรงตั้งฉากกบัระนาบ xy จากจุด ( )00 ,0, zxR ลากเสนตรงตั้งฉากกับระนาบ xz และจากจุด ( )00 ,,0 zyD ลากเสนตรงตัง้ฉาก กับระนาบ yz ซ่ึงทําใหเกิดจุดตัด )z,y,x(P 000 ดังรูปที่ 1.2
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 7 -
รูปที่ 1.2
ตัวอยางที่ 4 จงเขียนจุด ( )1,1,2A , ( )2,2,1 −−B , ( )2,2,1 −C และ ( )2,2,1 −−D ซ่ึงสามารถเขยีนจุดดงรูป
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 8 -
2. ระบบพิกัดทรงกระบอก ระบบพิกัดฉากทรงกระบอกในปริภูมิสามมิติ เปนระบบที่ประกอบไปดวยพิกัดเชงิขั้วใน
ระนาบ xy กับระยะในแกน z โดยกําหนดใหพิกัดทรงกระบอกดังกลาวแทนดวย ( )zrP ,, θ ซ่ึงสามารถพิจารณาดังรูปที่ 1.3
โดยที่ r คือระยะจากจุด O ไปยังจุด Q θ คือการวัดมุมระหวางแกน x ไปยัง OQ z คือระยะQP ในทศิทางขนานแกน z
รูปที่ 1.3 ตัวอยางที่ 5 จงเขียนจุด ( )3,30,2 oA , ( )2,120,3 −oB , ( )2,45,2 oC และ ( )3,210,4 −oD ซ่ึงสามารถเขียนจุดดงรูป
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 9 -
3. ระบบพิกัดทรงกลม ระบบพิกัดฉากทรงกลมในปริภูมิสามมิติ แทนดวย ( )φθρ ,,P ซ่ึงสามารถพิจารณา
ดังรูปที่ 1.4
โดยที่ φ คือการวัดมุมระหวางแกน z ไปยงั OP θ คือการวัดมุมระหวางแกน x ไปยงั OQ ρ คือระยะจากจุด O ไปยังจุด P
รูปที่ 1.4
ตัวอยางที่ 6 จงเขียนจุด ( )oo 30,30,2A , ( )oo 30,120,3B และ ( )oo 60,45,2C ซ่ึง สามารถเขยีนจุดดงรูป (นักศึกษาทําเอง)
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 10 -
1.2.2 การเปลี่ยนพกัิดในปริภูมิสามมิติ การเปลี่ยนพกัิดฉากในปริภูมิสามมิติเปนพิกัดทรงกระบอก
กําหนด ( )zyxP ,, เปนจุดในระบบพกิัดฉาก ซ่ึงเปนจุดเดียวกับจุด ( )zrP ,, θ ในระบบพิกัดทรงกระบอก สามารถเขียนความสัมพันธของระบบพิกัดทัง้สองดังสมการตอไปน้ี
ความสัมพันธทั้งสองระบบ
θcosrx = θsinry =
zz = 222 ryx =+
xy
=θtan
ตัวอยางที่ 7 จงเปลี่ยนระบบพิกัดฉากตอไปน้ีใหเปนระบบพิกัดทรงกระบอก 1. ( )3,4,3P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 11 -
2. ( )4,1,3P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 3. ( )2,1,1 −−P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 4. ( )1,5,2 −P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 12 -
ตัวอยางที่ 8 จงเปลี่ยนสมการระบบพิกดัฉากตอไปน้ีใหอยูในระบบพิกัดทรงกระบอก 1. 22 2227 yxz −−= ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 2. 233 xyxz −−= ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 3. yxz 33 +−= ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 13 -
การเปลี่ยนพกัิดฉากในปริภูมิสามมิติเปนพิกัดทรงกลม กําหนด ( )zyxP ,, เปนจุดในระบบพกิัดฉาก ซ่ึงเปนจุดเดียวกับจุด ( )θφρ ,,P ในระบบพิกัดทรงกลม สามารถเขียนความสัมพันธของระบบพิกัดทั้งสองดังสมการตอไปน้ี
ความสัมพันธทั้งสองระบบ
θφρ cossin=x θφρ sinsin=y
φυ cos=z 2222 ρ=++ zyx
xy
=θtan
222cos
zyxz
++=φ
ตัวอยางที่ 9 จงเปลี่ยนระบบพิกัดฉากตอไปน้ีใหเปนระบบพิกัดทรงกลม 1. ( )3,4,3P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 2. ( )4,1,3P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 14 -
3. ( )2,1,1 −−P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 4. ( )1,5,2 −P ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ตัวอยางที่ 10 จงเปลี่ยนสมการระบบพกิัดฉากตอไปนี้ใหอยูในระบบพิกัดทรงกลม 1. 22 2227 yxz −−= ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 15 -
2. 233 xyxz −−= ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 3. yxz 33 +−= ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
1.2.3 สมการและกราฟของระนาบในปริภูมิสามมิติ นิยามที่ 7 ระนาบ ระนาบ คือพ้ืนผิวที่ประกอบดวยจุดทั้งหลายที่สอดคลองกับสมการกําลังหน่ึงของสามตัวแปร x , y และ z ดังน้ี
DCzByAx =++ โดยที่ A , B , C และ D เปนคาคงที่ และ A , B และ C มีคาเปนศนูยไมพรอมกัน
การเขียนกราฟของระนาบในปริภูมิสามมิติ
จากสมการระนาบ DCzByAx =++ สามารถดําเนินการเขียนกราฟตามขั้นตอนตอไปน้ี
ข้ันที่ 1 แทนคา x และ y เทากับ 0 จะไดคา CDz = ดังรูป
ข้ันที่ 2 แทนคา x และ z เทากับ 0 จะไดคา BDy = ดังรูป
ข้ันที่ 3 แทนคา y และ z เทากับ 0 จะไดคา ADx = ดังรูป
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 16 -
ข้ันที่ 4 เชื่อมจุดทั้งสามจะไดระนาบ ดังรูป ข้ันที่ 1
ข้ันที่ 2
ข้ันที่ 3
ข้ันที่ 4
ตัวอยางที่ 9 จงเขียนระนาบที่กําหนดตอไปน้ี
1. 3=x 2. 2−=y 3. 4=z วิธีทํา จากสมการระนาบสามารถเขียนระนาบในปริภูมิสามมิติ ดังน้ี 1. 3=x
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 17 -
2. 2−=y
3. 4=z
ตัวอยางที่ 10 จงเขียนระนาบที่กําหนดตอไปน้ี 1. 632 =+ yx 2. 22 =− zx 3. 2423 =+ zy 4. 126 =−− zyx 5. 632 =−− zyx วิธีทํา จากสมการระนาบสามารถเขียนระนาบในปริภูมิสามมิติ ดังน้ี 1. 632 =+ yx
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 18 -
2. 22 =− zx
3. 2423 =+ zy
4. 126 =−− zyx
5. 632 =−− zyx
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 19 -
1.2.4 สมการและกราฟของทรงกลมในปริภูมิสามมิติ นิยามที่ 7 ทรงกลม ทรงกลม คือพ้ืนผิวที่ประกอบดวยจุด ( )zyx ,, ทั้งหมดในสามมิติ ที่หางจากจุดคงที่จุดศูนยกลาง เปนระยะคงที่ ซ่ึงเรียกวารัศมี
สมการมาตรฐานของทรงกลม
1. ทรงกลมที่มีรัศมี r หนวย และมีจุดศูนยกลาง ( )0,0,0 ดังรูป คือ 2222 rzyx =++
2. ทรงกลมที่มีรัศมี r หนวย และมีจุดศูนยกลาง ( )lkhC ,, ดังรูป คือ ( ) ( ) ( ) 2222 rlzkyhx =−+−+−
และสามารถเขียนสมการทัว่ไปของทรงกลม คือ
0222 =++++++ GFzEyDxzyx
ตัวอยางที่ 11 จงเขียนทรงกลมที่กําหนดตอไปน้ี 1. 4222 =++ zyx 2. ( ) ( ) ( ) 1121 222 =++−+− zyx 3. 02642222 =−+−+++ zyxzyx
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 20 -
1.2.5 กราฟของฟงกชันสองตวัแปรอิสระ สําหรับการเขยีนกราฟของฟงกชันสองตัวแปรอิสระนัน้ ในการเขียนดวยมือคอนขาง
จะยุงยากมาก ในที่น้ีจึงจะนําเสนอการเขียนกราฟดังกลาวดวยโปรแกรมสําเร็จรูปทางคณิตศาสตร MATHLAB 6.5 โดยพิจารณาตัวอยางตอไปน้ี ตัวอยางที่ 12 จงเขียนกราฟของฟงกชันสองตัวแปรอิสระที่กําหนดตอไปน้ี 1. ( ) 22, yxyxf −−= 2. ( ) 33, yxyxf −−= 3. ( ) 33, yxyxf +−= 4. ( ) ( )22
, yxeyxf −−= 5. ( ) xyyxf 4, = 6. ( ) 2sin2, yxyxf −= 7. ( ) yxyxf cossin, −= วิธีทํา เขียนกราฟของฟงกชันสองตัวแปรอิสระที่กําหนด ดวยโปรแกรมสําเร็จรูปทางคณิตศาสตร MATHLAB 6.5 โดยใชคําสั่งดังน้ี 1. ( ) 22, yxyxf −−=
>> [X,Y] = meshgrid([-2:0.1:2]); Z = 6*X-Y-12; (ระบุฟงกชันท่ีตองการเขียนกราฟ) plot3(X,Y,Z) grid on
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 21 -
2. ( ) 33, yxyxf −−=
3. ( ) 33, yxyxf +−=
4. ( ) ( )22
, yxeyxf −−=
5. ( ) xyyxf 4, =
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 22 -
6. ( ) 2sin2, yxyxf −=
7. ( ) yxyxf cossin, −=
1.2.6 กราฟของพื้นผิวกําลังสอง นิยามที่ 9 พื้นผิวกําลังสอง พ้ืนผิวกําลังสอง คือพ้ืนผิวที่ประกอบดวยจุดทั้งหลายที่สอดคลองกับสมการ กําลงัสองของสามตัวแปร zyx ,, ดังน้ี
0222 =+++++++++ JIzHyGxFyzExzDxyCzByAx โดยที่ JIHGFEDCBA ,,,,,,,,, เปนคาคงที่ และ CBA ,, มีคาเปนศูนยไมพรอมกัน
1.3 ลิมิตและความตอเน่ือง 1.3.1 นิยามลิมิตของฟงกชันสองตัวแปร
นิยามที่ 10 ลิมิตของฟงกชันสองตวัแปร ให f เปนฟงกชันสองตัวแปร ซ่ึงมีโดเมนเปนจุดทั้งหมดในระนาบ xy ที่อยูภายในวงกลมบางวงที่มีจุดศูนยกลางที ่ ( )ba, ยกเวนจุด ( )ba, แลวลิมิตของ ( )yxf , ขณะที่ ( )yx, เขาใกล ( )ba, เทากับ L แทนดวย
( ) ( )( ) Lyxf
bayx=
→,lim
,,
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 23 -
1.3.2 คาลิมิตโดยใชทฤษฎ ีทฤษฎีเกี่ยวกบัลิมิตของฟงกชันหลายตวัแปร สามารถพิจารณาเชนเดียวกับลิมิตของ
ฟงกชัน 1 ตัวแปร ดังตอไปน้ี ถา
( ) ( )( ) 1,,
,lim Lyxfbayx
=→
และ( ) ( )
( ) 2,,,lim Lyxg
bayx=
→ แลวจะไดทฤษฎตีอไปน้ี
1. ( ) ( )
axbayx
=→ ,,
lim
2. ( ) ( )
bybayx
=→ ,,
lim
3. ( ) ( )
( )( ) ( )
( ) 1,,,,,lim,lim cLyxfcyxcf
bayxbayx=⎥⎦
⎤⎢⎣⎡=
→→ เม่ือ c เปนคาคงที ่
4. ( ) ( )
( ) ( )[ ]( ) ( )
( )( ) ( )
( ) 21,,,,,,,lim,lim,,lim LLyxgyxfyxgyxf
bayxbayxbayx±=±=±
→→→
5. ( ) ( )
( ) ( )[ ]( ) ( )
( )( ) ( )
( ) 21,,,,,,,lim,lim,,lim LLyxgyxfyxgyxf
bayxbayxbayx=⋅=⋅
→→→
6. ( ) ( )
( )( )
( ) ( )( )
( ) ( )( ) 2
1
,,
,,
,, ,lim
,lim
,,lim
LL
yxg
yxf
yxgyxf
bayx
bayx
bayx==⎥
⎦
⎤⎢⎣
⎡
→
→
→
7. ถา m และ n เปนจํานวนเตม็แลว
( ) ( )
( )[ ]( ) ( )
( ) nm
bayxn
m
bayxyxfyxf ⎥⎦⎤
⎢⎣⎡=
→→,lim,lim
,,,,
8. ถา ( )yxP , เปนฟงกชันพหุนามของ x และ y แลว
( ) ( )( ) ( )baPyxP
bayx,,lim
,,=
→
ตัวอยางที่ 13 จงหาลิมิตของฟงกชันที่กําหนดดังตอไปนี้ 1.
( ) ( )( )2
2,1,2lim yx
yx−
→
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 24 -
2. ( ) ( )
( )2
3,1,3lim yx
yx−
−−→
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 3.
( )( )18lim 2
21,1,
+−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −→
xyxyx
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 4.
( )( )83lim 2
23,2,
−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −−→
xyx
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 25 -
5. ( ) ( )
( )2
3,1,225lim yxy
yx−+
−−→
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. 6.
( ) ( )( )22
4,2,25lim xyyx
yx−+
−→
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
7. ( ) ( ) ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −+−→ 3
22
10, 225lim
xyxyxyx
yx
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 26 -
8. ( ) ( ) ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
→ yxyx
yx
22
1,1,lim
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
9. ( ) ( ) ( ) ⎭
⎬⎫
⎩⎨⎧
−−
→ 25,1, 44lim
yyxxyx
yx
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
10. ( ) ( ) ⎪⎭
⎪⎬⎫
⎪⎩
⎪⎨⎧
+−
→ yxyxx
yx
23
0,0,lim
………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………….
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 27 -
2.1 ทบทวนการหาอนุพันธของฟงกชัน 2.1.1 อนุพันธของฟงกชัน 1 ตวัแปรอิสระ
การหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชนิยาม นิยามที่ 11 การหาอนุพันธของฟงกชัน 1 ตัวแปรอิสระ กําหนดให ( )xfy = เปนฟงกชันทีส่ามารถหาอนุพันธได จะไดวา อนุพันธของฟงกชัน แทน
ดวย dxdy หรือ ( )
dxxdf หรือ y′ หรือ ( )xf ′
นิยามที่ 12 การหาอนุพันธของฟงกชันโดยใชนิยาม กําหนดให ( )xfy = เปนฟงกชันทีส่ามารถหาอนุพันธได จะไดวา อนุพันธของฟงกชัน สามารถหาจาก
( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=→Δ x
xfxxfdxdy
x 0lim
ตัวอยางที่ 14 กําหนด ( ) 1053 2 +−= xxxf จงหา ( )xf ′ โดยใชนิยาม
วิธีทํา จากนิยาม ( ) ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=′→Δ x
xfxxfxfx 0
lim
ดังน้ัน ( ) ( ) ( )( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ+−−+Δ+−Δ+
=′→Δ x
xxxxxxxfx
10531053lim22
0
( )( )( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ−+−+Δ−−Δ+Δ+
=→Δ x
xxxxxxxxx
1053105523lim222
0
( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ−+−+Δ−−Δ+Δ+
=→Δ x
xxxxxxxxx
10531055363lim222
0
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 28 -
( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
ΔΔ−Δ+Δ
=→Δ x
xxxxx
536lim2
0
( )x
xxxx Δ
−Δ+Δ=
→Δ
536lim0
( )536lim0
−Δ+=→Δ
xxx
56 −= x ดังน้ัน ( ) 56 −= xxf
ตัวอยางที่ 15 กําหนด ( ) xxf = จงหา ( )xf ′ โดยใชนิยาม
วิธีทํา จากนิยาม ( ) ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=′→Δ x
xfxxfxfx 0
lim
ดังน้ัน ( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ−Δ+
=′→Δ x
xxxxfx 0
lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+Δ++Δ+
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ−Δ+
=→Δ xxx
xxxx
xxxx 0
lim
( ) ( )( ) ⎟
⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+Δ+Δ−Δ+
=→Δ xxxx
xxxx
22
0lim
( )⎟⎟⎠⎞
⎜⎜⎝
⎛
+Δ+Δ−Δ+
=→Δ xxxx
xxxx 0
lim
( )⎟⎟⎠⎞
⎜⎜⎝
⎛
+Δ+ΔΔ
=→Δ xxxx
xx 0
lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
+Δ+=
→Δ xxxx
1lim0
xx ++
=01
x2
1=
ดังน้ัน ( )x
xf2
1=′
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 29 -
ตัวอยางที่ 16 กําหนด ( )x
xf 1= จงหา ( )xf ′ โดยใชนิยาม
วิธีทํา จากนิยาม ( ) ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=′→Δ x
xfxxfxfx 0
lim
ดังน้ัน ( )⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
Δ
−Δ+=′
→Δ xxxxxf
x
11
lim0
⎟⎟⎟⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜⎜⎜⎜
⎝
⎛
ΔΔ+Δ+−
=→Δ x
xxxxxx
x 0lim
⎥⎥⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢⎢
⎣
⎡
Δ
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ++Δ++
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ+Δ+−
=→Δ x
xxxxxx
xxxxxx
x 0lim
( )⎥⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢
⎣
⎡
ΔΔ++Δ+
Δ−−
=→Δ x
xxxxxxxxx
x 0lim
( )⎥⎦⎤
⎢⎣
⎡
Δ++Δ+−
=→Δ xxxxxxx
1lim0
( )001
+++−
=xxxx
( )xxxx +−
=1
( )xx 21−
=
xx2
1−=
ดังน้ัน ( )xx
xf2
1−=′
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 30 -
2.1.2 การหาอนุพันธของฟงกชันพีชคณติ นิยามที่ 13 การหาอนุพันธของฟงกชันพีชคณติโดยใชสูตร กําหนด ( )xf และ ( )xg เปนฟงกชันพีชคณิตที่สามารถหาอนุพันธได สําหรับทุกคา x และ c เปนคาคงที่ สูตรในการหาอนุพันธ เปนดังน้ี
1. 0=dxdc
2. 1=dxdx
3. 1−= nn
xndxdx
4. ( ) ( )( ) ( ) ( )xgdxdxf
dxdxgxf
dxd
±=±
5. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )xfdxdxgxg
dxdxfxgxf
dxd
±=
6. ( )( )
( ) ( ) ( ) ( )
( )[ ]2xg
xgdxdxfxf
dxdxg
xgxf
dxd −
=⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
7. ( )[ ] ( )xfdxdcxfc
dxd
=
8. ( )[ ] ( )[ ] ( )dx
xdfxfnxfdxd nn 1−=
ตัวอยางที่ 17 กําหนด ( ) 432 2 +−= xxxf จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
ดังน้ัน ( ) ( )432 2 +−=′ xxdxdxf
dxdx
dxdx
dxd 432 2 +−=
( ) ( ) 01322 +−= x น่ันคือ ( ) 34 −= xxf
ตัวอยางที่ 18 กําหนด ( ) 21
21
23
754−
−+= xxxxh จงหา ( )xh′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xhdxdxh =′
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 31 -
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+=′
−21
21
23
754 xxxdxdxh
21
21
23
754−
−+= xdxdx
dxdx
dxd
1
211
211
23
217
215
234
−−−−⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛= xxx
2
72
5623
21
21 −−
++=xxx
น่ันคือ ( )23
21
21
2
7
2
56xx
xxh ++=′
ตัวอยางที่ 19 กําหนด ( ) ( )423
5194 xxxf −⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
ดังน้ัน ( ) ( )423
5194 xxdxdxf −⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=′
( ) ( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−+−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−= 2
3442
3
94515194 xdxdxx
dxdx
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−= 2
34
423
94515194 xdxd
dxdx
dxdx
dxdx
( )( ) ( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−+−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−= 2
1432
3
23905145094 xxxx
( ) ( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−+−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−= 2
1432
3
227512094 xxxx
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−= 2
921
29
3 1352
2718080 xxxx
21
329
22780315 xxx −−=
น่ันคือ ( ) 21
329
22780315 xxxxf −−=′
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 32 -
ตัวอยางที่ 20 กําหนด ( ) 3
2
3452xxxg
−−
= จงหา ( )xg′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xgdxdxg =′
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
=′3
2
3452
xx
dxdxg
( ) ( ) ( ) ( )
( )23
3223
34
34525234
x
xdxdxx
dxdx
−
−−−−−=
( ) ( )( ) ( ) ( )( )( )23
223
343305225034
xxxxx
−
−−−−−=
( ) ( ) ( ) ( )( )23
223
349521034
xxxxx
−
−−−−−=
( ) ( )( )23
424
3445183040
xxxxx
−
+−−+−=
( )23
424
344583040
xxxxx
−
−++−=
( )23
42
3415840
xxxx
−
−+−=
น่ันคือ ( )( )23
42
3415840
xxxxxg
−
−+−=′
ตัวอยางที่ 21 กําหนด ( ) ( )42 34 −= xxf จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )42 34 −= xdxd
( ) ( )34344 2142 −−=− x
dxdx
( ) ( )08344 32 −−= xdxdx
( )32 3432 −= xx น่ันคือ ( ) ( )32 3432 −=′ xxxg
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 33 -
ตัวอยางที่ 22 กําหนด ( ) 3
2
3452xxxf
−−
= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
3
2
3452xx
dxd
−−
=
21
3
2
3452
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
=xx
dxd
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
=−
3
2121
3
2
3452
3452
21
xx
dxd
xx (จากตัวอยางที่ 7)
( ) ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−
−+−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
=−
23
4221
3
2
3415840
3452
21
xxxx
xx
น่ันคือ ( )( ) ⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−
−+−−−
=′23
42
2
3
34215840
5234
xxxx
xxxf
2.1.3 การหาอนุพันธของฟงกชันอดิศัย
นิยามที่ 14 การหาอนุพันธของฟงกชันชี้กําลังโดยใชสูตร กําหนดให ( )xuu = และ ( )xvv = เปนฟงกชันสําหรับตัวแปรอิสระ x , a เปน
คาคงที่ และ ...718.2=e
1. ( )dxduaaa
dxd uu ln=
2. ( )dxduee
dxd uu =
3. ( )dxdvuu
dxduuvu
dxd vvv ln1 += −
ตัวอยางที่ 23 กําหนด ( ) ( )2515 xxf −= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )2515 x
dxd −=
( ) ( )251 515ln52
xdxdx −= −
( ) ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −= − 251 515ln5
2
xdxd
dxdx
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 34 -
( ) ( )( )xx 2505ln5251 −= −
( ) ( )xx 105ln5251 −= −
น่ันคือ ( ) ( ) 5ln510251 xxxf −−=′
ตัวอยางที่ 24 กําหนด ( ) ( )243 xexf −= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( ) 243 xedxd −=
( ) ( )243 432
xdxde x −= −
( ) ( ) ( )⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −−= − x
dxdxe x 43432
243
( ) ( )( ){ }4432243 −−= − xe x
น่ันคือ ( ) ( ) ( ) 243438 xexxf −−−=′ ตัวอยางที่ 25 กําหนด ( ) 231 xxxf −= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )231 xxdxd −=
( ) ( )2311312 31ln3122
xdxdxx
dxdxxx xx −+−= −−−
( ) ( ) ( ) ( )xxxxx xx 6ln3122 3132 −+−= −−
น่ันคือ ( ) ( ) ( ) ( ) xxxxxxf xx ln63122 3132 −− −−=′
ตัวอยางที่ 25 กําหนด ( ) 252 xexxf −= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )252 xexdxd −=
( ) ( )dxdxee
dxdx xx 22 5252 −− +=
( ) ( )22 52252 52 xx exdxdex −− +−=
( ) ( )22 5252 10 xx exex −− +−=
22 5252210 xx eex −− +−=
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 35 -
( ) 2522 110 xex −+−= น่ันคือ ( ) ( ) 2522101 xexxf −−=′
ตัวอยางที่ 26 กําหนด ( )x
exfx
−=
1 จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−=
xe
dxd x
1
( ) ( )
( )21
11
x
xdxdee
dxdx xx
−
−−−=
( ) ( )
( )21
11
x
exdxdex xx
−
−−−=
( )
( )21
12
11
x
ex
x x
−
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−
=
( )
( )21
121
x
exx x
−
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −
=
น่ันคือ ( ) ( )( )21221
xxexxxf
x
−+−
=′
นิยามที่ 15 การหาอนุพันธของฟงกชันลอการิทมึโดยใชสูตร
กําหนดให ( )xuu = เปนฟงกชันสําหรับตวัแปรอิสระ x , a เปนคาคงที่ และ ...718.2=e
1. dxdue
uu
dxd
aa log1log =
2. dxdu
uu
dxd 1ln =
ตัวอยางที่ 27 กําหนด ( ) ( )2
4 51log xxf −= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )24 51log x
dxd
−=
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 36 -
( )242 51log
511 x
dxde
x−⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛
−=
( )xex
10log511
42 −⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
−=
น่ันคือ ( ) 24
51log10x
exxf−
−=′
ตัวอยางที่ 28 กําหนด ( ) ( )25ln xxxf −= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )25ln xxdxd
−=
( )22
55
1 xxdxd
xx−⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛−
=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−⎟
⎠
⎞⎜⎝
⎛−
= xxxx
102
15
12
น่ันคือ ( ) ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
−−
=′xxx
xxxf2
15
2012
ตัวอยางที่ 29 กําหนด ( ) ( )3ln5 xxxxf −= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )3ln5 xxxdxd
−=
( ) ( )xxxdxdxxx ln5ln53 2 −−=
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +−−=
dxdxxx
dxdx
xxxx lnln5
21ln53 2
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−−= x
xx
xxxx ln15
21ln53 2
( ) ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛−−−= x
xxxx ln55
21ln53 2
น่ันคือ ( ) ( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −−−=′
xxxxxxxxg
2ln10101ln53 2
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 37 -
นิยามที่ 16 การหาอนุพันธของฟงกชันตรีโกณมิติโดยใชสตูร กําหนดให ( )xuu = เปนฟงกชันสําหรับตวัแปรอิสระ x และ ...718.2=e
1. dxduuu
dxd cossin =
2. dxduuu
dxd sincos =
3. dxduuu
dxd 2sectan =
4. dxduuuecuec
dxd cotcoscos −=
5. dxduuuu
dxd tansecsec =
6. dxduuecu
dxd 2coscot −=
ตัวอยางที่ 30 กําหนด ( ) ( )231sin xxg −= จงหา ( )xg′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xgdxdxg =′
( )231sin xdxd
−=
( ) ( )22 3131cos xdxdx −−=
( ) ( )xx 6031cos 2 −−= ( ) ( )xx 631cos 2 −−= น่ันคือ ( ) ( )231cos6 xxxg −−=′ ตัวอยางที่ 31 กําหนด ( ) ( )45cos 2 −= xxh จงหา ( )xh′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xhdxdxh =′
( )45cos 2 −= xdxd
( ) ( )4545sin 22 −−−= xdxdx
( )( )01045sin 2 −−−= xx น่ันคือ ( ) ( )45sin10 2 −−=′ xxxh
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 38 -
ตัวอยางที่ 32 กําหนด ( ) xxxf 2cot3tan += จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
( )xxdxd 2cot3tan +=
xdxdx
dxd 2cot3tan +=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −+= x
dxdxecx
dxdx 22cos33sec 22
น่ันคือ ( ) xecxxf 2cos23sec3 22 −=′ ตัวอยางที่ 33 กําหนด ( ) ( )22 51sin xxxg −= จงหา ( )xg โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xgdxdxg =′
( )[ ]22 51sin xxdxd
−=
( ) ( ) 2222 51sin51sin xdxdxx
dxdx −+−=
( ) ( ) ( ) ( )xxxdxdxx 251sin5151cos 2222 −+−−=
( )( ) ( )222 51sin21051cos xxxxx −+−−= น่ันคือ ( ) ( ) ( )223 51sin251cos10 xxxxxg −+−−=′
ตัวอยางที่ 34 กําหนด ( )x
xxfsec
= จงหา ( )xf ′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡=
xx
dxd
sec
( )2sec
secsec
x
xdxdxx
dxdx −
=
( )221
sec
tansecsec
x
xxxxdxdx −
=
( )2
121
sec
tansec21sec
x
xxxxx −⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
=
−
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 39 -
( )2sec
tansec2
1sec
x
xxxx
x −⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
=
น่ันคือ ( )( )2sec2
tansec2secxx
xxxxxf −=′
ตัวอยางที่ 35 กําหนด ( ) ( )( )xxecxg coscos= จงหา ( )xg′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xgdxdxg =
( )( )xxecdxd coscos=
xecdxdxx
dxdxec coscoscoscos +=
( ) ( )xxecxxxec cotcoscossincos −+−= ( ) ( )xxecxxxec cotcoscossincos −−=
( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
xxxx
x sin1cotcossin
sin1
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−=
xxx
sincoscot1
( )xx cotcot1 −−= x2cot1 −−= น่ันคือ ( ) ( )xxg 2cot1 +−=′
2.1.3 อนุพันธอันดับสูงของฟงกชัน 1 ตัวแปรอิสระ นิยามที่ 17 การหาอนุพันธอันดับสูงของฟงกชัน 1 ตัวแปรอิสระ กําหนดให ( )xfy = เปนฟงกชันทีส่ามารถหาอนุพันธได จะไดวา
อนุพันธอันดับ 2 ของฟงกชัน แทนดวย 2
2
dxyd หรือ ( )
2
2
dxxfd หรือ y ′′ หรือ ( )xf ′′
โดยที่ ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛=
dxdy
dxd
dxyd2
2
อนุพันธอันดับ 3 ของฟงกชัน แทนดวย 3
3
dxyd หรือ ( )
3
3
dxxfd หรือ y ′′′ หรือ ( )xf ′′′
โดยที่ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= 2
2
3
3
dxyd
dxd
dxyd
และในทํานองเดียวกัน สามารถสรุปไดวา
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 40 -
อนุพันธอันดับ n ของฟงกชัน แทนดวย n
n
dxyd หรือ ( )
n
n
dxxfd หรือ ( )ny หรือ ( ) ( )xf n
โดยที่ ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛= −
−
1
1
n
n
n
n
dxyd
dxd
dxyd
ตัวอยางที่ 36 กําหนด ( ) 5525 23 −+−= xxxxg จงหา ( ) ( ) ( ) ( ) ( )xgxgxgxg 4,,, ′′′′′′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xgdxdxg =′
ดังน้ัน
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 541501522355525 2223 +−=−+−=−+−=′ xxxxxxxdxdxg
จาก ( ) ( )xgdxdxg ′=′′
ดังน้ัน ( ) ( ) ( ) ( ) 4300142155415 2 −=+−=+−=′′ xxxxdxdxg
จาก ( ) ( )xgdxdxg ′′=′′′
ดังน้ัน ( ) ( ) ( ) 300130430 =−=−=′′′ xdxdxg
จาก ( ) ( ) ( )xgdxdxg ′′′=4
ดังน้ัน ( ) ( ) ( ) 0304 ==dxdxg
ในทํานองเดียวกัน ถาตองการหาอนุพันธ อันดับสูงกวา 4 ก็จะได ผลลัพธเปน 0 เสมอ ตัวอยางที่ 37 กําหนด ( ) ( )xxf 43sin −= จงหา ( ) ( ) ( ) ( ) ( )xfxfxfxf 5,,, ′′′′′′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
ดังน้ัน ( ) ( ) ( ) ( ) ( )xxdxdxx
dxdxf 43cos44343cos43sin −−=−−=−=′
จาก ( ) ( )xfdxdxf ′=′′
ดังน้ัน ( ) ( )( ) ( ) ( )( )( ) ( )xxxdxdx
dxdxf 43sin16443sin443cos443cos4 −−=−−−−=−−=−−=′′
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 41 -
จาก ( ) ( )xfdxdxf ′′=′′′
ดังน้ัน ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( ) ( )xx
dxdxx
dxdx
dxdxf 43cos644343cos1643sin1643sin16 −=−−−=−−=−−=′′′
จาก ( ) ( ) ( )xfdxdxf ′′′=4
ดังน้ัน ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )xxdxdxx
dxdx
dxdxf 43sin2564343sin6443cos6443cos644 −=−−−=−=−=
จาก ( ) ( ) ( ) ( )xfdxdxf 45 =
ดังน้ัน ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )xxdxdxx
dxdxf 43cos024,14343cos25643sin2565 −−=−−=−=
ตัวอยางที่ 38 กําหนด ( ) 52 += xexf จงหา ( ) ( ) ( )xfxf 4,′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
ดังน้ัน ( ) ( ) 525252 252 +++ =+==′ xxx exdxdee
dxdxf
จาก ( ) ( )xfdxdxf ′=′′
ดังน้ัน ( ) ( ) 525252 45222 +++ =+==′′ xxx exdxdee
dxdxf
จาก ( ) ( )xfdxdxf ′′=′′′
ดังน้ัน ( ) ( ) 525252 85244 +++ =+==′′′ xxx exdxdee
dxdxf
จาก ( ) ( ) ( )xfdxdxf ′′′=4
ดังน้ัน ( ) ( ) ( ) 5252524 165288 +++ =+== xxx exdxdee
dxdxf
ตัวอยางที่ 39 กําหนด ( ) xexxf 2= จงหา ( )xf ′′′ โดยใชสูตร
วิธีทํา จาก ( ) ( )xfdxdxf =′
ดังน้ัน ( ) xxedxdxf 2=′
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 42 -
dxdxee
dxdx xx 22 +=
( )12 22 xx exdxdex +=
xx eex 222 +=
จาก ( ) ( )xfdxdxf ′=′′
ดังน้ัน ( ) ( )xx eexdxdxf 222 +=′′
xx edxdex
dxd 222 +=
( ) xdxdeeex xxx 222 222 ++=
xxx eeex 222 224 ++= xx eex 22 44 +=
2.2 อนุพันธยอย (Partail Differentail) 2.2.1 นิยามของอนุพันธยอย
นิยามที่ 18 การหาอนุพันธยอยของฟงกชันสองตัวแปรอิสระ กําหนดให ( )yxfz ,= เปนฟงกชันทีส่ามารถหาอนุพันธได จะไดวา
อนุพันธยอยของฟงกชัน เทียบกับ x แทนดวย xz∂∂ หรือ
xf∂∂ หรือ xz หรือ xf
อนุพันธยอยของฟงกชัน เทียบกับ y แทนดวย yz∂∂ หรือ
yf∂∂ หรือ yz หรือ yf
นิยามที่ 19 การหาอนุพันธยอยของฟงกชันหลายตัวแปรอิสระ กําหนดให ( )nxxxfy ,...,, 21= เปนฟงกชันทีส่ามารถหาอนุพันธได จะไดวา
อนุพันธยอยของฟงกชัน เทียบกับ 1x แทนดวย 1xy
∂∂ หรือ
1xf
∂∂ หรือ
1xf
อนุพันธยอยของฟงกชัน เทียบกับ 2x แทนดวย 2xy
∂∂ หรือ
2xf
∂∂ หรือ
2xf
.
.
.
อนุพันธยอยของฟงกชัน เทียบกับ nx แทนดวย nxy
∂∂ หรือ
nxf
∂∂ หรือ
nxf
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 43 -
นิยามที่ 20 การหาอนุพันธยอยของฟงกชันสองตัวแปรอิสระโดยใชนิยาม กําหนดให ( )yxfz ,= เปนฟงกชันทีส่ามารถหาอนุพันธได จะไดวา อนุพันธยอยของฟงกชัน เทียบกับ x และ y สามารถหาจาก
( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ xyxfyxxf
xz
x
,,lim0
และ ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ yyxfyyxf
yz
y
,,lim0
ตามลําดับ
ตัวอยางที่ 40 กําหนด ( ) 22 432, yxxyyxf +−= จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชนิยาม
วิธีทํา จากนิยาม ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ xyxfyxxf
xf
x
,,lim0
ดังน้ัน ( ) ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
+−−+Δ+−Δ+=
∂∂
→Δ xyxxyyxxyxx
xf
x
2222
0
432432lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−+−+Δ−−Δ+=
→Δ xyxxyyxxxyxy
x
22222
0
43243322lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
Δ−Δ=
→Δ xxxy
x
32lim2
0
( )x
xyx Δ
Δ−=
→Δ
32lim2
0
น่ันคือ 32 2 −=∂∂ yxf
จากนิยาม ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ yyxfyyxf
yz
y
,,lim0
ดังน้ัน ( ) ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ+−−Δ++−Δ+
=∂∂
→Δ yyxxyyyxyyx
yf
y
2222
0
432432lim
( )( ) ( )( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
+−−Δ+Δ++−Δ+Δ+=
→Δ yyxxyyyyyxyyyyx
y
222222
0
43224322lim
( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ−+−Δ+Δ++−Δ+Δ+
=→Δ y
yxxyyyyyxyxyxyxyy
222222
0
4324843242lim
( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
ΔΔ+Δ+Δ+Δ
=→Δ y
yyyyxyxyy
22
0
4824lim
( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
ΔΔ++Δ+=
→Δ yyyyyxxy
y
4824lim0
( )yyyxxyy
Δ++Δ+=→Δ
4824lim0
น่ันคือ yxyyf 84 +=∂∂
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 44 -
แบบฝกหัดที ่3 กําหนด ( ) 22 45, yyxxyxf +−= จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชนิยาม
วิธีทํา จากนิยาม ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ xyxfyxxf
xf
x
,,lim0
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
จากนิยาม ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ yyxfyyxf
yz
y
,,lim0
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 45 -
นิยามที่ 21 การหาอนุพันธยอยของฟงกชันหลายตัวแปรอิสระโดยใชนิยาม กําหนดให ( )nxxxfy ,...,, 21= เปนฟงกชันทีส่ามารถหาอนุพันธได จะไดวา อนุพันธยอยของฟงกชัน เทียบกับ nxxx ,...,, 21 สามารถหาจาก
( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ1
21211
01
,...,,,...,,lim1 x
xxxfxxxxfxz nn
x
( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ2
21221
02
,...,,,...,,lim2 x
xxxfxxxxfxz nn
x
. . . .
และ ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δn
nnn
xn x
xxxfxxxxfxz
n
,...,,,...,,lim 2121
0 ตามลําดับ
ตัวอยางที่ 42 กําหนด ( ) zxyzyxf 22,, = จงหา xf∂∂
yf∂∂ และ
zf∂∂ โดยใชนิยาม
วิธีทํา จากนิยาม ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ xzyxfzyxxf
xf
x
,,,,lim0
ดังน้ัน ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ xzxyzyxx
xf
x
22
0
22lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
→Δ xzxyzxyzxy
x
222
0
222lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
Δ=
→Δ xzxy
x
2
0
2lim
zyx
2
02lim
→Δ=
น่ันคือ zyxf 22=∂∂
จากนิยาม ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ yzyxfzyyxf
yf
y
,,,,lim0
ดังน้ัน ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ yzxyzyyx
yf
y
22
0
22lim
( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
Δ−Δ+Δ+
=→Δ y
zxyzyxyzxyzxyy
222
0
2242lim
( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
Δ+Δ=
→Δ yzyxyzxy
y
2
0
24lim
( )y
yzxxyzyy Δ
Δ+Δ=
→Δ
24lim0
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 46 -
( )yzxxyzy
Δ+=→Δ
24lim0
น่ันคือ xyzyf 4=∂∂
จากนิยาม ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ zzyxfzzyxf
zz
z
,,,,lim0
ดังน้ัน ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ zzxyzzxy
zf
z
22
0
22lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
→Δ zzxyzxyzxy
z
222
0
222lim
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ΔΔ
=→Δ z
zxyz
2
0
2lim
2
02lim xy
z→Δ=
น่ันคือ 22xyzf=
∂∂
ตัวอยางที่ 43 กําหนด ( ) yzxyxyzyxf 6, ++= จงหา xf∂∂ ,
xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชนิยาม
วิธีทํา จากนิยาม ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ xzyxfzyxxf
xf
x
,,,,lim0
ดังน้ัน ( ) ( )( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ++−+Δ++Δ+
=∂∂
→Δ xyzxyxyzyzyxxyzxx
xf
x
66lim0
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−−−+Δ++Δ+
=→Δ x
yzxyxyzyzxyxyxxyzx
66lim0
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
ΔΔ+Δ
=→Δ x
xyxx 0
lim
( )x
yxx Δ
+Δ=
→Δ
1lim0
( )yx
+=→Δ
1lim0
y+= 1
น่ันคือ yxf
+=∂∂ 1
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 47 -
จากนิยาม ( ) ( )⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛Δ
−Δ+=
∂∂
→Δ yzyxfzyyxf
yf
y
,,,,lim0
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
จากนิยาม ( ) ( )⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
Δ−Δ+
=∂∂
→Δ zzyxfzzyxf
zf
z
,,,,lim0
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 48 -
นิยามที่ 22 การหาอนุพันธยอยของฟงกชันหลายตัวแปรอิสระโดยใชสตูร (ใชสูตรจากอนุพันธของฟงกชัน 1 ตัวแปรอิสระ)
ตัวอยางที่ 44 กําหนด ( ) 22 45, yyxxyxf +−= จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 49 -
ตัวอยางที่ 45 กําหนด ( ) yzxyxyzzyxf 6,, ++= จงหา x
f
∂∂
, y
f
∂∂
และ z
f
∂∂
โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 50 -
ตัวอยางที่ 46 กําหนด ( ) 32
3 23, yxxyyxf +−= จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 51 -
ตัวอยางที่ 47 กําหนด ( ) xyzzyxf =,, จงหา x
f
∂∂
, y
f
∂∂
และ z
f
∂∂
โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 52 -
ตัวอยางที่ 48 กําหนด ( ) 32
4, −= xyyeyxf จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 53 -
ตัวอยางที่ 49 กําหนด ( ) 233,, yzxzyxf −= จงหา x
f
∂∂
, y
f
∂∂
และ z
f
∂∂
โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 54 -
ตัวอยางที่ 50 กําหนด ( ) ( ) 232sin5, xyxyyxf −= จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 55 -
ตัวอยางที่ 51 กําหนด ( ) ( )351cos2,, xyzzyxf −= จงหาx
f
∂∂
, y
f
∂∂
และ z
f
∂∂
โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 56 -
ตัวอยางที่ 52 กําหนด ( ) ( )xyyxf 34tan2, −= จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 57 -
ตัวอยางที่ 53 กําหนด ( ) ( )yxxyxf 223ln2, −= จงหา xf∂∂ และ
yf∂∂ โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 58 -
ตัวอยางที่ 54 กําหนด ( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−= 3
1394log,, zxyzyxf จงหา
x
f
∂∂
, y
f
∂∂
และz
f
∂∂
โดยใชสูตร
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 59 -
2.2.2 การหาอนุพันธยอยโดยใชกฎลูกโซ (Chain Rule) นิยามที่ 23 การหาอนุพันธยอยโดยใชกฎลูกโซ
กําหนดให ( )yxgu ,= ( )yxhv ,= เปนฟงกชันที่สามารถหาอนุพันธไดที่ ( )yx , และ ( )vufz ,= เปนฟงกชันที่สามารถหาอนุพันธไดที่ ( ) ( )( )yxuyxu ,,, จะไดวา ( ) ( )( )yxuyxufz ,,,= สามารถหาอนุพันธไดที่ ( )yx , และ
xv
vz
xu
uz
xz
∂∂
∂∂
+∂∂
∂∂
=∂∂
และ yv
vz
yu
uz
yz
∂∂
∂∂
+∂∂
∂∂
=∂∂
ซ่ึงสามารถพิจารณาดังรูปตอไปน้ี
ตัวอยางที่ 55 กําหนดให 3xy2x3u 32 −−= , yx21v 2−= และ vuz 3=
จงหา x
z
∂∂
และ y
z
∂∂
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 60 -
ตัวอยางที่ 56 กําหนดให tcosr2x = , tsin4y = และ x
y
ez =
จงหา r
z
∂∂
และ t
z
∂∂
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 61 -
นิยามที่ 24 การหาอนุพันธยอยโดยใชกฎลูกโซ กําหนดให ( )yxgu ,= ( )yxhv ,= และ ( )yxlw ,= เปนฟงกชันที่สามารถ
หาอนุพันธไดที่ ( )yx , และ ( )wvufz ,,= เปนฟงกชันที่สามารถหาอนุพันธไดที่ ( ) ( ) ( )( )yxwyxuyxu ,,,,, จะไดวา ( ) ( ) ( )( )yxwyxuyxufz ,,,,,= สามารถหาอนุพันธไดที่ ( )yx , และ
xw
wz
xv
vz
xu
uz
xz
∂∂
∂∂
+∂∂
∂∂
+∂∂
∂∂
=∂∂
และ yw
wz
yv
vz
yu
uz
yz
∂∂
∂∂
+∂∂
∂∂
+∂∂
∂∂
=∂∂
ซ่ึงสามารถพิจารณาดังรูปตอไปน้ี
ตัวอยางที่ 57 กําหนดให 3xyx7 3 −−=θ , 2x2y −=λ , xy3=β และ
βλ−θ= 2z จงหา x
z
∂∂
และ y
z
∂∂
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 62 -
2.2.3 คาเชิงอนุพันธรวม (Total Differential) นิยามที่ 25 การหาคาเชิงอนุพันธรวม ถา ( )yxfz ,= เปนฟงกชันสองตัวแปรอิสระที่สามารถหาอนุพันธยอยได คาเชิงอนุพันธรวมของ z กําหนดดังน้ี ( ) ( )yxfyyxxfz ,, −Δ+Δ+=Δ
และ dyyfdx
xfdz
∂∂
+∂∂
=
เม่ือ dx และ dy เปนสวนที่เปลี่ยนแปลงของ x และ y ตามลําดับ โดยที่ xdx Δ= และ ydy Δ= ตัวอยางที่ 58 กําหนด ( ) yxyxf 53, −= จงหา fΔ และ df
เม่ือ 2.0=Δx , 1.0=Δy , 1−=x และ 2=y ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 63 -
นิยามที่ 26 การหาคาเชิงอนุพันธรวม ถา ( )zyxfu ,,= เปนฟงกชันสองตัวแปรอิสระที่สามารถหาอนุพันธยอยได คาเชิงอนุพันธรวมของ u กําหนดดังน้ี ( ) ( )zyxfzzyyxxfu ,,,, −Δ+Δ+Δ+=Δ
และ dzzfdy
yfdx
xfdu
∂∂
+∂∂
+∂∂
=
เม่ือ dx , dy และdz เปนสวนที่เปลี่ยนแปลงของ x , y และ z ตามลําดับ โดยที่ xdx Δ= , ydy Δ= และ zdz Δ= ตัวอยางที่ 59 กําหนด ( ) 35,, −= xyzzyxf จงหา fΔ และ df
เม่ือ 2.0=Δx , 1.0=Δy , 3.0=Δz , 1=x , 1=y และ 1−=z ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 64 -
นิยามที่ 27 การหาคาเชิงอนุพันธรวม ถา ( )nxxxfy ,...,, 21= เปนฟงกชันสองตัวแปรอิสระที่สามารถหาอนุพันธยอยได คาเชิงอนุพันธรวมของ y กําหนดดังน้ี ( ) ( )nnn xxxfxxxxfy ...,,,...,, 2111 −Δ+Δ+=Δ
และ nn
dxxfdx
xfdx
xfdy
∂∂
++∂∂
+∂∂
= ...22
11
เม่ือ 1dx , 2dx , … , ndx เปนสวนที่เปลี่ยนแปลงของ 1x , 2x , … , nx ตามลําดับ โดยที่ 11 xdx Δ= , 22 xdx Δ= , … , nn xdx Δ= ตัวอยางที่ 60 จงหาคาเชิงอนุพันธรวมของฟงกชันที่กําหนดตอไปน้ี 1. ( ) 135, 2 −−= yxyyxf ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 2. ( ) zyxyzyxf 535,, 2 −−= ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 3. ( ) zxyyxzyxf 222 535,, −−−= ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… 4. ( ) wzxwyxywzyxf 22 539,,, −−= ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 65 -
2.2.4 อนุพันธของฟงกชันโดยปริยาย นิยามที่ 28 ฟงกชันโดยปริยาย ฟงกชันโดยปริยาย คือฟงกชันที่ไมสามารถเขียนในรูป ( )yxfz ,= ได และมักนิยมเขียนในรูป ( ) 0,, =zyxF การหาอนุพันธยอยของฟงกชันโดยปริยาย ข้ันที่ 1 จัดใหอยูในรูป ( ) 0,, =zyxF ข้ันที่ 2 หาอนุพันธยอยเทียบกับตัวแปรอิสระที่ตองการดังน้ี
ถาตองการหา xz∂∂ ใหใส
x∂∂ ทั้งสองขาง จะไดวา ( ) 0,, =
∂∂ zyxFx
ถาตองการหา yz∂∂ ใหใส
y∂∂ ทั้งสองขาง จะไดวา ( ) 0,, =
∂∂ zyxFy
ข้ันที่ 3 แกสมการเพื่อหา xz∂∂ และ
yz∂∂
ตัวอยางที่ 61 กําหนดให 8zyzxyy 33 =++− โดยกําหนดให ( )yxfz ,= จงหา xz∂∂
และ yz∂∂
……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 66 -
2.3 การประยุกตอนุพนัธยอย การประมาณคาของฟงกชันและคาคลาดเคลื่อน (Approximation and error) กําหนด ( )yxfz ,= เปนฟงกชันสองตัวแปรอิสระ และ xΔ และ yΔ มีคานอยมาก dz จะเปนคาโดยประมาณของ zΔ ถา z คือปริมาณใดๆ ที่ตองการประมาณคา dz คือคาคลาดเคลื่อน (error) ของ z
zdz คือคาคลาดเคลื่อนสัมพัทธ (relative error) ของ z
และ zdz คือคาคลาดเคลื่อนรอยละ (percentage error) ของ z
หรือ เปอรเซ็นตความคลาดเคลือ่นของ z ตัวอยางที่ 62 จงหาคาโดยประมาณของ 4 17125 โดยใชคาอนุพันธรวม ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 67 -
ตัวอยางที่ 63 จงหาคาโดยประมาณของ 3 26140 โดยใชคาอนุพันธรวม ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 68 -
ตัวอยางที่ 64 ตองการสรางกลองโลหะทรงสี่เหลี่ยมลูกบาศก ยาวดานละ 10 เซนติเมตร ถาดานทั้งสามวัดไดยาว x , y และ z เซนติเมตร ตามลําดับ แลอาจจะมีความผิดพลาดในการวัดไมเกิน 0.1 เซนติเมตร จงใชคาเชิงอนุพันธประมาณคาความผิดพลาดสูงสุดในการคํานวณคาปริมาตรของกลองน้ี ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 69 -
ตัวอยางที่ 65 วัตถุช้ินหน่ึงช่ังในอากาศหนัก A และช่ังในนํ้าหนัก w ถาความถวงจําเพาะ
ของวัตถช้ิุนน้ัน คือ wA
As−
= เม่ือ A ของวัตถุน้ันเทากับ 20 ปอนด และ w ของวัตถุน้ัน
เทากับ 10 ปอนด ถาคาคลาดเคลื่อนของการชั่งนํ้าหนักในอากาศและในน้ําผิดพลาดไปอยางละไมเกิน 5 % จงหาคาโดยประมาณของคาคลาดเคลื่อนรอยละที่มากทีสุ่ดของความถวงจําเพาะน้ี ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 70 -
สูตรการอนิทริเกรต การอินทริเกรตฟงกชันพีชคณิต 1. ∫ = Cdx0
2. ∫ += cxdx
3. ∫ ∫= dxaadx
4. 1,1
1
−≠∫ ++
=+
ncnx
dxxn
n
5. 1,1
1
−≠++
=∫+
ncnuduu
nn
6. ∫ ∫= duuaduau nn
7. ∫ ∫ ∫ ∫±±=±± dwdvdudwdvdu
สูตรการอินทริเกรตฟงกชันลอการทิึม
1. ∫ += cxdxx
ln1
2. ∫ += cudxu
ln1
สูตรการอินทริเกรตฟงกชันชี้กําลัง
1. 1,0,ln
≠>∫ += aaca
adxa
xx
2. ∫ += cedxe xx
เอกสารประกอบการสอน วิชาแคลคูลัส 2 อ.เพลิฬ สายปาระ
- 71 -
3. 1,0,ln
≠>+=∫ aaca
adxau
u
4. ∫ += cedxe uu
สูตรการอินทริเกรตฟงกชันตรีโกณมิต ิ1. cuduu +−=∫ cossin
2. cuduu +=∫ sincos
3. cuduu +−=∫ coslntan cu += secln
4. cuduu +=∫ sinlncot cuec +−= cosln 5. cuuduu ++=∫ tanseclnsec
6. cuuecduuec +−=∫ cotcoslncos
7. cuduu +=∫ tansec2
8. cuduuec +−=∫ cotcos 2
9. cuduuu +=∫ sectan.sec
10. cuecduuuec +−=∫ coscot.cos