23
1 - 1 หน่วยที 1 ลิมิตและความต่อเนื ่อง จุดประสงค์การเรียนรู เมื่อนักศึกษาเรียนจบบทเรียนนี้แล ้วจะสามารถ 1. อธิบายความหมายของลิมิตได้อย่างถูกต้อง 2. หาค่าลิมิตของฟังก์ชันที่กาหนดให้ได้อย่างถูกต้อง 3. บอกได้ว่าฟังก์ชันที่กาหนดให้ต่อเนื่องที่จุดที่กาหนดให้หรือไม4. บอกได้ว่าฟังก์ชันที่กาหนดให้ต่อเนื่องบนช่วงที่กาหนดให้หรือไมสาระสาคัญ 1. สัญลักษณ์ a x ; L x f หมายความว่า เมื่อ x มีค่าใกล้ a ทาให้ x f มี ค่าเข้าใกล้ L เขียนแทนด้วย L x f a x lim อ่านว่าลิมิตของ x f เมื่อ x เข้าใกล้ a มีค่าเท่ากับ L 2. การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข ้าใกล้จานวนใด เมื่อตัวแปร อิสระมีค่าเข้าใกล้หรือเกือบเท่าจานวนจริงที่กาหนดให้ 3. ค่าของ x f lim เมื่อ a x ไม่จาเป็นต้องมีค่าเท่ากับ a f 4. ในการคานวณหาค่าของลิมิต x f a x lim ถ้าได้ผลออกมาอยู ่ในรูปแบบที่ยังไม่ได้ กาหนด ต้องจัดฟังก์ชันเสียใหม่ให้เหมาะสมก่อนที่จะคานวณค่าลิมิต 5. ฟังก์ชัน x f ต่อเนื่องที x ก็ต่อเมื่อ x f a f a x lim 6. ฟังก์ชันมีความต่อเนื่องบนช่วงใดช่วงหนึ่ง ก็ต่อเมื่อฟังก์ชันนั้นมีความต่อเนื่องที่แต่ละ จุดบนช่วงนั้น เนื้อหาสาระ 1.1 ความหมายของลิมิต การศึกษาเรื่องลิมิตมีความสาคัญเป็นอย่างมากในทางวิชาคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะ อย่างยิ่งในวิชาแคลคูลัส (Calculus) การศึกษาลิมิตของฟังก์ชันจะเป็นพื้นฐานของแนวคิดไปสู การศึกษาเรื่องอื่น ๆ เช่น อนุพันธ์ และอินทิกรัล เป็นต้น

ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

  • Upload
    others

  • View
    10

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

1 - 1

หนวยท 1 ลมตและความตอเนอง

จดประสงคการเรยนร

เมอนกศกษาเรยนจบบทเรยนนแลวจะสามารถ 1. อธบายความหมายของลมตไดอยางถกตอง 2. หาคาลมตของฟงกชนทก าหนดใหไดอยางถกตอง 3. บอกไดวาฟงกชนทก าหนดใหตอเนองทจดทก าหนดใหหรอไม 4. บอกไดวาฟงกชนทก าหนดใหตอเนองบนชวงทก าหนดใหหรอไม

สาระส าคญ

1. สญลกษณ ax ; Lxf หมายความวา เมอ x มคาใกล a ท าให xf มคาเขาใกล L เขยนแทนดวย Lxf

ax

lim อานวาลมตของ xf เมอ x เขาใกล

a มคาเทากบ L 2. การหาลมตของฟงกชน คอ การหาวาฟงกชนนนมคาเขาใกลจ านวนใด เมอตวแปร

อสระมคาเขาใกลหรอเกอบเทาจ านวนจรงทก าหนดให 3. คาของ xflim เมอ ax ไมจ าเปนตองมคาเทากบ af 4. ในการค านวณหาคาของลมต xf

axlim ถาไดผลออกมาอยในรปแบบทยงไมได

ก าหนด ตองจดฟงกชนเสยใหมใหเหมาะสมกอนทจะค านวณคาลมต 5. ฟงกชน xf ตอเนองท x กตอเมอ xfaf

ax lim

6. ฟงกชนมความตอเนองบนชวงใดชวงหนง กตอเมอฟงกชนนนมความตอเนองทแตละจดบนชวงนน

เนอหาสาระ 1.1 ความหมายของลมต การศกษาเรองลมตมความส าคญเปนอยางมากในทางวชาคณตศาสตร โดยเฉพาะ

อยางยงในวชาแคลคลส (Calculus) การศกษาลมตของฟงกชนจะเปนพนฐานของแนวคดไปส การศกษาเรองอน ๆ เชน อนพนธ และอนทกรล เปนตน

Page 2: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

2 - 1

กอนทจะกลาวถงลมต จะเรมตนพจารณาฟงกชนตอไปน ก าหนด xf 32 x เปนฟงกชนซงม x เปนตวแปรอสระ และ xf หรอ y เปนตว

แปรตาม จะเหนวาถาให x มคาเขาใกลคาใดคาหนง เชน 1 เขยนแทนดวย 1x หมายความวา x มคาเขาใกล 1 ทางขวาและ x มคาเขาใกล 1 ทางซาย แตไมเทากบ 1 เขยนแทนดวย 1x และ 1x จะไดคา xf ดงตาราง ตาราง 1 คาของ xf เมอ x เขาใกล 1 ทางซายมอ 1x

x 0.99999 0.9999 0.999 0.99 0.9

xf 4.99998 4.9998 4.998 4.98 4.8 จากตาราง 1 จะเหนวาคาของ x เขาใกล 1 ทางนอยกวาคาของ xf จะเขาใกล 5 ทางนอยกวา เรยก 5 วาเปนลมตของ xf เมอ x เขาใกล 1 ทางซายมอเขยนเปนสญญลกษณ

5lim1

xfx

อานวา ลมตของฟงกชน x เมอ x มคาเขาใกล 1 ทางซาย มคาเทากบ 5 ตาราง 2 คาของ xf เมอ x เขาใกล 1 ทางขวามอ 1x

x 1.00001 1.0001 1.001 1.01 1.1

xf 5.00002 5.0002 5.002 5.02 5.2 จากตาราง 1 จะเหนวาคาของ x เขาใกล 1 ทางมากกวาคาของ xf จะเขาใกล 5 ทางมากกวา เรยก 5 วาเปนลมตของ xf เมอ x เขาใกล 1 ทางขวามอเขยนเปนสญญลกษณ

5lim1

xfx

อานวา ลมตของฟงกชน x เมอ x มคาเขาใกล 1 ทางขวา มคาเทากบ 5

Page 3: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

3 - 1

จากตาราง 1 และ 2 จะเหนวา เมอ x เขาใกล 1 ไมวาทางซายหรอทางขวากตาม คา ของ xf จะมคาเขาใกล 5 เรยก 5 วาเปนลมตของ xf เมอ x มคาเขาใกล 1 เขยนเปน สญญลกษณ คอ

5lim1

xfx

เขยนในรปของสญญลกษณทวไป ไดดงน

Lxfax

lim

อานวา ลมตของฟงกชน x เมอ x เขาใกล a มคาเทากบ L หมายความวา เมอ x มคาใกล a (แตไมเทากบ a ) คาของ xf จะยงเขาใกล L นนคอลมต คอคาของจ านวนคงตวจ านวนหนง ซงคาของฟงกชนมคาเขาใกลตวเลขใดตวเลขหนงแนนอน คาของฟงกชน 32 xxf สามารถน ามาเขยนกราฟเพอเปรยบเทยบคาของ x และคาของ xf เมอ x มคาเขาใกล 1 ทงทางซายมอและทางขวามอไดดงน

รปท 1.1

Page 4: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

4 - 1

จากกราฟจะเหนวาเมอ x มคาเขาใกล 1 ไมวาจะทางซายมอหรอขวามอมากเพยงใด คาของ xf กจะยงเขาใกล 5 มากเทานน

1.2 การหาคาลมตของฟงกชน การหาลมตของฟงกชน คอ การหาวาฟงกชนนนมคาเขาใกลจ านวนใด เมอ x มคาเขา

ใกลหรอเกอบเทาจ านวนเลขใดจ านวนเลขหนง จากตวอยางขางตนทกลาวมาแลว จะเหนวาการหาลมตของฟงกชนสามารถท าได 2 วธ คอ

(1) สรางตารางหาคาของ xf แลวพจารณาวา xf มคาเขาหาจ านวนใด เมอ x ม คาเขาใกล a

(2) เขยนกราฟของ xfy แลวพจารณาคาของ xf จากกราฟวา xf จะมคาเขาใกลจ านวนอะไร เมอ x เขาใกล a

ซงทง 2 วธนจะสามารถหาลมตของฟงกชนได แตในกรณทฟงกชนมความซบซอน การหาคาของลมตของฟงกชน โดยวธการดงกลาวขางตนคอนขางยงยากและเสยเวลา การศกษาเกยวกบทฤษฎตาง ๆ ของลมตจะชวยใหสามารถหาคาของลมตไดงายขน ในทนจะกลาวเฉพาะทฤษฎทจะน าไปใชเทานนดงตอไปน

1.2.1 ทฤษฎของลมต ให Lka ,, และ m เปนจ านวนจรงใด ๆ ถา f และ g เปนฟงกชนทมโดเมนและเรนส เปนสบเซตของจ านวนจรง

ทฤษฎ 1 ถา Lxfax

lim และ mxfax

lim แลวจะได mL

นนคอ ถาลมตของ xf เมอ x เขาใกล a หาคาได จะไดวาคาของลมต xf มเพยงคาเดยวเทานน

ทฤษฎ 2 kkax

lim

Page 5: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

5 - 1

เชน 55lim3

x

ทฤษฎ 3

ax

ax

lim

เชน

2lim

2

x

x

ทฤษฎ 4

k

axlim kxf xf

axlim

เชน = x

x7lim

2 = x

x 2lim7

= 27 = 14

ทฤษฎ 5

xgxfxgxf

axaxax limlimlim

เชน 5lim

1

x

x = 5

1lim

1lim

xX

x

= 51 = 6 )7(

3lim xx

= xxx 33lim7lim

= 37 = 4

Page 6: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

6 - 1

ทฤษฎ 6

xgxfxgxfaxaxax

limlimlim

เชน 5lim

2

xx

x = 5limlim

22

xx

xx

= 5limlim222

xx

x

= 522 = 14

ทฤษฎ 7

xg

xf

xg

xf

ax

ax

ax

lim

limlim เมอ 0lim

xg

ax

เชน x

x

x 3

4lim

1

=

x

x

x

x

3lim

4lim

1

1

= 3

41

= 1 ทฤษฎ 8

ถา Lxfax

lim และ n เปนจ านวนนบ ; 0L

จะไดวา ax

lim n xf = nax

xf

lim = n L

เชน 3 2

443lim

xx

x = 3

2

443lim

xx

x

= 3 2 4434 = 3 41216 = 3 8 = 2 หมายเหต ทฤษฎของลมตสามารถพสจนได ในทนจะไมแสดงวธพสจน แตจะแสดงวธการ

น าทฤษฎไปใชในการหาคาของลมตเทานน

Page 7: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

7 - 1

ตวอยางท 1.1 จงหา )9523(2

lim

xxx

วธท า )952

3(2

lim

xxx

= 9lim5lim3lim22

2

2

xxxxx

= 9limlim5lim322

2

2

xxxxx

= 925232

= 91012 = 11 ตอบ ในการหา

axlim xf ถา xf เปนฟงกชนพหนามจะสามารถหาคาของลมตไดงายขน

โดยการแทนคา x ใน xf ดวย a ดงตวอยางตอไปน

ตวอยางท 1.2 จงหา )722(3

lim

xxx

วธท า )722(3

lim

xxx

= 73232

= 769 = 8 ตอบ ในกรณทฟงกชนอยในรปของเศษสวน ถาลมตของสวนเทากบศนย จะไมสามารถใชทฤษฎท 7 ได ตองจดฟงกชนใหม โดยอาจใชวธใดวธหนงดงตอไปน

1. แยกตวประกอบของตวเศษและตวสวนแลวตดทอนกน 2. ถาไมสามารถแยกตวประกอบ ใหน าจ านวนทเหมาะสมคณทงตวเศษและตวสวน

แลวสามารถแยกตวประกอบไดและตดทอนกนได

เมอตดทอนกนแลว จะเหนวา lim ของตวสวนไมเปน 0 แลวสามารถใชทฤษฎ 7 ได ดงตวอยางตอไปน

Page 8: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

8 - 1

ตวอยางท 1.3 จงหา 1

32lim

2

1

x

xx

x

วธท า 1

32lim

2

1

x

xx

x =

131

lim1

x

xx

x

= 3lim1

xx

= 31

= 4 ตอบ

ตวอยางท 1.4 จงหา 4

103lim

2

2

2

x

xx

x

วธท า 4

103lim

2

2

2

x

xx

x =

22

52lim

2

xx

xx

x

= 2

5lim

2

x

x

x

= 22

52

= 4

7

= 4

7 ตอบ

ตวอยางท 1.5 จงหา 3

limx

3

36

x

x

วธท า เมอ 3x จะได 3

36lim

x

x = 0

0 และไมสามารถแยกตวประกอบของ

3

36

x

x ได ดงนนจงตองหาจ านวนทเหมาะสมมาคณทงเศษและ

สวน เพอหาลมตของฟงกชนดงน

3

36lim

x

x

xx =

36

36

3

36lim

3 x

x

x

x

x

= 363

36lim

22

3

xx

x

x

Page 9: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

9 - 1

= 363

96lim

3

xx

x

x

=

363

3lim

3

xx

x

x

= 36

1lim

3 xx

= 363

1

=

33

1

= 6

1 ตอบ

ตวอยางท 1.6 จงหา

3

47lim

2

3

x

x

x

วธท า เมอ 3x จะได

3

47lim

2

3

x

x

x =

0

0 ซงอยในรปแบบทยงไม

ก าหนดและโจทยขอนไมสามารถแยกตวประกอบได จงตองหาจ านวนทเหมาะสม มาคณทงเศษและสวน ท าใหสามารถหาลมตไดดงน

3

47lim

2

3

x

x

x =

3

47lim

2

3

x

x

x

=

473

47lim

2

22

2

3

xx

x

x

= 473

167lim

2

2

3

xx

x

x

= 473

9lim

2

2

3

xx

x

x

=

473

33lim

23

xx

xx

x

=

47

3lim

23

x

x

x

= 473

33

2

= 416

6

Page 10: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

10 - 1

= 8

6

= 4

3 ตอบ

ขอสงเกต จากตวอยางท 1.5 และ 1.6 จะเหนวาจ านวนทจะน าไปคณทงเศษและสวน จะ

เปนจ านวนทมเครองหมายตรงขามกบตวเศษหรอตวสวน นนคอ ท าตวสวนไมให มคาเทากบศนย (0) นนเอง

1.2.2 ลมตเกยวกบอนนต

พจารณาฟงกชน x

xf1

x 1 2 5 10 100 1,000 10,000 100,000

910

xf

1 0.5 0.2 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001

910

1

จากตารางจะเหนวาถา x มคาเพมขนเรอย ๆ อยางไมมขอบเขต คาของ xf กจะมคาลดลงและเขาใกล 0 มากยงขน นนคอ

01

lim xax

หมายเหต เครองหมาย และ (อานวาอนฟนต (infinity) และลบอนฟนต) เปน

สญลกษณทใชแทนค าวา “มากอยางไมมขอบเขต และนอยมากอยางไมม ขอบเขต” ตามล าดบ

ดงนน ลมตของฟงกชน x

xf1

เมอ x มคาเพมขนอยางไมมขอบเขต เขยนแทนดวย

x อานวา เอกซมคาเขาใกลอนนต หรอเมอ x มคาลดลงอยางไมมขอบเขต เขยนแทนดวย x อานวา เอกซมคาเขาใกลลบอนนต

Page 11: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

11 - 1

ทฤษฎ 9 ถา xf = px

c เมอ 0, xc และ 0p จะได

x

lim Px

c = 0

เชน x

lim 3

7

x = 0

ทฤษฎ 10 xclim = c เมอ c เปนคาคงตว

และ xx lim =

เชน 9lim

x = 9

y

ylim =

หมายเหต ทฤษฎบท 9 และ 10 กลาวเฉพาะท x เทานนกรณท x ทฤษฎบททงสองนยงคงเปนจรงอย นอกจากนทฤษฎของลมตทกลาวไวขางตนสามารถใชไดส าหรบลมตเกยวกบอนนต

เชนเดยวกน การหาลมตของฟงกชนตรรกยะทอยในรป xQ

xP โดยท xP และ xQ เปนฟงกชน

พหนาม เมอ x หรอ ท าไดโดยหารทงเศษและสวนดวย nx เมอ n เปนเลขชก าลงสงสดของตวเศษและตวสวน แลวใชทฤษฎเกยวกบลมตดงตวอยางตอไปน

ตวอยางท 1.7 จงหา xx

xx

x

2

2 543lim

วธท า เมอ x จะไดวา xx

xx

x

2

2 543lim =

ซงอยในรปแบบยงไมก าหนด

ดงนนในขอนจงจดรปใหม โดยเอา 2x หารตลอดจะได

xx

xx

x

2

2 543lim =

22

2

222

2

2

543

lim

x

x

x

x

xx

x

x

x

x

Page 12: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

12 - 1

=

x

xxx 1

1

543

lim2

= 01

003

= 3 ตอบ

ตวอยางท 1.8 จงหา 2

57lim

2

x

xx

x

วธท า ในขอนจะเหนวา 2

572

x

xx เปนเศษเกน ท าเปนเศษคละไดคอ

2

155

xx

2

57lim

2

x

xx

x =

2

155lim

xx

x

= 2

15lim5lim

xx

xx

= 0 = ตอบ

จากตวอยางท 1.8 ถาไมท าใหเปนเศษสวนจ านวนคละ อาจท าไดอกวธ โดยเอา x หารตลอด นนคอ ท าสวนไมใหเทากบ 0 ไดดงน

2

57lim

2

x

xx

x =

xx

xxx

x

x

x

x 2

57

lim

2

=

x

xx

x 21

57

lim

= 01

07

= ตอบ

ตวอยางท 1.9 จงหา xx

xx

x 52

93lim

3

2

Page 13: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

13 - 1

วธท า เมอ x จะได xx

xx

x 52

93lim

3

2

เทากบ

ดงนนในขอนควรหารดวย 3x

ตลอด ดงน

xx

xx

x 52

93lim

3

2

=

33

3

333

2

52

93

lim

x

x

x

x

xx

x

x

x

x

= 2

32

52

931

lim

x

xxxx

= 02

000

= 2

0

= 0 ตอบ

Page 14: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

14 - 1

แบบฝกหดท 1.1

จงหาคาของลมตของฟงกชนตอไปน

1. 5lim2

xx

11. 3

3lim

1

x

x

x

2. 53lim 2

0

xx

x 12.

1

23lim

1

x

x

x

3. 32lim0

xxx

13. x

x

x

13lim

2

4. 932lim 2

2

xx

x 14.

36

953lim

3

2

xx

xx

x

5. 3

3lim

2

3

x

xx

x 15.

13

5lim

2 xxx

6. 2

1lim

2

1

x

xx

x 16.

192

752lim

3

23

xx

xxx

x

7. 2

6lim

2

2

x

xx

x 17. 758lim

6

yy

y

8. 4

16lim

2

4

x

x

x 18.

57

32lim

x

x

x

9. x

x

x

42lim

2

0

19.

xx

x

x

2

5 32lim

10. 3

262lim

x

x 20.

1lim

3

4

x

x

x

Page 15: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

15 - 1

เฉลยแบบฝกหดท 1.1

ขอ 1. 3 ขอ 11. 2 ขอ 2. 5 ขอ 12.

4

1

ขอ 3. 6 ขอ 13. ขอ 4. 5 ขอ 14. 0 ขอ 5. 3 ขอ 15. 0 ขอ 6.

3

4 ขอ 16. 2

1

ขอ 7. 5 ขอ 17. 8 ขอ 8. 8 ขอ 18.

7

2

ขอ 9. 4 ขอ 19. ขอ 10. 4 ขอ 20.

Page 16: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

16 - 1

1.3 ความตอเนองของฟงกชน ความตอเนอง (Continuous) เปนคณสมบตทส าคญอยางหนงของฟงกชน ในคณตศาสตรชนสง จะม

ทฤษฎตาง ๆ เปนจ านวนมากทเกยวของกบความตอเนองของฟงกชน การพจารณาความตอเนองของฟงกชนโดยทวไป เราอาจตรวจสอบโดยพจารณาจากกราฟของฟงกชน ถากราฟของฟงกชนขาดตอนอยางนอย 1 จด แสดงวาฟงกชนไมตอเนองบนจดนน

รปท 1.2 จากรปท 1.2 ก จะไดวาฟงกชนตอเนองบนชวง ba, และ ข ฟงกชนตอเนองบนจ านวนจรงใด ๆ และจากรป ค, ง จะไดวาฟงกชนไมตอเนองบนจ านวนจรง และหากจะพจารณาจากการแทนคาของฟงกชน เชน xxf 2 จะสามารถหาคา xf ไดจากทก ๆ คาของ x เรยกวาฟงกชน xf มความตอเนอง

และ xf x

1 จะเหนวาถาแทนคา 0x จะไมสามารถหา xf ได นนคอฟงกชนไมตอเนอง

ท 0x นนคอ ถาฟงกชนมคาทจดใด ฟงกชนจะตอเนองทจดนน และถาฟงกชนไมมคาทจดใด ฟงกชนนนยอมไมตอเนองทจดนน ความตอเนองของฟงกชนแบงออกเปน 2 ลกษณะคอ ความตอเนองบนจดและความตอเนองบนชวง 1.3.1 ความตอเนองทจด นอกจากจะอาศยกราฟในการพจารณาวาฟงกชนมความตอเนองหรอไมแลว เราอาจใชความรเกยวกบลมตใหนยามความตอเนองของฟงกชน ณ จดใดจดหนงดงตอไปน

ก ข

ค ง

Page 17: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

17 - 1

นยาม ฟงกชน xf ตอเนองท ax หมายความวา

xfax

lim = af

จากนยามจะไดวาฟงกชน xf จะตอเนองท ax จะตองสอดคลองกบ เงอนไขตอไปน (1) af หาคาได (2) xf

axlim หาคาได

(3) xfax

lim = af

ถาฟงกชน xf ไมสอดคลองกบคณสมบตขอใดขอหนงขางตน เรากลาว ไดวาฟงกชน xf ไมตอเนองท ax

ตวอยางท 1.10 จงพจารณาวาฟงกชน xf 123 2 xx ตอเนองท 2x หรอไม วธท า xf = 123 2 xx

2f = 122232

= 9

xfx 2lim

= 123lim 2

2

xx

x

= 122232

= 9 จะไดวา 2f = xf

x 2lim

ฟงกชน 123 2 xx ตอเนองท 2x

ตวอยางท 1.11 จงพจารณาวาฟงกชน 3

92

x

xxf ตอเนองท 1x และ 3x หรอไม

วธท า xf = 3

92

x

x

1f = 31

91

= 4

และ 3

9lim

2

1

x

x

x =

31

91

Page 18: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

18 - 1

= 4 ดงนน 1f = xf

x 1lim

จะไดวาฟงกชน 3

92

x

xxf ตอเนองท 1x ตอบ

พจารณาท 3x จะไดวา 3f หาคาไมได ดงนน ฟงกชน xf ไมตอเนองท 3x ตอบ หมายเหต จากตวอยาง 1.11 จะเหนลมตของฟงกชน xf สามารถหาคาได

3

9lim

2

3

x

x

x =

3

33lim

3

x

xx

x

แตไมสามารถหาคา 3f ได ดงนนฟงกชนจงไมตอเนองท 3x

ตวอยางท 1.12 ก าหนด xf =

5

12x เมอ

2

21

x

x

จงพจารณาวาฟงกชนตอเนองท 2x หรอไม วธท า 2f = 5 xf

x 2lim

= xfx 2lim = 5

xfx 2lim

= xfx 2lim = 5

xfx 2lim

= 2f

ดงนน ฟงกชนตอเนองท 2x ตอบ

ตวอยางท 1.13 ก าหนด xf = 2

1

x เมอ 2x

1 เมอ 2x จงพจารณาคาฟงกชนตอเนองท 2x หรอไม วธท า xf = 1 2f = 1

แต xfx 2lim =

2

1lim

2 xx หาคาไมได

ดงนน ฟงกชนไมตอเนองท 2x ตอบ

1.3.2 ความตอเนองบนชวง

Page 19: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

19 - 1

ถาชวงเปด ba, และชวงปด ba, เปนซบเซตของโดเมนของฟงกชน xf ความตอเนองบนชวง สามารถพจารณาไดจากนยามตอไปน

นยาม ฟงกชน xf ตอเนองบน ba, หมายความวา xf ตอเนองททก bax , นยาม ฟงกชน xf ตอเนองบน ba, หมายความวา

1. xf ตอเนองบน ba, 2. xf ตอเนองทางขวาท ax นนคอ afxf

ax

lim

3. xf ตอเนองทางซายท bx นนคอ afxfax

lim

นยาม ฟงกชน xf ตอเนองบน ba, หรอ ba, หมายความวา 1. xf ตอเนองบน ba, 2. xf ตอเนองทางซายท bx (หรอทางขวาท ax )

ตวอยางท 1.14 ก าหนด 24 xxf จงพจารณาวา f เปนฟงกชนตอเนองบน 2,2 หรอไม วธท า ให a เปนจดใด ๆ ใน 2,2

af = 24 a ซงหาคาได

xfax

lim = 24lim xax

= 24 a xf

axlim = af

จะไดวา xf ตอเนองท ax เมอ a เปนจดใด ๆ ใน 2,2 ดงนน xf ตอเนองบน 2,2 เนองจาก 2f = 0 2f = 0

xfx 2lim

= 2

24lim x

x

= 0

xfx 2lim = 2

24lim x

x

= 0

2f = 2f = xfx 2lim = xf

x 2lim

ดงนน xf ตอเนองบน 2,2

ตวอยางท 1.15 ก าหนดให xf =

x

x 12

40;

03;

x

x

Page 20: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

20 - 1

จงพจารณาความตอเนองของ xf บนชวงปด 4,3 วธท า เนองจากเราก าหนดคาของฟงกชนตางกน คอ 0x และ 0x ดงนนจงตองพจารณา

วา xflim หาคาไดหรอไม xf

x 0lim = 1lim 2

0

x

x = 1

xfx 0lim = x

x 0lim = 0

จะได xfx 0lim xf

x 0lim

ดงนน xfx 0lim

หาคาไมได

xf ไมตอเนองท 0x แต 4,30 xf ไมตอเนองบนชวง 4,3 ตอบ

Page 21: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

21 - 1

ตวอยางท 1.16 ก าหนดให xf = 13 x จงพจารณาวาฟงกชนตอเนองบนชวงเปด 4,1 หรอไม วธท า ให c เปนจดใด ๆ ทอยในชวงเปด 4,1 xf = 13 x cf = 13 c และ xf

cxlim = 13lim

x

cx

= 13 c เนองจาก xf

cxlim = cf

ดงนนฟงกชน 13 xxf ตอเนองบนชวงเปด 4,1 ตอบ

Page 22: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

22 - 1

แบบฝกหดท 1.2

1. จงพจารณาวาฟงกชนตอไปนตอเนองบนชวงทก าหนดใหหรอไม

(1) 52 xxf ท 1x (2) xxf 5 ท 0x

(3) 3

92

x

xxf ท 3x

(4)

4

4xxf เมอ

0

0

x

x ท 0x

(5)

5

3

x

xxf เมอ

0

0

x

x ท 0x

2. จงพจารณาวาฟงกชนตอไปนตอเนองบนชวงทก าหนดใหหรอไม

(1) xf = 7x บนชวง 5,1 (2) xf = 132 xx บนชวง 3,1 (3) xf = 62 x บนชวง 5,2

(4) xf =

1

3x เมอ

4

4

x

x บนชวง 5,2

(5) xf = 3

62

x

xx เมอ 3x บนชวง 4,2

4 เมอ 3x

Page 23: ลิมิตและความต่อเนื่อง · การหาลิมิตของฟังก์ชัน คือ การหาว่าฟังก์ชันนั้นมีค่าเข้าใกล้จ

23 - 1

เฉลยแบบฝกหดท 1.2 ขอ 1 (1) ตอเนองท 1x (2) ตอเนองท 0x (3) ไมตอเนองท 3x (4) ตอเนองท 0x (5) ไมตอเนองท 0x ขอ 2 (1) ตอเนองบนชวง 5,1 (2) ตอเนองบนชวง 3,1 (3) ตอเนองบนชวง 5,2 (4) ไมตอเนองบนชวง 5,2 (5) ตอเนองบนชวง 4,2