บทที่ 1 เมทริก ซ

บทที่ 1 เมทริก ซ บทที่ 1 เมทริก ซ

mathstat.sci.tu.ac.th
from mathstat.sci.tu.ac.th More from this publisher
05.01.2015 Views

เอกสารประกอบการสอนวิชา SC142 จัดทำโดย ดร.อัจฉรา ปาจีนบูรวรรณ์ 68 อัตราการเปลี่ยนแปลง ความเร็วจัดเป็นอัตราการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งของวัตถุเทียบกับเวลา สำหรับการประยุกต์เรื่อง อื่นๆ อัตราการเปลี่ยนแปลงที่พบได้เช่น • นักจุลชีววิทยาต้องการทราบอัตราการเปลี่ยนแปลงจำนวนของแบคทีเรียในการเพาะเชื้อเทียบกับ เวลา • วิศวกรต้องการทราบอัตราการเปลี่ยนแปลงความยาวของแท่งโลหะเมื่ออุณหภูมิมีการเปลี่ยนแปลง • นักเศรษฐศาสตร์ต้องการทราบอัตราการเปลี่ยนแปลงต้นทุนในการผลิตเทียบกับคุณภาพของสินค้า • นักวิจัยทางการแพทย์ต้องการทราบอัตราการขยายตัวของหลอดเลือดใหญ่เทียบกับความเข้มข้น ของแอลกอฮอล์ในกระแสเลือด วัตถุประสงค์ต่อไปคือ การให้ความหมายของอัตราการเปลี่ยนแปลงของ y เทียบกับ x เมื่อ y เป็นฟังก์ชันของ x ในกรณีที่ y เป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของ x นั่นคือ y = mx + b ความชัน m หมายถึงอัตรา การเปลี่ยนแปลงของ y เทียบกับ x กับ สำหรับกรณีที่ y = f(x) อัตราการเปลี่ยนแปลงเฉลี่ยของ y เทียบกับ x บนช่วง [x 0 ,x 1 ] เท่า อัตราการเปลี่ยนแปลงเฉลี่ย = f(x 1)−f(x 0 ) x 1 −x 0 (5.5) และอัตราการเปลี่ยนแปลงขณะใดขณะหนึ่งของ y เทียบกับ x ที่ x 0 เท่ากับ อัตราการเปลี่ยนแปลงขณะใดขณะหนึ่ง = lim x 1 →x 0 f(x 1 )−f(x 0 ) x 1 −x 0 (5.6) ถ้าให้ h = x 1 −x 0 แล้ว (5.5) และ (5.6) จะเขียนแทนด้วย อัตราการเปลี่ยนแปลงเฉลี่ย = f(x 0 +h)−f(x 0 ) h (5.7) อัตราการเปลี่ยนแปลงขณะใดขณะหนึ่ง = lim h→0 f(x 0 +h)−f(x 0 ) x 0 (5.8) ตัวอย่าง 5.5 ต้นทุนการผลิต (หน่วยเป็นดอลลาร์) ของสินค้าชนิดหนึ่งเป็นไปตามสมการC(x) = 5000+10x+0.05x 2 เมื่อ x แทนปริมาณสินค้า (หน่วยเป็นชิ้น) (a) จงหาอัตราการเปลี่ยนแปลงเฉลี่ยของ C เทียบกับ x เมื่อปริมาณการผลิตมีการเปลี่ยนแปลง จาก x = 100 ถึง x = 105 (b) จงหาอัตราการเปลี่ยนแปลงขณะใดขณะหนึ่งของ C เทียบกับ x เมื่อ x = 100

เอกสารประกอบการสอนวิชา SC142 จัดทำโดย ดร.อัจฉรา ปาจีนบูรวรรณ์ 69 วิธีทำ (a) จาก (5.5) จะได้ว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงเฉลี่ยของ C เทียบกับ x เท่ากับ C(105)−C(100) 105−100 = 6601.25−6500 5 = 101.25 5 = 20.25 นั่นคือต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 20.25 ดอลลาร์ต่อการเพิ่มขึ้นของสินค้าหนึ่งชิ้น (b) จาก (5.6) จะได้ว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงขณะใดขณะหนึ่งของ C เทียบกับ x เมื่อ x = 100 คือ C(x 1 )−C(x 0 ) lim x 1 →x 0 x 1 −x 0 C(x 1 )−C(100) = lim x 1 →100 x 1 −100 = lim x 1 →100 = lim x 1 →100 = lim x 1 →100 (5000+10x 1 +0.05x 2 1)−6500 x 1 −100 0.05x 2 1 +10x 1 −1500 x 1 −100 0.05(x 1 −100)(x 1 +300) x 1 −100 = lim x 1 →100 (0.05)(x 1 +300) = 20 นั่นคือต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นด้วยอัตรา 20 ดอลลาร์ต่อชิ้น ✠ 1. กำหนดให้เส้นโค้งมีสมการ y = f(x) แบบฝึกหัด 5.1 (a) จงเขียนนิพจน์ของความชันของเส้นตัดที่ผ่านจุด P ( 3,f(3) ) และ Q ( x,f(x) ) (b) จงเขียนนิพจน์ของความชันของเส้นสัมผัสที่จุด P 2. กำหนดให้วัตถุเคลื่อนที่โดยมีฟังก์ชันตำแหน่งคือ s = f(t) (a) จงเขียนนิพจน์ของความเร็วเฉลี่ยของวัตถุในช่วงเวลาจาก t = t 0 ถึง t = t 0 +h (b) จงเขียนนิพจน์ของความเร็วขณะใดขณะหนึ่งที่เวลา t = t 0 3. จงหาสมการของเส้นสัมผัสโค้งที่จุดที่กำหนดให้ (a) y = x 2 −2, (1,−1) (b) y = x 2 −3x, (−2,10) (c) y = 1−2x−3x 2 , (−2,−7) (c) y = 1 x 2, (−2, 1 4 ) (e) y = 2 x+1 , (1,1) (f) y = √ x+3, (−2,1) 4. (a) กำหนดเส้นโค้ง y = 2 x+3 จงหาความชันของเส้นสัมผัสโค้ง y ที่จุด x = x 0 (b) จงหาความชันเส้นสัมผัสโค้ง y ที่จุด (i) x = −1, (ii) x = 0 และ (iii) x = 1 5. (a) กำหนดเส้นโค้ง y = x 3 −4x+1 จงหาความชันของเส้นสัมผัส y ที่จุด x = x 0 (b) จงหาสมการของเส้นสัมผัสเส้นโค้ง y ที่จุด (1,−2) และ (2,1)

เอกสารประกอบการสอนวิชา SC142 จัดทำโดย ดร.อัจฉรา ปาจีนบูรวรรณ์ 69<br />

วิธีทำ (a) จาก (5.5) จะได้ว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงเฉลี่ยของ C เทียบกับ x เท่ากับ<br />

C(105)−C(100)<br />

105−100<br />

= 6601.25−6500<br />

5<br />

= 101.25<br />

5<br />

= 20.25<br />

นั่นคือต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 20.25 ดอลลาร์ต่อการเพิ่มขึ้นของสินค้าหนึ่งชิ้น<br />

(b) จาก (5.6) จะได้ว่าอัตราการเปลี่ยนแปลงขณะใดขณะหนึ่งของ C เทียบกับ x เมื่อ<br />

x = 100 คือ<br />

C(x 1 )−C(x 0 )<br />

lim<br />

x 1 →x 0 x 1 −x 0<br />

C(x 1 )−C(100)<br />

= lim<br />

x 1 →100 x 1 −100<br />

= lim<br />

x 1 →100<br />

= lim<br />

x 1 →100<br />

= lim<br />

x 1 →100<br />

(5000+10x 1 +0.05x 2 1)−6500<br />

x 1 −100<br />

0.05x 2 1 +10x 1 −1500<br />

x 1 −100<br />

0.05(x 1 −100)(x 1 +300)<br />

x 1 −100<br />

= lim<br />

x 1 →100 (0.05)(x 1 +300) = 20<br />

นั่นคือต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้นด้วยอัตรา 20 ดอลลาร์ต่อชิ้น ✠<br />

1. กำหนดให้เส้นโค้งมีสมการ y = f(x)<br />

แบบฝึกหัด 5.1<br />

(a) จงเขียนนิพจน์ของความชันของเส้นตัดที่ผ่านจุด P ( 3,f(3) ) และ Q ( x,f(x) )<br />

(b) จงเขียนนิพจน์ของความชันของเส้นสัมผัสที่จุด P<br />

2. กำหนดให้วัตถุเคลื่อนที่โดยมีฟังก์ชันตำแหน่งคือ s = f(t)<br />

(a) จงเขียนนิพจน์ของความเร็วเฉลี่ยของวัตถุในช่วงเวลาจาก t = t 0 ถึง t = t 0 +h<br />

(b) จงเขียนนิพจน์ของความเร็วขณะใดขณะหนึ่งที่เวลา t = t 0<br />

3. จงหาสมการของเส้นสัมผัสโค้งที่จุดที่กำหนดให้<br />

(a) y = x 2 −2, (1,−1)<br />

(b) y = x 2 −3x, (−2,10)<br />

(c) y = 1−2x−3x 2 , (−2,−7) (c) y = 1 x 2, (−2, 1 4 )<br />

(e) y = 2<br />

x+1 , (1,1) (f) y = √ x+3, (−2,1)<br />

4. (a) กำหนดเส้นโค้ง y = 2<br />

x+3 จงหาความชันของเส้นสัมผัสโค้ง y ที่จุด x = x 0<br />

(b) จงหาความชันเส้นสัมผัสโค้ง y ที่จุด (i) x = −1, (ii) x = 0 และ (iii) x = 1<br />

5. (a) กำหนดเส้นโค้ง y = x 3 −4x+1 จงหาความชันของเส้นสัมผัส y ที่จุด x = x 0<br />

(b) จงหาสมการของเส้นสัมผัสเส้นโค้ง y ที่จุด (1,−2) และ (2,1)

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!