- หน้าแรก
- คลังความรู้
- ลิมิตและความต่อเนื่อง
// บทที่ 3 · คณิตศาสตร์วิศวกรรม · Limits & Continuity
ลิมิตและความต่อเนื่อง (Limits & Continuity)
ลิมิตคือเครื่องมือที่ให้เราพูดถึง “ค่าที่เข้าใกล้” ได้อย่างแม่นยำ แม้ฟังก์ชันจะไม่นิยามที่จุดนั้น อนุพันธ์ อินทิกรัล อนุกรม และทฤษฎีบทค่าเริ่มต้น-ค่าสุดท้ายของลาปลาซ ล้วนนิยามด้วยลิมิต หน้านี้เริ่มจากสัญชาตญาณ ไปสู่นิยาม ε–δ ที่ลากดูได้ เทคนิคหาลิมิตทุกแบบที่ออกสอบ และจบที่กฎของโลปิตาล
สรุปใน 30 วินาที
- limx→af(x)=L: ทำให้ f(x) ใกล้ L เท่าไรก็ได้ ด้วยการเอา x ไปใกล้ a มากพอ
- ลิมิตมี ⇔ ลิมิตซ้าย = ลิมิตขวา · แทนค่าได้เลยถ้าฟังก์ชันต่อเนื่อง
- 0/0: แยกตัวประกอบ · คอนจูเกต · sinx/x→1 · โลปิตาล
- ต่อเนื่อง ⇔ f(a) มีค่า + ลิมิตมี + สองค่าเท่ากัน
ระดับพื้นฐาน ม.ปลาย · ปี 1กลาง ป.ตรี วิศวกรรมขั้นสูง พิสูจน์
ลิมิตคืออะไร: ดูจากตารางและกราฟ พื้นฐาน
ลองถามว่า f(x)=x−2x2−4 มีค่าเท่าไรที่ x=2 แทนตรง ๆ ได้ 0/0 ซึ่งไม่มีความหมาย แต่ถ้าแทน x=1.9, 1.99, 1.999 จะได้ 3.9, 3.99, 3.999 และจากอีกด้าน 2.1, 2.01 ได้ 4.1, 4.01 ค่าเข้าใกล้ 4 อย่างชัดเจน กราฟเป็นเส้นตรง y=x+2 ที่มี “รูโหว่” ที่ (2,4)
ซ้าย: f(x)=(x2−4)/(x−2) มีรูที่ x = 2 แต่ลิมิตเท่ากับ 4 · กลาง: ลิมิตซ้าย ≠ ลิมิตขวา (กระโดด) · ขวา: ลิมิตเป็นอนันต์ (เส้นกำกับแนวตั้ง)
L1 Limit (informal) ลิมิต
x→alimf(x)=L
อ่านว่า “ลิมิตของ f(x) เมื่อ x เข้าใกล้ a เท่ากับ L” · ไม่สนค่า f(a) สนเฉพาะค่ารอบ ๆ a
นิยาม ε–δ (แบบลากดูได้) กลาง
คำว่า “ใกล้” ต้องวัดเป็นตัวเลขได้ นิยามของโคชีบอกว่า: ใครก็ตามท้าเรามาด้วยความคลาดเคลื่อน ε ของเอาต์พุต เราต้องหาความคลาดเคลื่อน δ ของอินพุตที่รับประกันได้เสมอ
L2 ε–δ definition นิยามเชิงรูปนัย
x→alimf(x)=L⟺∀ε>0 ∃δ>0: 0<∣x−a∣<δ⇒∣f(x)−L∣<ε
ในแล็บ แถบสีน้ำเงินคือ L±ε แถบสีเขียวคือ δ ที่ใหญ่ที่สุดที่ยังทำให้กราฟอยู่ในแถบน้ำเงินทั้งหมด ลองลด ε แล้วดู δ เล็กลงตาม ซูมเข้าเพื่อดูว่ารูโหว่ไม่เคยหายไป และลองตัวอย่าง “ซ้าย ≠ ขวา” กับ “แกว่ง” เพื่อดูกรณีที่หา δ ไม่ได้
ตัวอย่าง L-1 · พิสูจน์ด้วย ε–δพิสูจน์ว่า limx→3(2x−1)=5
ร่าง: ต้องการ ∣(2x−1)−5∣=2∣x−3∣<ε ซึ่งเป็นจริงเมื่อ ∣x−3∣<ε/2
พิสูจน์: ให้ ε>0 ใด ๆ เลือก δ=ε/2 ถ้า 0<∣x−3∣<δ แล้ว ∣f(x)−5∣=2∣x−3∣<2δ=ε ∎
δ=ε/2: ฟังก์ชันชันเท่ากับ 2 จึงต้องคุมอินพุตแคบกว่าเอาต์พุตครึ่งหนึ่ง ความชันคือสิ่งที่อนุพันธ์จะวัด
ลิมิตทางเดียว: ซ้ายและขวา พื้นฐาน
L3 One-sided limits ลิมิตซ้าย ขวา
x→a−limf(x),x→a+limf(x)
L4 Existence ลิมิตสองด้านมีค่า
x→alimf(x)=L⟺x→a−limf=x→a+limf=L
ตัวอย่าง L-2(ก) limx→0x∣x∣ (ข) f(x)=x+1 เมื่อ x<3 และ 7−x เมื่อ x≥3 หา limx→3f(x)
(ก) x<0: ∣x∣/x=−1 · x>0: =1 ลิมิตซ้าย −1 ≠ ลิมิตขวา 1
(ข) ซ้าย: 3+1=4 · ขวา: 7−3=4 เท่ากัน
(ก) ไม่มีลิมิต (กระโดด) · (ข) lim=4 และ f(3)=4 จึงต่อเนื่องที่ x = 3 ด้วย
สมบัติของลิมิต พื้นฐาน
L5 Limit laws ถ้า limf=A, limg=B
lim(f±g)=A±B,lim(fg)=AB,limgf=BA (B=0),limfn=An,limnf=nA
L6 Direct substitution แทนค่าได้ทันที
x→alimf(x)=f(a)ถ้า f ต่อเนื่องที่ a
พหุนาม ตรรกยะ (ส่วนไม่เป็นศูนย์) ราก ตรีโกณ เอกซ์โพเนนเชียล ลอการิทึม ต่อเนื่องบนโดเมนทั้งหมด
L7 Squeeze theorem ทฤษฎีบทแซนด์วิช
g≤f≤h, limg=limh=L⇒limf=L
ตัวอย่าง L-3 · แซนด์วิชlimx→0x2sinx1
sin(1/x) แกว่งไม่มีลิมิต ใช้กฎผลคูณไม่ได้ แต่ −1≤sin(1/x)≤1
−x2≤x2sinx1≤x2
ทั้ง −x2 และ x2 เข้าหา 0 L7
lim=0
รูปแบบ 0/0: แยกตัวประกอบ คอนจูเกต และจัดรูป พื้นฐาน
ถ้าแทนค่าแล้วได้ 0/0 แปลว่าเศษกับส่วนมีตัวประกอบ (x−a) ร่วมกันซ่อนอยู่ งานของเราคือดึงมันออกมาตัดทิ้ง
ตัวอย่าง L-4 · แยกตัวประกอบlimx→2x−2x2−4 และ limx→1x2−1x3−1
- x−2(x−2)(x+2)=x+2→4
- (x−1)(x+1)(x−1)(x2+x+1)=x+1x2+x+1→23
4 และ 23 · ตัดได้เพราะขณะ “เข้าใกล้” x=a
ตัวอย่าง L-5 · คูณคอนจูเกตlimx→0xx+4−2
- xx+4−2⋅x+4+2x+4+2=x(x+4+2)(x+4)−4=x+4+21
- →2+21=41
41 ซึ่งคือความชันของ x ที่ x=4 (ผลหารผลต่างของอนุพันธ์)
ลิมิตตรีโกณมิติและค่า e กลาง
L8 Fundamental trig limit ลิมิตพื้นฐาน
x→0limxsinx=1,x→0limx1−cosx=0,x→0limx21−cosx=21
พิสูจน์ด้วยแซนด์วิช: cosx≤xsinx≤1 จากพื้นที่สามเหลี่ยมกับเซกเตอร์ในวงกลมหนึ่งหน่วย · x ต้องเป็นเรเดียน · ฟังก์ชัน sinc ในสัญญาณมาจากลิมิตนี้
L9 The number e ค่า e
e=n→∞lim(1+n1)n=x→0lim(1+x)1/x≈2.71828
x→0limxex−1=1,x→0limxln(1+x)=1
ตัวอย่าง L-6(ก) limx→0xsin3x (ข) limx→0xtanx (ค) limx→∞(1+x2)x
(ก) คูณและหารด้วย 3: 3⋅3xsin3x→3⋅1=3
(ข) xsinx⋅cosx1→1⋅1=1
(ค) ให้ n=x/2: (1+n1)2n=[(1+n1)n]2→e2
3, 1, e2
ลิมิตที่อนันต์ ลิมิตอนันต์ และเส้นกำกับ พื้นฐาน
L10 Rational functions at ∞ ฟังก์ชันตรรกยะเมื่อ x → ∞
x→∞limbmxm+⋯anxn+⋯=⎩⎨⎧0,an/bm,±∞,n<mn=mn>m
วิธีทำ: หารทั้งเศษและส่วนด้วยกำลังสูงสุดของตัวส่วน ค่าที่ได้คือเส้นกำกับแนวนอน
L11 Vertical asymptote เส้นกำกับแนวตั้ง
x→a±limf(x)=±∞⇒x=a เป็นเส้นกำกับแนวตั้ง
L12 Oblique asymptote เส้นกำกับเฉียง
f(x)=mx+b+r(x), r(x)→0⇒y=mx+b
เกิดเมื่อดีกรีเศษมากกว่าส่วนหนึ่งพอดี หาด้วยการหารยาว
ตัวอย่าง L-7 · เส้นกำกับทั้งสามแบบ(ก) limx→∞5x2−13x2+2x (ข) เส้นกำกับของ x−2x+1 (ค) เส้นกำกับของ x−1x2+1
(ก) หารด้วย x2: 5−1/x23+2/x→53
(ข) แนวตั้ง x=2 (ส่วนเป็นศูนย์ เศษไม่เป็นศูนย์) · แนวนอน y=1 (ดีกรีเท่ากัน 1/1)
(ค) หารยาว x−1x2+1=x+1+x−12 → แนวเฉียง y=x+1 และแนวตั้ง x=1
53 · x=2, y=1 · y=x+1, x=1
ความต่อเนื่องและทฤษฎีบทค่าระหว่างกลาง กลาง
L13 Continuity at a point ต่อเนื่องที่ x = a
(1) f(a) มีค่า(2) x→alimf(x) มีค่า(3) x→alimf(x)=f(a)
ผิดข้อใดข้อหนึ่ง = ไม่ต่อเนื่อง: ถอดได้ (รู · แก้ได้ด้วยการนิยามค่าใหม่) · กระโดด (ซ้าย ≠ ขวา) · อนันต์ (เส้นกำกับแนวตั้ง) · แกว่ง (sin(1/x))
L14 Intermediate value theorem ทฤษฎีบทค่าระหว่างกลาง
f ต่อเนื่องบน [a,b], f(a)<N<f(b)⇒∃c∈(a,b): f(c)=N
ถ้า f(a) กับ f(b) ต่างเครื่องหมาย ต้องมีรากระหว่างนั้น เป็นหลักของวิธีแบ่งครึ่งช่วง (bisection) ที่ใช้หาจุดทำงานของวงจรไม่เชิงเส้น
ตัวอย่าง L-8 · ทำให้ต่อเนื่องหา k ที่ทำให้ f(x)=kx+1 เมื่อ x≤2 และ x2−k เมื่อ x>2 ต่อเนื่องทุกจุด
แต่ละช่วงเป็นพหุนาม ต่อเนื่องอยู่แล้ว ต้องตรวจที่รอยต่อ x = 2 เท่านั้น
x→2−limf=2k+1,x→2+limf=4−k
- 2k+1=4−k⇒k=1
k=1 (ทั้งสองข้างเท่ากับ 3 และ f(2)=3)
ตัวอย่าง L-9 · แบ่งครึ่งช่วงหารากแสดงว่า x3−x−1=0 มีรากใน [1,2] แล้วประมาณค่า
f(1)=−1<0, f(2)=5>0 และ f ต่อเนื่อง → มีรากใน (1,2) L14
f(1.5)=0.875>0 → ราก ∈ (1,1.5) · f(1.25)=−0.297<0 → ∈ (1.25,1.5) · f(1.375)=0.225 → ∈ (1.25,1.375) …
ลู่เข้าสู่ x≈1.3247 (ทุกรอบช่วงแคบลงครึ่งหนึ่ง) วิธีนิวตัน-ราฟสันเร็วกว่ามากแต่ต้องใช้อนุพันธ์
กฎของโลปิตาล (L'Hôpital's Rule) กลาง
L15 L'Hôpital's rule กฎของโลปิตาล
g(x)f(x)→00 หรือ ∞∞ ⇒ limg(x)f(x)=limg′(x)f′(x)
หาอนุพันธ์เศษและส่วนแยกกัน ไม่ใช่กฎผลหาร · ใช้ซ้ำได้ถ้ายังเป็น 0/0 · ต้องการสูตรอนุพันธ์
L16 Other indeterminate forms แปลงรูปก่อนใช้
0⋅∞→1/gf∞−∞→รวมเศษส่วน1∞, 00, ∞0→elimglnf
ตัวอย่าง L-10 · โลปิตาลทุกรูปแบบ(ก) limx→0x2ex−1−x (ข) limx→∞xe−x (ค) limx→0+xlnx (ง) limx→0+xx
(ก) 0/0 สองครั้ง: 2xex−1→2ex→21
(ข) ∞⋅0 → exx (∞/∞) → ex1→0 · เอกซ์โพเนนเชียลชนะพหุนามเสมอ
(ค) 0⋅(−∞) → 1/xlnx → −1/x21/x=−x→0
(ง) 00 → xx=exlnx→e0=1 (ใช้ผล (ค))
21, 0, 0, 1
ลิมิตในงานวิศวกรรมไฟฟ้า กลาง
| ลิมิต | ความหมายทางวิศวกรรม |
| limt→∞V(1−e−t/τ)=V | ค่าสุดท้ายของการชาร์จ (สถานะคงตัว) ใช้ทฤษฎีบทค่าสุดท้ายของลาปลาซหาได้โดยไม่แปลงกลับ P16 |
| limΔt→0ΔtΔq=dtdq=i | นิยามกระแสไฟฟ้าคืออนุพันธ์ของประจุ |
| vC(0−)=vC(0+) | แรงดันตัวเก็บประจุต่อเนื่องเสมอ (ไม่กระโดด) เพราะต้องใช้กระแสอนันต์ |
| limω→∞1+jωRC1=0 | วงจร RC ตัดความถี่สูง (low-pass) |
| limx→0πxsinπx=1 | ฟังก์ชัน sinc มีค่า 1 ที่ศูนย์ เป็นสเปกตรัมของพัลส์สี่เหลี่ยม |
| limn→∞(1+nr)n=er | การเติบโตต่อเนื่อง ที่มาของ e ในสมการประจุ-คายประจุ |
ต่อยอดจากลิมิต: ลิมิตของลำดับและผลบวกย่อยคือหัวใจของ ลำดับและอนุกรมครบชุด 10 หน้า ตั้งแต่ ลิมิตของลำดับ ε–N ไปจนถึง อนุกรมเทย์เลอร์ และ อนุกรมโลรองต์
บทต่อไป: อนุพันธ์ คือลิมิตของผลหารผลต่าง limh→0hf(x+h)−f(x)
ต่อยอด: ลำดับ อนุกรม และอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์
ลิมิตเมื่อ x→∞ มีคู่แฝดในโลกไม่ต่อเนื่อง คือ ลิมิตของลำดับ limn→∞an และ อนุกรมอนันต์ ซึ่งก็คือลิมิตของผลบวกย่อย limN→∞∑n=1Nan ส่วน อุปนัยเชิงคณิตศาสตร์ คือเครื่องมือพิสูจน์สูตรที่ใช้ได้กับ “ทุก n” เช่นสูตรผลบวก ∑k2 ที่ใช้หาอินทิกรัลด้วยผลบวกรีมันน์ ทั้งสองหน้าใช้เทคนิคลิมิตจากหน้านี้ (0/0, ∞/∞, โลปิตาล, ค่า e) โดยตรง
ทั้งหมด 58 สูตร
- L1Limit (informal)ลิมิต
x→alimf(x)=L
- L2ε–δ definitionนิยามเชิงรูปนัย
x→alimf(x)=L⟺∀ε>0 ∃δ>0: 0<∣x−a∣<δ⇒∣f(x)−L∣<ε
- L3One-sided limitsลิมิตซ้าย ขวา
x→a−limf(x),x→a+limf(x)
- L4Existenceลิมิตสองด้านมีค่า
x→alimf(x)=L⟺x→a−limf=x→a+limf=L
- limf=a, limg=b ลิมิต · ความต่อเนื่อง lim (f pm g) = a pm b, quad lim (fg) = ab, quad lim frac fg = frac ab\ (b ne 0), quad lim f^n = a^n, quad lim sqrt [n]{f} = sqrt [n]{a} ">L5Limit lawsถ้า limf=A, limg=B
lim(f±g)=A±B,lim(fg)=AB,limgf=BA (B=0),limfn=An,limnf=nA
- L6Direct substitutionแทนค่าได้ทันที
x→alimf(x)=f(a)ถ้า f ต่อเนื่องที่ a
- L7Squeeze theoremทฤษฎีบทแซนด์วิช
g≤f≤h, limg=limh=L⇒limf=L
- L8Fundamental trig limitลิมิตพื้นฐาน
x→0limxsinx=1,x→0limx1−cosx=0,x→0limx21−cosx=21
- L9The number eค่า e
e=n→∞lim(1+n1)n=x→0lim(1+x)1/x≈2.71828
- L10Rational functions at ∞ฟังก์ชันตรรกยะเมื่อ x → ∞
x→∞limbmxm+⋯anxn+⋯=⎩⎨⎧0,an/bm,±∞,n<mn=mn>m
- L11Vertical asymptoteเส้นกำกับแนวตั้ง
x→a±limf(x)=±∞⇒x=a เป็นเส้นกำกับแนวตั้ง
- L12Oblique asymptoteเส้นกำกับเฉียง
f(x)=mx+b+r(x), r(x)→0⇒y=mx+b
- L13Continuity at a pointต่อเนื่องที่ x = a
(1) f(a) มีค่า(2) x→alimf(x) มีค่า(3) x→alimf(x)=f(a)
- L14Intermediate value theoremทฤษฎีบทค่าระหว่างกลาง
f ต่อเนื่องบน [a,b], f(a)<N<f(b)⇒∃c∈(a,b): f(c)=N
- L15L'Hôpital's ruleกฎของโลปิตาล
g(x)f(x)→00 หรือ ∞∞ ⇒ limg(x)f(x)=limg′(x)f′(x)
- L16Other indeterminate formsแปลงรูปก่อนใช้
0⋅∞→1/gf∞−∞→รวมเศษส่วน1∞, 00, ∞0→elimglnf
- S1Sequenceลำดับ
{an}n=1∞: a1,a2,a3,…an+1=g(an)
- S2Series & partial sumsอนุกรมและผลบวกย่อย
SN=n=1∑Nan,n=1∑∞an=N→∞limSN
- S3Arithmetic sequenceลำดับเลขคณิต
an=a1+(n−1)d,d=an+1−an
- S4Arithmetic seriesอนุกรมเลขคณิต
Sn=2n(a1+an)=2n[2a1+(n−1)d]
- S5Geometric sequenceลำดับเรขาคณิต
an=a1rn−1,r=anan+1
- S6Finite geometric seriesอนุกรมเรขาคณิต n พจน์
Sn=a11−r1−rn(r=1)
- S7Infinite geometric seriesอนุกรมเรขาคณิตอนันต์
n=1∑∞a1rn−1=a1+a1r+a1r2+⋯=1−ra1เมื่อ ∣r∣<1
- S8Sigma propertiesสมบัติของซิกมา
k=1∑n(cak±bk)=ck=1∑nak±k=1∑nbk,k=1∑nc=nc
- S9Power sumsสูตรผลบวกกำลังของจำนวนนับ
k=1∑nk=2n(n+1),k=1∑nk2=6n(n+1)(2n+1),k=1∑nk3=[2n(n+1)]2
- S10Telescoping sumผลบวกแบบหักล้าง
k=1∑n(bk−bk+1)=b1−bn+1
- S11ε–N definitionนิยามลิมิตของลำดับ
n→∞liman=L⟺∀ε>0 ∃N: n≥N⇒∣an−L∣<ε
- S12Standard sequence limitsลิมิตมาตรฐานที่ต้องจำ
rn→0 (∣r∣<1),nn→1,(1+nx)n→ex,nlnn→0,bnnp→0 (b>1),n!bn→0
- S13Monotone convergenceทฤษฎีบทลำดับทางเดียว
an↗ และ an≤M ⇒ {an} ลู่เข้า
- S14Squeeze for sequencesแซนด์วิช
bn≤an≤cn, bn,cn→L⇒an→L
- S15nth-term (divergence) testทดสอบพจน์ที่ n
n→∞liman=0 (หรือไม่มีค่า) ⇒ ∑an ลู่ออก
- S16p-seriesอนุกรม p
n=1∑∞np1 ลู่เข้า⟺p>1
- S17Integral testทดสอบด้วยปริพันธ์
an=f(n), f↘, f>0: ∑an∼∫1∞f(x)dx
- S18Comparison testsการเปรียบเทียบ
0≤an≤bn: ∑bn ลู่เข้า⇒∑an ลู่เข้า;limbnan=c>0⇒เหมือนกัน
- S19Ratio testทดสอบอัตราส่วน
ρ=n→∞limanan+1: ρ<1 ลู่เข้า, ρ>1 ลู่ออก, ρ=1 สรุปไม่ได้
- S20Root testทดสอบราก
ρ=n→∞limn∣an∣: เกณฑ์เดียวกับ ratio test
- S21Alternating series testอนุกรมสลับ (ไลบ์นิซ)
∑(−1)n+1bn, bn↘0⇒ลู่เข้า,∣S−SN∣≤bN+1
- S22Absolute vs conditionalสัมบูรณ์กับมีเงื่อนไข
∑∣an∣ ลู่เข้า⇒∑an ลู่เข้า (absolutely)
- S23Power seriesอนุกรมกำลัง
n=0∑∞cn(x−a)n=c0+c1(x−a)+c2(x−a)2+⋯
- S24Radius of convergenceรัศมีการลู่เข้า
R=n→∞limcn+1cn,∣x−a∣<R ลู่เข้า, ∣x−a∣>R ลู่ออก
- S25Term-by-term calculusหาอนุพันธ์และอินทิเกรตทีละพจน์
dxd∑cnxn=∑ncnxn−1,∫∑cnxndx=C+∑n+1cnxn+1(R เท่าเดิม)
- S26Taylor seriesอนุกรมเทย์เลอร์
f(x)=k=0∑∞k!f(k)(a)(x−a)k=f(a)+f′(a)(x−a)+2!f′′(a)(x−a)2+⋯
- S27Maclaurin series tableตารางอนุกรมแมคลอรินที่ใช้บ่อย
exsinxcosxln(1+x)(1+x)α1−x1=1+x+2!x2+3!x3+⋯=x−3!x3+5!x5−⋯=1−2!x2+4!x4−⋯=x−2x2+3x3−⋯=1+αx+2!α(α−1)x2+⋯=1+x+x2+x3+⋯(R=∞)(R=∞)(R=∞)(−1<x≤1)(∣x∣<1)(∣x∣<1)
- S28Lagrange remainderเศษเหลือแบบลากรองจ์
Rn(x)=f(x)−Pn(x)=(n+1)!f(n+1)(c)(x−a)n+1,∣Rn(x)∣≤(n+1)!M∣x−a∣n+1
- I1Principle of mathematical inductionหลักอุปนัยเชิงคณิตศาสตร์
[P(n0) ∧ ∀k≥n0: (P(k)⇒P(k+1))] ⟹ ∀n≥n0: P(n)
- I2Well-ordering principleหลักการจัดอันดับดี
∅=S⊆N ⇒ S มีสมาชิกน้อยที่สุด
- I3Strong inductionอุปนัยแบบเข้ม
[P(n0)∧⋯∧P(k)]⇒P(k+1)
- I4Inductive step for sumsขั้นอุปนัยของสูตรผลบวก
i=n0∑k+1f(i)=i=n0∑kf(i)+f(k+1)⇒P(k)⇒P(k+1)⟺g(k+1)=g(k)+f(k+1)
- I5Divisibility stepแม่แบบขั้นอุปนัยของการหารลงตัว
m∣f(k) (f(k)=mq)และf(k+1)=cf(k)+mt ⇒ m∣f(k+1)
- I6Inequality chainโซ่อสมการ
L(k+1)=⋯L(k)⋯ >IH ⋯R(k)⋯ ≥ R(k+1)
- I7Bernoulli's inequalityอสมการเบอร์นูลลี
(1+x)n≥1+nx(x≥−1, n∈N)
- I8Power rule (n ∈ ℕ)อนุพันธ์ของ xⁿ
dxdxn=nxn−1
- I9nth derivative of 1/xอนุพันธ์อันดับ n ของ 1/x
dxndnx1=xn+1(−1)nn!
- I10Laplace of tⁿการแปลงลาปลาซของ tⁿ
L{tn}=∫0∞tne−stdt=sn+1n!
- I11Leibniz ruleอนุพันธ์อันดับ n ของผลคูณ
(fg)(n)=k=0∑n(kn)f(k)g(n−k)
- I12De Moivre's theoremทฤษฎีบทเดอมัวฟร์
(cosθ+jsinθ)n=cosnθ+jsinnθ
- I13Discrete-time stateสถานะของระบบเวลาไม่ต่อเนื่อง
x[n+1]=Ax[n] ⇒ x[n]=Anx[0]
- I14Loop invariantข้อความคงที่ของลูป
Inv(0) ∧ (Inv(k)⇒Inv(k+1))⇒Inv(n) เมื่อจบลูป
ไม่พบสูตรที่ตรงกัน ลองพิมพ์คำอื่น หรือใช้ภาษาอังกฤษ เช่น inverse, determinant, eigenvalue
คำถามที่พบบ่อย
ลิมิตกับค่าของฟังก์ชันต่างกันอย่างไร?
ลิมิตบอกว่าฟังก์ชันเข้าใกล้ค่าอะไรเมื่อ x เข้าใกล้ a โดยไม่สนว่า f(a) เป็นเท่าไรหรือนิยามหรือไม่ เช่น (x2−4)/(x−2) ไม่นิยามที่ x = 2 แต่ลิมิตเท่ากับ 4 ถ้าลิมิตเท่ากับค่าฟังก์ชันพอดี เราเรียกว่าฟังก์ชันต่อเนื่องที่จุดนั้น
0/0 แปลว่าลิมิตเป็นศูนย์หรือไม่มีค่าใช่ไหม?
ไม่ใช่ 0/0 เป็นรูปแบบยังไม่กำหนด (indeterminate) แปลว่ายังตอบไม่ได้ ต้องจัดรูปก่อน เช่น แยกตัวประกอบแล้วตัดกัน คูณคอนจูเกต หรือใช้กฎของโลปิตาล คำตอบอาจเป็นจำนวนใดก็ได้
ใช้กฎของโลปิตาลได้เมื่อไร?
เฉพาะรูปแบบ 0/0 หรือ ∞/∞ เท่านั้น และต้องหาอนุพันธ์ของเศษและส่วนแยกกัน (ไม่ใช่กฎผลหาร) รูปแบบอื่น เช่น 0·∞, ∞ − ∞, 1^∞ ต้องแปลงให้เป็น 0/0 หรือ ∞/∞ ก่อน
ทำไมวิศวกรต้องเรียนนิยาม ε–δ?
เพราะเป็นภาษาเดียวกับข้อกำหนดทางวิศวกรรม: ‘ถ้าต้องการให้เอาต์พุตคลาดไม่เกิน ε ต้องคุมอินพุตให้คลาดไม่เกิน δ’ เช่นการกำหนดค่าความคลาดเคลื่อนของอุปกรณ์ และเป็นพื้นฐานของนิยามอนุพันธ์ ความต่อเนื่อง และเสถียรภาพ
มด
อาจารย์มด · ธีรวุฒิ แสวงบุญ
อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี สมุทรปราการ · ดูโปรไฟล์