สรุปฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ม.4 | รวมสูตร + แนวข้อสอบ TCAS

สรุป ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ม.4 พร้อมแนวข้อสอบ TCAS & เฉลยละเอียด แจกฟรี!

เลือกอ่านหัวข้อที่สนใจ คลิกเลย!

เลือกอ่านหัวข้อที่สนใจ คลิกเลย!

ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม หลายคนแค่เห็นชื่อบทก็คิดว่าต้องยากแน่ ๆ แต่จริง ๆ แล้วบทนี้ไม่ได้ยากมากอย่างที่กลัวกันเลยนะครับ ถ้าน้อง ๆ เรียนอย่างเข้าใจ จับหลักการสำคัญ จำสูตรและเทคนิคได้ บวกกับการฝึกทำโจทย์อย่างสม่ำเสมอ บทนี้จะกลายเป็นบทเก็บคะแนน ไม่ว่าจะเป็นการสอบที่โรงเรียน หรือข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัยอย่าง A-Level คณิตศาสตร์ประยุกต์ 1

โดยฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึมจะอยู่ในเนื้อหา คณิตศาสตร์ ม.4 เทอม 2 แต่ก็อาจจะมีบางโรงเรียนที่จัดไว้ในเนื้อหา ม.5 เทอม 1 ด้วยครับ แล้วสำหรับพื้นฐานความรู้ที่น้อง ๆ จะต้องมีเพื่อให้เรียนบทนี้ได้ดีและมีประสิทธิภาพ คือ ความรู้คณิตศาสตร์ ม.ต้น เรื่องเลขยกกำลัง, ราก, กรณฑ์ รวมถึงเรื่องความสัมพันธ์และฟังก์ชัน ม.4

วันนี้ พี่กอล์ฟ – เดอะเบรน สรุปเนื้อหาบทฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม แบบครบทุกจุดสำคัญ พร้อมนำแนวข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัยและเฉลยละเอียดมาฝากกันด้วย ตามไปดูพร้อมกันได้เลยครับ 😊

ทบทวนพื้นฐานเลขยกกำลัง

ในช่วงต้นของบทฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึมจะเป็นการทบทวนเรื่อง เลขยกกำลัง ซึ่งน้อง ๆ ได้เรียนกันมาแล้วตอน ม.ต้น อีกครั้งครับ เพราะเลขยกกำลังเป็นพื้นฐานที่สำคัญมาก ๆ ในบทนี้

บทนิยาม

ให้  a  เป็นจำนวนจริง และ  n  เป็นจำนวนเต็มบวก

เรียก   a^n  ว่า  เลขยกกำลัง

เรียก   a    ว่า  ฐานของเลขยกกำลัง

เรียก   n   ว่า  เลขชี้กำลัง

สมบัติของเลขยกกำลัง

ให้  a \: ,  \; b  เป็นจำนวนจริงที่ไม่เป็น  0 \: ,  \; m  และ  n  เป็นจำนวนตรรกยะ

  1.  a^m \cdot a^n \: = \: a^{m+n}
  2.  \frac{a^m}{a^n} \: = \: a^{m-n}
  3.  {(a^m)}^n \: = \: a^{mn}
  4.  {(ab)}^n \: = \: {a^n}{b^n}
  5.  {\left(\frac{a}{b}\right)}^n \: = \: \frac{a^n}{b^n}
  6.  a^0 \: = \: 1
  7.  a^{-n} \: = \: \frac{1}{a^n}

รากที่สองและรากที่ n ในระบบจำนวนจริง

รากที่สองในระบบจำนวนจริง

บทนิยาม

ให้  x  และ  y  เป็นจำนวนจริง

y  เป็นรากที่สองของ  x  ก็ต่อเมื่อ  y^2 \: = \: x

รากที่ n ในระบบจำนวนจริง

บทนิยาม

ให้  x  และ  y  เป็นจำนวนจริง และ  n  เป็นจำนวนเต็มที่มากกว่า  1

y  เป็นรากที่  n  ของ  x  ก็ต่อเมื่อ  y^n \: = \: x

จำนวนจริงในรูปกรณฑ์ (ค่าหลักของรากที่ n)

บทนิยาม

ให้  x  และ  y  เป็นจำนวนจริง และ  n  เป็นจำนวนเต็มที่มากกว่า  1

y  เป็นค่าหลักของรากที่  n  ของ  x  ก็ต่อเมื่อ

  1.  y  เป็นรากที่  n  ของ  x  และ
  2.  xy \: \geq \: 0 \:

แทนค่าหลักของรากที่  n  ของ  x  ด้วย  \sqrt[n]{x}  อ่านว่า  กรณฑ์ที่  n  ของ  x

การแก้สมการที่มีเครื่องหมายกรณฑ์

ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล

บทนิยาม

ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล คือ ฟังก์ชันที่อยู่ในรูป  \{ (x \: , \: y) \in \mathbb{R} \times \mathbb{R}^+ \mid \: y \: = \: a^x \}  โดยที่  a  เป็นจำนวนจริง ซึ่ง  a > 0  และ  a \neq 1

จากนิยาม พบว่า ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล จะมีความสัมพันธ์แบบเลขยกกำลัง โดยมีเลขชี้กำลังเป็นตัวแปร และฐานเป็นจำนวนจริง เช่น  y \: = \: 2^x \: ,  \; y \: = \: 5^x \: , \; y \: = \: {\left( \frac{2}{3} \right)}^x

แต่ถ้าเป็น  y \: = \: x^2 \: , \; y \: = \: x^5  แบบนี้จะไม่ใช่ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลครับ

กราฟของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล

ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล สามารถแบ่งได้เป็น ฟังก์ชันเพิ่ม กับ ฟังก์ชันลด โดยดูจากฐาน (a)  ของ  y \: = \: a^x

  1.  ถ้า  a > 1  จะเป็นฟังก์ชันเพิ่ม เช่น  y \: = \: 5^x \: , \; y \: = \: 3^x
  2.  ถ้า  0 < a < 1  จะเป็นฟังก์ชันลด เช่น  y \: = \: {\left( \frac{1}{2} \right)}^x \: ,  \; y \: = \: {\left( \frac{4}{7} \right)}^x

ลักษณะกราฟของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล

สมการเอกซ์โพเนนเชียล

สมการเอกซ์โพเนนเชียล คือ สมการเลขยกกำลังที่มีเลขชี้กำลังติดตัวแปร มีหลักการแก้สมการดังนี้

หลักการแก้สมการเอกซ์โพเนนเชียล

1. ทำฐานทั้ง 2 ข้างของสมการให้เท่ากัน

ถ้า  a^m \: = \: a^n  แล้ว  m \: = \: n

2. ถ้าฐานไม่เท่ากัน แต่เลขชี้กำลังเท่ากัน ให้อ้างว่าเลขชี้กำลังเท่ากับศูนย์

ถ้า  a^m \: = \: b^m  แล้ว  m \: = \: 0

อสมการเอกซ์โพเนนเชียล

การแก้อสมการเอกซ์โพเนนเชียล จะใช้หลักการของฟังก์ชันเพิ่ม ฟังก์ชันลด

Note  สำหรับเครื่องหมาย  < \: , \; \le \: , \; \ge  ก็ใช้หลักการเดียวกัน

ฟังก์ชันลอการิทึม

บทนิยาม

ฟังก์ชันลอการิทึม คือ ฟังก์ชันที่อยู่ในรูป  \{ (x \: , \: y) \in \mathbb{R}^+ \times \mathbb{R} \mid \: y \: = \: \log_{a}x \}  โดยที่  a  เป็นจำนวนจริง ซึ่ง  a > 0  และ  a \neq 1

ฟังก์ชันลอการิทึม คือ ฟังก์ชันผกผันของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล นั่นคือ

x \: = \: a^y  ก็ต่อเมื่อ  y \: = \: \log_{a}x

จากนิยามด้านบน มีจุดที่น้อง ๆ ต้องระมัดระวัง คือ

  1.  เลขที่อยู่ด้านหลัง  \log  ต้องมีค่ามากกว่าศูนย์เสมอ
  2.  ฐานของ  \log  ต้องเป็นจำนวนจริงบวก และไม่เท่ากับหนึ่ง

กราฟของฟังก์ชันลอการิทึม

กราฟของฟังก์ชันลอการิทึม จะคล้ายกับกราฟของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียล คือ แบ่งได้เป็นฟังก์ชันเพิ่มกับฟังก์ชันลด โดยดูจากฐาน (a)  ของ  y \: = \: log_{a}x

  1.  ถ้า  a > 1  จะเป็นฟังก์ชันเพิ่ม เช่น  y \: = \: \log_{2}x \: , \; y \: = \: \log_{7}x
  2.  ถ้า  0 < a < 1  จะเป็นฟังก์ชันลด เช่น  y \: = \: \log_{\frac{์1}{2}}x \: , \; y \: = \: \log_{\frac{์4}{9}}x

ลักษณะกราฟของฟังก์ชันลอการิทึม

ลอการิทึมสามัญ

ลอการิทึมสามัญ คือ ลอการิทึมที่มีฐานเท่ากับสิบ และโดยทั่ว ๆ ไป ลอการิทึมฐาน 10 จะไม่นิยมเขียนฐาน เช่น  \log{x} \: = \: \log_{10}x \: , \; \log{15} \: = \: \log_{10}15

ลอการิทึมธรรมชาติ

ลอการิทึมธรรมชาติ หรือ ลอการิทึมแบบเนเปียร์ คือ ลอการิทึมฐาน  e  เมื่อ   e  เป็นสัญลักษณ์แทนจำนวนอตรรกยะจำนวนหนึ่งซึ่งมีค่าประมาณ  2.71828182846  นิยมเขียน  \ln{x}  แทน  \log_{e}x

สมบัติของฟังก์ชันลอการิทึม

ในการเรียนบทฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ม.4 สมบัติต่าง ๆ ของฟังก์ชันลอการิทึมนับเป็นหัวใจสำคัญของบทนี้ครับ น้อง ๆ จะต้องจำสมบัติต่าง ๆ เหล่านี้ให้แม่นยำ เพราะจะถูกนำมาใช้ตลอดทั้งการคำนวณค่าตัวเลข จนถึงการแก้สมการและอสมการลอการิทึมเลย

ให้  a \: , \; b \: , \; c \: , \; M  และ  N  เป็นจำนวนจริงบวกที่  a \neq 1 \: , \; b \neq 1 \: , \; c \neq 1  และ  k  เป็นจำนวนจริง จะได้ว่า

  1.  \log_{a}1 \: = \: 0
  2.  \log_{a}a \: = \: 1
  3.  \log_{a}(MN) \: = \: \log_{a}M + \log_{a}N
  4.  \log_{a}\left( \frac{M}{N} \right) \: = \: \log_{a}M - \log_{a}N
  5.  \log_{a}M^k \: = \: k\log_{a}M
  6.  \log_{a^k}M \: = \: {\frac{1}{k}}\log_{a}M  เมื่อ  k \neq 0
  7.  \log_{b}a \: = \: \frac{log_{c}a}{log_{c}b}
  8.  \log_{b}a \: = \: \frac{1}{log_{a}b}
  9.  a^{log_{a}M} \: = \: M
  10.  a^{\log_{b}C} \: = \: C^{\log_{b}a}

สมการลอการิทึม

หลักการแก้สมการลอการิทึม

ให้  a > 0  และ  a \neq 1  ถ้า  \log_{a}m \: = \: \log_{a}n  แล้ว  m \: = \: n

ข้อควรระวัง!  ทุกครั้งที่แก้สมการลอการิทึมเสร็จ น้อง ๆ จะต้องนำคำตอบที่ได้ไปตรวจสอบเสมอนะครับ โดยต้องตรวจสอบ 2 ที่ คือ

  1.  เลขที่อยู่ด้านหลัง  \log  ต้องมีค่ามากกว่าศูนย์เสมอ
  2.  ฐานของ  \log  ต้องเป็นจำนวนจริงบวก และไม่เท่ากับหนึ่ง

อสมการลอการิทึม

การแก้อสมการลอการิทึม จะใช้หลักการของฟังก์ชันเพิ่ม ฟังก์ชันลด

Note  สำหรับเครื่องหมาย  < \: , \; \le \: , \; \ge  ก็ใช้หลักการเดียวกัน

การประยุกต์ของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและฟังก์ชันลอการิทึม

สำหรับความรู้ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและฟังก์ชันลอการิทึม สามารถนำไปประยุกต์ใช้กับศาสตร์ด้านอื่น ๆ ได้มากมาย ทั้งฟิสิกส์, เคมี, เศรษฐศาสตร์ ฯลฯ ยกตัวอย่างเช่น

1. การคำนวณระดับความเข้มเสียง

ระดับเสียง (Sound Level) เป็นการเปรียบเทียบความเข้มเสียงนั้นกับความเข้มเสียงเบาที่สุดที่มนุษย์ได้ยิน เนื่องจากความเข้มเสียงที่มนุษย์ได้ยินอยู่ในช่วง  วัตต์ต่อตารางเมตร ถึง 1 วัตต์ต่อตารางเมตร ซึ่งเป็นช่วงที่กว้างมาก ดังนั้น เพื่อความสะดวกในการจัดลำดับความเข้มเสียง จึงนิยมใช้ระดับเสียงเป็นตัวบอกความดังของเสียงแทนความเข้มของเสียง ซึ่งสามารถคำนวณได้ดังนี้  10^{-12}

\beta \: = \: 10 \log \frac{์I}{I_0}

เมื่อ  \beta  แทน  ระดับเสียง มีหน่วยเป็นเดซิเบล

I  แทน  ความเข้มเสียงที่ต้องการวัด มีหน่วยเป็นวัตต์ต่อตารางเมตร

I_0 แทน  ความเข้มเสียงที่หูคนปกติเริ่มได้ยิน ซึ่งเท่ากับ  10^{-12}  วัตต์ต่อตารางเมตร

2. การคำนวณระดับความเป็นกรด – เบส

ระดับความเป็นกรด – เบส (pH) ของสารละลาย สามารถคำนวณได้ดังนี้

pH \: = \: {-\log} \left[ H_{3}O^{+} \right]

เมื่อ   pH        แทน  ระดับความเป็นกรด – เบสของสารละลาย

\left[ H_{3}O^{+} \right]  แทน  ความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน  มีหน่วยเป็นโมลต่อลิตร

3. การคำนวณดอกเบี้ยทบต้น

การฝากเงินที่มีการคิด ดอกเบี้ยทบต้นต่อปี โดยคิดดอกเบี้ยทุกสิ้นปี สามารถคำนวณได้ดังนี้

B(n) \: = \: B_{0}(1+r)^n

เมื่อ   B(n)  แทน  จำนวนเงินฝากในบัญชี เมื่อสิ้นสุดปีที่  n

B_0       แทน  จำนวนเงินฝากเริ่มต้น

r          แทน  อัตราดอกเบี้ยทบต้นต่อปี

4. การคำนวณการเพิ่มขึ้นของจำนวนแบคทีเรีย

การเพิ่มขึ้นของจำนวนแบคทีเรีย ซึ่งเป็นไปอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา สามารถคำนวณได้ดังนี้

n(t) \: = \: n_{0}e^{rt}

เมื่อ   n(t)  แทน  จำนวนแบคทีเรียเมื่อเวลาผ่านไป  t  ชั่วโมง

n_0     แทน  จำนวนแบคทีเรียเมื่อเวลาเริ่มต้น

r        แทน  อัตราการเพิ่มขึ้นของจำนวนแบคทีเรียต่อเวลา

แนวข้อสอบฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม พร้อมเฉลยละเอียด

นอกจากจะมีสรุปเนื้อหาคณิตศาสตร์ บทฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ม.4 มาฝากน้อง ๆ แล้ว พี่มี ตัวอย่างข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย พร้อมเฉลยละเอียด มาให้น้อง ๆ ได้ดูเป็นแนวทางสำหรับเตรียมความพร้อมก่อนสอบด้วยครับ ตามไปดูเลย!

โจทย์ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ข้อที่ 1

โจทย์ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ข้อที่ 2

โจทย์ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ข้อที่ 3

โจทย์ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ข้อที่ 4

โจทย์ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ข้อที่ 5

สรุป ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม ม.4

และนี่คือ สรุปเนื้อหา สูตรสำคัญ และแนวข้อสอบบทฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและฟังก์ชันลอการิทึม ที่น้อง ๆ ควรรู้ก่อนเข้าห้องสอบนะครับ จะเห็นว่าบทนี้ไม่ได้ยากอย่างที่หลาย ๆ คนกลัวกันเลย

ซึ่งจุดเน้นในบทนี้ที่ข้อสอบมักจะออกบ่อย ๆ ทั้งข้อสอบกลางภาค – ข้อสอบปลายภาค ไปจนถึงข้อสอบเข้ามหาวิทยาลัย อย่าง ข้อสอบ A-Level คณิตศาสตร์ประยุกต์ 1 ก็คือ

  1.  สมการ ทั้งสมการเอกซ์โพเนนเชียลและสมการลอการิทึม
  2.  อสมการ ทั้งอสมการเอกซ์โพเนนเชียลและอสมการลอการิทึม
  3.  การใช้สมบัติของลอการิทึมในการคำนวณเลข
  4.  กราฟของฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม
  5.  โจทย์ปัญหาต่าง ๆ เกี่ยวกับเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม

ถ้าทบทวนตามหัวข้อเหล่านี้และฝึกฝนทำโจทย์ให้คล่อง พี่มั่นใจว่าน้อง ๆ จะต้องเก็บคะแนนสอบวิชาคณิตศาสตร์บทนี้ได้อย่างแน่นอนครับ

ติวคณิตศาสตร์ ม.4 กับ "เดอะเบรน" พร้อมพิชิตเกรด 4 และสนามสอบแข่งขัน

สำหรับน้อง ๆ ที่อยากจะเรียนบทฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึมให้เข้าใจและทำโจทย์แม่นขึ้น พี่แนะนำให้สมัครเรียน คอร์สคณิตศาสตร์ ม.4 เทอม 2 กับ WE BY THE BRAIN ได้เลยครับ

เพราะในคอร์สสรุปเนื้อหาครบถ้วน กระชับ เข้าใจง่าย พร้อมทั้งมีโจทย์หลายแนวให้น้อง ๆ ได้ฝึกฝน และยังได้เรียนรู้เทคนิคทริกลัดที่จะช่วยให้แก้โจทย์เร็วขึ้น เพิ่มโอกาสคว้าเกรด 4 อย่างมั่นใจ และเตรียมความพร้อมสำหรับการสอบเข้ามหาวิทยาลัยในอนาคตด้วย ✌️

📌สมัครคอร์สนี้ดียังไง?

✓ เนื้อหาในคอร์สเรียนตรงตามหลักสูตร สสวท. ครบถ้วน กระชับ ช่วยปูพื้นฐานให้อย่างละเอียด

✓ พาฝึกทำโจทย์อย่างเข้มข้นเป็นขั้นตอน ไล่ระดับตั้งแต่ง่าย ปานกลาง ไปจนถึงยาก ที่เป็นข้อสอบแข่งขันจากสนามสอบต่าง ๆ ทั้งในและต่างประเทศ

✓ พร้อมเสริมเทคนิคลัด ที่จะช่วยให้ทำข้อสอบปรนัยได้รวดเร็วขึ้น

✓ สอนโดยทีมติวเตอร์คณิตศาสตร์ระดับประเทศ ด้วยเทคนิคการสอนที่เข้าใจง่าย ช่วยให้การเรียนคณิตศาสตร์ไม่ใช่เรื่องยากและกลายเป็นเรื่องสนุก

✓ เหมาะสำหรับน้อง ๆ ที่ต้องการคว้าเกรด 4 วิชาคณิตศาสตร์ และเตรียมตัวสอบเข้ามหาวิทยาลัย วิชาคณิตศาสตร์ประยุกต์1 A-Level

รีวิวน้อง ๆ DEK WE คว้าเกรด 4 คณิตศาสตร์ ม.ต้น - ม.ปลาย

น้อง ๆ ที่สนใจสมัครติวคณิตศาสตร์ ม.4 กับ “เดอะเบรน” สามารถ กดปุ่ม Add Line ด้านล่างเพื่อรับคำปรึกษาและวางแผนการเรียนกับ “พี่วีวี่” ได้เลย ❤︎

❝ เรียนออนไลน์ง่าย สะดวก ทุกที่ทุกเวลา ❞

  • เรียนคณิตออนไลน์ผ่านแอป WE PLUS ONLINE
  • จัดสรรเวลาเรียนตามต้องการ
  • ถามโจทย์หรือปัญหาต่าง ๆ กับติวเตอร์เดอะเบรนได้โดยตรง
  • พี่ ๆ ติวเตอร์จะตอบคำถามด้วยตนเองและตอบกลับน้อง ๆ ภายใน 24 ชั่วโมง
Picture of อ.ชวลิต กุลกีรติการ (พี่กอล์ฟ)

อ.ชวลิต กุลกีรติการ (พี่กอล์ฟ)

วิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เกียรตินิยม ประสบการณ์การสอน 24 ปี

บทความแนะนำ

Top
ทดลองเรียนทดลองเรียนโปรโมชันโปรโมชันรับคำแนะนำรับคำแนะนำ

🔥จับคู่ 2 วิชาลด 20%🔥