ฟังก์ชันแบ่งช่วง
piecewise function คือฟังก์ชันที่ใช้สูตรต่างกันตามช่วงของ x; ที่จุดแบ่งต้องอ่านเครื่องหมายปลายช่วงและเลือกสูตรที่กำหนดค่านั้น
อ่านอสมการและช่วง รวมถึงแยกวงเล็บโปร่งกับจุดทึบบนกราฟได้
เข้าใจเนื้อหาและเงื่อนไข
1. เลือกกฎจากค่าอินพุต
- โครงสร้างของฟังก์ชันแบบแบ่งช่วง (Piecewise Function):
- เป็นฟังก์ชันที่มีสูตรคำนวณแตกต่างกันไปตามเงื่อนไขของช่วงอินพุต เช่น:
- การเลือกใช้สูตร:
- ตรวจสอบค่า ก่อนว่าตกอยู่ในเงื่อนไขของบรรทัดใด แล้วจึงแทนค่าลงในสูตรของบรรทัดนั้น
- ตัวอย่าง: ต้องการหา ต้องใช้กฎบรรทัดล่าง () จึงได้
- สัญลักษณ์จุดบนกราฟ:
- จุดทึบ (●): แทนค่าที่รวมอยู่ในช่วงนั้น
- จุดโปร่ง (○): แทนค่าที่ไม่รวมอยู่ในช่วงนั้น

- จุดสังเกตสำคัญในภาพ:
- จุดรอยต่อ : กราฟเส้นตรง มีจุดโปร่งที่ ขณะที่พาราโบลา มีจุดทึบที่ ยืนยันว่าค่าฟังก์ชันที่ คือ ไม่ใช่
2. โดเมนและเรนจ์ของฟังก์ชันแบ่งช่วง
- โดเมนรวม:
- คือการยูเนียน () ของช่วงอินพุตทั้งหมดที่แต่ละกฎนิยามไว้
- หากสูตรย่อยมีตัวส่วนหรือกรณฑ์ ต้องตัดจุดห้ามของสูตรนั้นออกจากช่วงของบรรทัดนั้นด้วย
- เรนจ์รวม:
- หาเรนจ์แยกตามแต่ละสูตรย่อยบนโดเมนของแต่ละช่วง แล้วนำเรนจ์ที่ได้ทั้งหมดยูเนียนเข้าด้วยกัน
- กราฟของฟังก์ชันแบ่งช่วงสามารถขาดตอนหรือกระโดดได้ แต่ยังคงมีสมบัติความเป็นฟังก์ชันอย่างสมบูรณ์
3. การแก้สมการและคัดกรองคำตอบ
- เมื่อต้องการแก้สมการ :
- ตั้งสมการหาค่า แยกทีละสูตรของแต่ละบรรทัด
- นำคำตอบที่ได้มาตรวจสอบกับเงื่อนไขช่วงของบรรทัดนั้นอย่างเข้มงวด
- คัดทิ้งคำตอบที่อยู่นอกช่วงเงื่อนไข (คำตอบเกิน)
- แทนค่าคำตอบที่ผ่านเกณฑ์กลับในฟังก์ชันเพื่อตรวจสอบความถูกต้อง
ความรู้นี้ใช้กับโจทย์แบบไหน?
โจทย์ให้ค่า x เฉพาะจุด โดยเฉพาะตรงจุดแบ่ง
สังเกตจากโจทย์: เห็นกรณี เช่น และ
เลือกวิธีคิด: เช็กเครื่องหมายปลายช่วงก่อนเลือกสูตร แล้วแทนค่าในบรรทัดเดียวที่ครอบคลุม x
โจทย์ถามจำนวนคำตอบหรือเซตคำตอบของ
สังเกตจากโจทย์: มีหลายสูตรและแต่ละสูตรให้สมการย่อย
เลือกวิธีคิด: แก้ทีละบรรทัด จากนั้นคัดคำตอบด้วยช่วงที่กำกับและตรวจแทนกลับ
ตัวอย่างโจทย์พร้อมวิธีคิด
ตัวอย่าง 1 · คำนวณที่จุดแบ่งและอ่าน range
กำหนด . หา f(0), f(1) และ range
- x=0 เข้าเงื่อนไข x<1 จึงใช้ x+2 ได้ f(0)=2
- x=1 ไม่เข้าแถวแรก แต่เข้า x≥1 จึงใช้ x² ได้ f(1)=1
- แถวแรกให้ y=x+2 เมื่อ x<1 จึงได้ y<3; แถวสองให้ y=x² เมื่อ x≥1 จึงได้ y≥1; union
คำตอบ: f(0)=2, f(1)=1 และ range เป็น
ตรวจเหตุผล: ค่า 3 ไม่เกิดจากแถวแรกเพราะต้อง x=1 ซึ่งไม่รวม แต่เกิดจากแถวสองเมื่อ ; ทุก y ต่ำกว่า 3 ได้จากแถวแรก และ y≥1 ได้จากแถวสอง
ตัวอย่าง 2 · คัดรากตามช่วงของแต่ละสูตร
ใช้ f ตามนิยามข้อก่อน จงแก้
- แถวแรก: x+2=2 ให้ x=0 ซึ่งเข้าเงื่อนไข x<1 จึงรับ
- แถวสอง: x²=2 ให้ x=±√2 แต่ต้องมี x≥1 จึงรับเฉพาะ x=√2
- รวมคำตอบจากสองช่วง ไม่ตัด x=0 ที่ได้จากคนละสูตร
คำตอบ: หรือ
ตรวจเหตุผล: แทนกลับ: f(0)=2 จากแถวแรก และ f(√2)=(√2)²=2 จากแถวที่สอง; -√2 อยู่นอกเงื่อนไขแถวสอง