กำหนดให้ R แทนเซตของจำนวนจริง และ f(x)=x+1 และ g(f(x))=x2+2x−1 สำหรับทุก x ใน R
ถ้า s(x)=lim
สำหรับทุกจำนวนจริง x จงหาค่าของ \left(sg\right)(1)
,
โจทย์ต้องการ
\left(sg\right)(1)
ซึ่ง
\left(sg\right)(1)=s(1)\cdot g(1)
เพราะฉะนั้นเราจะหาค่าของ
s(1)\quad\text{และ}\quad g(1)
จากนั้นจึงนำมาคูณกัน
,
จาก
g\left(f(x)\right)=x^2+2x-1\quad\text{และ}\quad f(x)=x+1
จะได้ว่า
g(x+1)=x^2+2x-1
เราต้องการหาค่าของ g(1) ดังนั้นแทน x=0 จะได้
\begin{eqnarray*} g(0+1)&=&0^2+2\cdot0-1\\ g(1)&=&-1 \end{eqnarray*}
,
จาก
{\displaystyle s(x)=\lim_{h\rightarrow0}\frac{\left[g(x+h)\right]^2-\left[g(x)\right]^2}{h}}
จะได้
\begin{eqnarray*} s(x)&=&\lim_{h\rightarrow0}\frac{\left[g(x+h)\right]^2-\left[g(x)\right]^2}{h}\\ &=&\lim_{h\rightarrow0}\frac{\left(g(x+h)-g(x)\right)\cdot\left(g(x+h)+g(x)\right)}{h}\\ &=&\lim_{h\rightarrow0}\left(\frac{g(x+h)-g(x)}{h}\right)\cdot\left(g(x+h)+g(x)\right)\\ \end{eqnarray*}
กระจาย {\displaystyle\lim_{h\rightarrow0}} เข้าไปในผลคูณของ \left(\frac{g(x+h)-g(x)}{h}\right) กับ \left(g(x+h)+g(x)\right) จะได้
=\lim_{h\rightarrow0}\left(\frac{g(x+h)-g(x)}{h}\right)\cdot\lim_{h\rightarrow0}\left(g(x+h)+g(x)\right)\\
จะเห็นว่าลิมิตพจน์ทางซ้ายตรงกับสูตรของอนุพันธ์ของ g(x) คือ g'(x) = {\displaystyle\lim_{h\rightarrow0}\left(\frac{g(x+h)-g(x)}{h}\right)}
ส่วนลิมิตพจน์ทางขวาสามารถใช้เทคนิคแทนค่า h=0 ได้เลย คือ
\begin{eqnarray*} \lim_{h\rightarrow0}\left(g\left(x+h\right)+g\left(x\right)\right) & = & \lim_{h\rightarrow0}g\left(x+h\right)+\lim_{h\rightarrow0}g\left(x\right)\\ & = & g\left(x+\left(0\right)\right)+g\left(x\right)\\ & = & g\left(x\right)+g\left(x\right)\\ & = & 2g\left(x\right) \end{eqnarray*}
(สังเกตุว่าตัวแปรที่เราแทนค่าเป็นศูนย์ คือ h ส่วนตัวแปร x ไม่เกี่ยวด้วยก็เลยต้องติดค้างไว้แบบนั้นต่อไป)
ดังนั้นเราจะได้ว่าลิมิตของผลคูณดังกล่าวคำนวณแล้วได้ดังนี้
\lim_{h\rightarrow0}\left(\frac{g(x+h)-g(x)}{h}\right)\cdot\lim_{h\rightarrow0}\left(g(x+h)+g(x)\right)=g'(x)\cdot2g(x)
เราจึงสรุปได้ว่า s(x) = g'(x) \cdot 2g(x)
เมื่อแทนค่า x=1 ลงไป ก็จะได้
s(1)=g'(1)\cdot2g(1)
ทำให้เราจะต้องหาค่าของ g'(1)
จาก g\left(f(x)\right)=x^2+2x-1 จะได้
\begin{eqnarray*} g'\left(f(x)\right)\cdot f'(x)&=&2x+2\\ g'(1+x)\cdot(1)&=&2x+2\\ g'(1+x)&=&2x+2 \end{eqnarray*}
แทน x=0 จะได้
\begin{eqnarray*} g'(1+0)&=&2\cdot0+2\\ g'(1)&=&2 \end{eqnarray*}
ดังนั้น
\begin{eqnarray*} s(1)&=&g'(1)\cdot2g(1)\\ &=&2\cdot2\cdot(-1)\\ &=&-4 \end{eqnarray*}
,
\begin{eqnarray*} (sg)(1)&=&s(1)\cdot g(1)\\ &=&(-4)\cdot(-1)\\ &=&4 \end{eqnarray*}