Lý thuyết Giới hạn của hàm số (mới 2023 + Bài Tập) – Toán 11

Lý thuyết Giới hạn của hàm số lớp 11 gồm lý thuyết chi tiết, ngắn gọn và bài tập tự luyện có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm Toán 11 Bài 2: Giới hạn của hàm số.

1 12,529 25/01/2023
Tải về


Lý thuyết Toán 11 Bài 2: Giới hạn của hàm số

Bài giảng Toán 11 Bài 2: Giới hạn của hàm số

A. LÝ THUYẾT

I. GIỚI HẠN HỮU HẠN CỦA HÀM SỐ TẠI MỘT ĐIỂM

1. Định nghĩa

Định nghĩa 1

Cho khoảng K chứa điểm x0 và hàm số y = f(x) xác định trên K hoặc trên K \ {x0}.

Ta nói hàm số y = f(x) có giới hạn là số L khi x dần tới x0 nếu với dãy số (xn) bất kì, xn K \{x0} và xn → x0, ta có f(xn) → L.

Kí hiệu: limx→∞fx=L hay f(x) → L khi x → x0.

Nhận xét: limx→∞x=x0,limx→∞c=c với c là hằng số.

Ví dụ 1. Cho hàm số fx=x3−8x−2. Chứng minh rằng limx→2fx=12.

Giải

Hàm số xác định trên ℝ\2

Giả sử (xn) là một dãy số bất kì, thỏa mãn xn≠2 và xn→2 khi n→+∞.

Ta có:

limfxn=limxn3−8xn−2=limxn−2xn2+2xn+4xn−2=limxn2+2xn+4=12.

Vậy limx→2fx=12.

2. Định lí về giới hạn hữu hạn

Định lí 1

a) Giả sử limx→x0fx=L và limx→x0gx=M. Khi đó:

limx→x0fx+gx=L+M;limx→x0fx−gx=L−M;limx→x0fx.gx=L.M;limx→x0fxgx=LMM≠0;

b) Nếu fx≥0 và limx→x0fx=L thì L≥0 và limx→x0fx=L.

(Dấu của f(x) được xét trên khoảng đang tìm giới hạn với x≠x0).

Ví dụ 2. Cho hàm số fx=1−xx−42. Tính limx→4fx.

Giải

Ta có:

limx→41−x=−3<0, limx→4x−42=0⇒limx→4fx=limx→41−xx−42=−∞

3. Giới hạn một bên

Định nghĩa 2

- Cho hàm số y = f(x) xác định trên (x0; b).

Số L được gọi là giới hạn bên phải của hàm số y = f(x) khi x → x0 nếu với dãy số (xn) bất kì, x0 < xn < b và xn → x0, ta có f(xn) → L.

Kí hiệu: limx→x0+fx=L

- Cho hàm số y = f(x) xác định trên (a; x0).

Số L được gọi là giới hạn bên trái của hàm số y = f(x) khi x → x0 nếu với dãy số (xn) bất kì, a < xn < x0 và xn → x0, ta có f(xn) → L.

Kí hiệu: limx→x0−fx=L.

Định lí 2

limx→x0fx=L⇔limx→x0+f(x)=limx→x0−fx=L

Ví dụ 3. Cho hàm số fx=x+1 khi x≥02x khi x < 0. Tìm limx→0+f(x);limx→0−f(x) và limx→0f(x) (nếu có).

Giải

Ta có:  

limx→0+f(x)=limx→0+x+1=0;limx→0−f(x)=limx→0−2x=0;⇒limx→0+f(x)=limx→0−fx=0

Do đó limx→0f(x)=0.

Vậy limx→0+f(x)=limx→0−fx=0 và limx→0f(x)=0.

II. GIỚI HẠN HỮU HẠN CỦA HÀM SỐ TẠI VÔ CỰC

Định nghĩa 3

a) Cho hàm số y = f(x) xác định trên (a; +∞).

Ta nói hàm số y = f(x) có giới hạn là số L khi x → +∞ nếu với dãy số (xn) bất kì, xn > a và xn → +∞, ta có f(xn) → L.

Kí hiệu: limx→+∞fx=L

b) Cho hàm số y = f(x) xác định trên (–∞; a).

Ta nói hàm số y = f(x) có giới hạn là số L khi x → –∞ nếu với dãy số (xn) bất kì, xn < a và xn → –∞, ta có f(xn) → L.

Kí hiệu: limx→−∞fx=L

Chú ý:

a) Với c, k là hằng số và k nguyên dương, ta luôn có:

limx→+∞c=c;limx→−∞c=c; limx→+∞cxk=0;limx→−∞cxk=0.

b) Định lí 1 về giới hạn hữu hạn của hàm số khi x → x0 vẫn còn đúng khi xn → +∞ hoặc x → –∞

III. GIỚI HẠN VÔ CỰC CỦA HÀM SỐ

1. Giới hạn vô cực

Định nghĩa 4

Cho hàm số y = f(x) xác định trên (a; +∞).

Ta nói hàm số y = f(x) có giới hạn là –∞ khi x → +∞ nếu với dãy số (xn) bất kì, xn > a và xn → +∞, ta có f(xn) → –∞

Kí hiệu: limx→∞fx=−∞

Nhận xét:

limx→+∞fx=+∞⇔limx→+∞−fx=−∞.

2. Một vài giới hạn đặc biệt

a) limx→+∞xk=+∞ với k nguyên dương.

b) Nếu k chẵn thì limx→−∞xk=+∞;

Nếu k lẻ thì limx→−∞xk=−∞.

3. Một vài quy tắc về giới hạn vô cực

a) Quy tắc tìm giới hạn của tích f(x).g(x)

Lý thuyết Giới hạn của hàm số - Toán lớp 11 (ảnh 1)

b) Quy tắc tìm giới hạn của thương fxgx

Lý thuyết Giới hạn của hàm số - Toán lớp 11 (ảnh 1)

(Dấu của g(x) xét trên một khoảng K nào đó đang tính giới hạn, với x≠x0)

Chú ý: Các quy tắc trên vẫn đúng cho các trường hợp:

x→x0+,x→x0−;x→+∞;x→−∞.

Ví dụ 4. Tính các giới hạn sau:

a) limx→∞x4−3x+8;

b) limx→1−5x−62x−2;

c) limx→−3+xx+3;

Giải

a)

 limx→+∞x4−3x+8=limx→∞x41−3x3+8x4=limx→+∞x4.limx→+∞1−3x3+8x4=+∞

(Vì limx→+∞x4=+∞;limx→+∞1−3x3+8x4=1).

b)

limx→1−5x−62x−2=limx→1−5x−6:limx→1−2x−2=+∞

(Vì limx→1−5x−6=−1<0;limx→1−2x−2=0 và 2x – 2 < 0 với mọi x < 1).

c)

limx→−3+xx+3=limx→−3+x:limx→−3+x+3=−∞

( Vì limx→−3+x=−3<0;limx→−3+x+3=0 và x + 3 > 0 với mọi x > - 3 ).

B. BÀI TẬP

Bài 1. Tính giới hạn các hàm số sau:

a) limx→1x−1x+3−2;

b) limx→+∞1−2x+3x3x3−9;

c) limx→01x21x2+1−1;

d) limx→−∞x2−11−2x5x3−9;

Lời giải

a)

limx→1x−1x+3−2=limx→1x−1x+3+2x+3−2x+3+2=limx→1x−1x+3+2x−1=limx→1x+3+2x+1=42=2

b)

limx→+∞1−2x+3x3x3−9=limx→+∞1x3−2x2+31−9x3 =31=3

c)

limx→01x21x2+1−1=limx→01x2.limx→01x2+1−1=0

( Vì limx→01x2=∞;limx→01x2+1−1=0).

d)

limx→−∞x2−11−2x5x7+x+3=limx→−∞1−1x21x−251+1x6+3x7=−21=−2

Bài 2. Dùng định nghĩa tìm các giới hạn sau:

a) limx→21−2x4x+1;

b) limx→−∞3x2+4x2−2.

Lời giải

a) Xét hàm số f(x)=1−2x4x+1

Tập xác định của hàm số: ℝ\−14.

Giả sử (xn) là một dãy số bất kì, thỏa mãn xn≠−14 và xn→2 khi n→+∞. Ta có:

limxn→2f(xn)=limxn→21−2xn4xn+1=−39=−13.

Do đó limx→21−2x4x+1=−13.

b) Xét gx=3x2+4x2−2

Tập xác định của hàm số: ℝ\±2

Giả sử (xn) là một dãy số bất kì, thỏa mãn xn≠±2 và xn→−∞ khi n→+∞. Ta có:

limx→−∞gxn=limx→−∞3xn2+4xn2−2=3

⇒limx→−∞3x2+4x2−2=3.

Bài 3. Cho hàm số: fx=1x−1−3x3−1  khi  x>1mx+2  khi  x≤1

Với giá trị nào của m thì hàm số f(x) có giới hạn khi x→1? Tìm giới hạn này.

Lời giải

Ta có:

limx→1+fx=limx→1+1x−1−3x3−1=limx→1+x2+x+1−3x−1x2+x+1=limx→1+x2+x−2x−1x2+x+1=limx→1+x−1x+2x−1x2+x+1=limx→1+x+2x2+x+1=33=1limx→1−fx=limx→1−mx+2=m+2

Để hàm số f(x) có giới hạn khi x→1 thì limx→1+fx=limx→1−fx

⇔m+2=1⇔m=−1

Khi đó: limx→1fx=limx→1+fx=limx→1−fx=1.

Vậy m = -1 thì hàm số f(x) có giới hạn khi x→1 và giới hạn đó bằng 1.

Trắc nghiệm Toán 11 Bài 2: Giới hạn của hàm số

Câu 1: Giá trị của giới hạn limx→39x2−x(2x−1)(x4−3)  là:

A. 15

B. 5 

C. 15 

D.   5.

Đáp án: C

Giải thích:

limx→39x2−x(2x−1)(x4−3)=9.32−3(2.3−1)(34−3)

=15=55

Câu 2: Giá trị của giới hạn limx→−∞x3+2x2+3x là:

A.  0.

B.  +∞.

C.  1.

D.  −∞.

Đáp án: B

Giải thích:

Ta có x<0 nên:

limx→−∞x3+2x2+3x=limx→−∞−x3+2x2−3x=limx→−∞x3.−1+2x−3x2=+∞

Vì limx→−∞x3=−∞,limx→−∞−1+2x−3x2=−1<0

Câu 3:  Tính limx→+∞x2+x+3−x bằng?

A. −1

B. 0

C. 12

D. 1

Đáp án: C

Giải thích:

limx→+∞x2+x+3−x=limx→+∞x2+x+3−x2x2+x+3+x=limx→+∞x+3x2+x+3+x=limx→+∞1+3x1+1x+3x2+1=1+01+0+0+1=12

Câu 4: Tính limx→−∞x3+13+x−1 bằng?

A.  −1

B.  0

C.  12

D.  −∞

Đáp án: D

Giải thích:

limx→−∞x3+13+x−1=limx→−∞x1+1x33+x−1=limx→−∞x1+1x33+1−1x=−∞

Vì limx→−∞x=−∞; 

 limx→−∞1+1x33+1−1x=2>​0

Câu 5: Kết quả của giới hạn  limx→(−1)+x3+1xx2−1 là:

A.   3.

B.   +∞.

C.   0.

D.  −∞

Đáp án: C

Giải thích:

Với x∈−1;0 thì x+1>0 và xx−1>0

Do đó 

limx→(−1)+x3+1xx2−1=limx→(−1)+(x+1)(x2−x+1)x(x−1)(x+1)=limx→(−1)+x+1(x2−x+1)xx−1=  −1+​1. ​[−(−1)+​1].  −1−1−1=0

Câu 6: Giá trị của giới hạn limx→2x2−x−1x2+2x3 là:

A. 14

B. 12

C. 13 

D.  15

Đáp án: B

Giải thích:

limx→2x2−x−1x2+2x3=22−2−122+2.23=183=12

Câu 7: Giá trị của giới hạn limx→3x2−4 là:

A.   0.

B.   1.

C.   2.

D.   3.

Đáp án: B

Giải thích:

limx→3x2−4=32−4=  −1=1

Câu 8: Giá trị của giới hạn limx→−∞(x−x3+1) là:

A.  1.

B.  −∞.

C.  0.

D.  +∞.

Đáp án: D

Giải thích:

limx→−∞(x−x3+1)=limx→−∞x31x2−1+1x3=+∞

vì limx→−∞x3=−∞lim1x2−1+1x3x→−∞=−1<0

Câu 9: Kết quả của giới hạn limx→2+x−15x−2 là:

A.   −∞

B.   +∞

C.  −152

D. 1

Đáp án: A

Giải thích:

Vì limx→2+(x−15)=2−15=−13<0limx→2+(x−2)=2−2=0x−2>0,∀x>2⇒limx→2+x−15x−2=−∞

Câu 10: Kết quả của giới hạn limx→2+x+2x−2 là:

A. −∞.

B. +∞.

C. −152.

D. Không xác định.

Đáp án: B

Giải thích:

Vì

limx→2+x+2=  2+​2=2>0limx→2+x−2=  2−2=0x−2>0,∀x>2

⇒limx→2+x+2x−2=+∞

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Toán lớp 11 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Hàm số liên tục 

Lý thuyết Ôn tập chương 4 

Lý thuyết Định nghĩa và ý nghĩa của đạo hàm

Lý thuyết Quy tắc tính đạo hàm 

Lý thuyết Đạo hàm của hàm số lượng giác

1 12,529 25/01/2023
Tải về


Xem thêm các chương trình khác: