Toán 11 Bài 2 (Cánh diều): Giới hạn của hàm số

Với giải bài tập Toán lớp 11 Bài 2: Giới hạn của hàm số sách Cánh diều hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Toán 11 Bài 2.

1 1,816 17/09/2024


Giải Toán 11 Bài 2: Giới hạn của hàm số

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

Giải Toán 11 trang 65 Tập 1

Câu hỏi khởi động trang 65 Toán 11 Tập 1: Hình 5 biểu diễn đồ thị hàm số vận tốc theo biến số t (t là thời gian, đơn vị: giây). Khi các giá trị của biến số t dần tới 0,2 (s) thì các giá trị tương ứng của hàm số v(t) dần tới 0,070 (m/s)..

Trong toán học, giá trị 0,070 biểu thị khái niệm gì của hàm số v(t) khi các giá trị của biến số t dần tới 0,2?

Câu hỏi khởi động trang 65 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11

Lời giải:

Sau bài học này chúng ta sẽ biết:

Trong toán học giá trị 0,070 được gọi là giới hạn của hàm số khi x tiến tới 0,2.

I. Giới hạn hữu hạn của hàm số tại một điểm

Hoạt động 1 trang 65 Toán 11 Tập 1: Xét hàm số f(x) = 2x.

a) Xét dãy số (xn), với xn = 1+1n. Hoàn thành bảng giá trị f(xn) tướng ứng.

Hoạt động 1 trang 65 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11

Các giá trị tương ứng của hàm số f(x1), f(x2), ..., f(xn), ... lập thành một dãy số mà ta kí hiệu là (f(xn)). Tìm limf(xn).

b) Chứng minh rằng với dãy số bất kì (xn), xn → 1 ta luôn có f(xn) → 2.

Lời giải:

a) Ta có bảng giá trị sau:

Toán 11 Bài 2 (Cánh diều): Giới hạn của hàm số (ảnh 1)

Ta có: limf(xn) = lim2n+1n=2.

b) Lấy dãy (xn) bất kí thỏa mãn xn → 1 ta có:

f(xn) = 2xn

limfxn=lim2xn=2limxn= 2.1=2.

Giải Toán 11 trang 67 Tập 1

Luyện tập 1 trang 67 Toán 11 Tập 1: Sử dụng định nghĩa, chứng minh rằng: limx2x2=4.

Lời giải:

Đặt f(x) = x2

Giả sử (xn) là dãy số thỏa mãn limxn = 2.

limf(xn) = limxn2=22=4.

Vậy limx2x2=4.

Hoạt động 2 trang 67 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = x2 – 1, g(x) = x + 1.

a) limx1f(x)và limx1g(x).

b) limx1fx+gxvà so sánh với limx1fx+limx1gx.

c) limx1fxgxvà so sánh với limx1fxlimx1gx.

d) limx1fx.gxvà so sánh với limx1fx.limx1gx.

e) limx1fxgxvà so sánh với limx1fxlimx1gx.

Lời giải:

a) Giả sử (xn) là dãy số bất kì thỏa mãn limxn = 1. Khi đó ta có:

limfxn=limxn21=limxn2-1 = 1-1 = 0.

limf(x) = 0.

limg(xn) = lim(xn+1) = limxn+1 = 2

limg(x) = 2.

b) Ta có: f(x) + g(x) = x2 – 1 + x + 1 = x2 + x

(xn) là dãy số bất kì thỏa mãn limxn = 1. Khi đó ta có:

limfxn+gxn=limxn2+xn=limxn2+limxn=12+1=2.

limx1fx+gx=2.

Ta lại có: limx1fx+limx1gx= 0 + 2 =2.

Vậy limx1fx+gx=limx1fx+limx1gx=2.

c) Ta có: f(x) – g(x) = x2 – 1 – x – 1 = x2 – x – 2

(xn) là dãy số bất kì thỏa mãn limxn = 1. Khi đó ta có:

limfxngxn=limxn2xn2

=limxn2limxn2=1212=2

limx1fxgx=2.

Ta lại có: limx1fxlimx1gx = 0-2 = -2.

Vậy limx1fxgx=limx1fxlimx1gx= -2.

d) Ta có: f(x).g(x) = (x2 – 1)(x + 1) = x3 + x2 – x – 1

(xn) là dãy số bất kì thỏa mãn limxn = 1. Khi đó ta có:

limfxn.gxn=limxn3+xn2xn1

=limxn3+limxn2limxn-1 = 13+12-1-1 = 0

limx1fx.gx=0.

Ta lại có: limx1fx.limx1gx= 0.2 = 0.

Vậy limx1fx.gx=limx1fx.limx1gx.

e) Ta có: fxgx=x21x+1

(xn) là dãy số bất kì thỏa mãn limxn = 1. Khi đó ta có:

limfxngxn=limxn21xn+1=limxn1xn+1xn+1=limxn1 = 0.

limx1fxgx= 0.

Ta lại có: limfxlimgx=02=0

Vậy limx1fxgx=limx1fxlimx1gx.

Giải Toán 11 trang 68 Tập 1

Luyện tập 2 trang 68 Toán 11 Tập 1: Tính:

a) limx2x+1x2+2x;

b) limx2x2+x+3.

Lời giải:

a) limx2x+1x2+2x=limx2x+1.limx2x2+2x= 3.8 = 24.

b) limx2x2+x+3=limx2x2+x+3= 3.

Hoạt động 3 trang 68 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = Hoạt động 3 trang 68 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11. Hàm số f(x) có đồ thị ở Hình 6.

a) Xét dãy số (un) sao cho un < 0 và lim un = 0. Xác định f(un) và tìm lim f(un).

b) Xét dãy số (vn) sao cho vn > 0 và lim vn = 0. Xác định f(vn) và tìm limf(vn).

Hoạt động 3 trang 68 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11

Lời giải:

a) Xét dãy số (un) sao cho un < 0 và lim un = 0. Khi đó f(un) = – 1 và lim f(un) = – 1.

b) Xét dãy số (vn) sao cho vn > 0 và lim vn = 0. Khi đó f(vn) = 1 và lim f(vn) = 1.

Giải Toán 11 trang 69 Tập 1

Luyện tập 3 trang 69 Toán 11 Tập 1: Tính limx4+x+4+x.

Lời giải:

Ta có: limx4+x+4+x=limx4+x+4+limx4+x = 0-4 = -4.

II. Giới hạn hữu hạn của hàm số tại vô cực

Hoạt động 4 trang 69 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = 1x(x0)có đồ thị như ở Hình 7. Quan sát đồ thị đó và cho biết:

a) Khi biến x dần tới dương vô cực thì f(x) dần tới giá trị nào.

b) Khi biến x dần tới âm vô cực thì f(x) dần tới giá trị nào.

Hoạt động 4 trang 69 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11

Lời giải:

Dựa vào đồ thị ta thấy:

a) Hàm số f(x) tiến dần tới giá trị 0 khi x dần tới dương vô cực.

b) Hàm số tiến dần tới âm vô cực thì giá trị f(x) gần tới giá trị 0.

Giải Toán 11 trang 70 Tập 1

Luyện tập 4 trang 70 Toán 11 Tập 1: Tính limx3x+24x5.

Lời giải:

limx3x+24x5=limxx3+2x45x=limx3+2x45x=34.

III. Giới hạn vô cực (một phía) của hàm số tại một điểm

Hoạt động 5 trang 70 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = 1x1x1có đồ thị như Hình 8. Quan sát đồ thị đó và cho biết:

a) Khi biến x dần tới 1 về bên phải thì f(x) dần tới đâu.

b) Khi biến x dần tới 1 về bên trái thì f(x) dần tới đâu.

Hoạt động 5 trang 70 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11

Lời giải:

a) Khi biến x dần tới 1 về bên phải thì f(x) dần tới +∞.

b) Khi biến x dần tới 1 về bên trái thì f(x) dần tới – ∞.

Giải Toán 11 trang 71 Tập 1

Luyện tập 5 trang 71 Toán 11 Tập 1: Tính limx21x+2.

Lời giải:

limx21x+2=.

IV. Giới hạn vô cực của hàm số tại vô cực

Hoạt động 6 trang 71 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = x có đồ thị như Hình 9. Quan sát đồ thị đó và cho biết:

a) Khi biến x dần tới dương vô cực thì f(x) dần tới đâu.

b) Khi biến x dần tới âm vô cực thì f(x) dần tới đâu.

Hoạt động 6 trang 71 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11

Lời giải:

Dựa vào đồ thị hàm số, ta thấy:

a) Khi biến x dần tới dương vô cực thì f(x) dần tới dương vô cùng.

b) Khi biến x dần tới âm vô cực thì f(x) dần tới âm vô cùng.

Giải Toán 11 trang 72 Tập 1

Luyện tập 6 trang 72 Toán 11 Tập 1: Tính limxx4.

Lời giải:

limxx4=+.

Bài tập

Bài 1 trang 72 Toán 11 Tập 1: Sử dụng định nghĩa, tìm các giới hạn sau:

a) limx3x2;

b) limx5x225x5.

Lời giải:

a) limx3x2=32=9

b) limx5x225x5=limx5x5x+5x5=limx5(x+5) = 10.

Bài 2 trang 72 Toán 11 Tập 1: Biết rằng hàm số f(x) thỏa mãn limx2f(x) = 3 limx2+f(x) = 5. Trong trường hợp này có tồn tại giới hạn limx2f(x) hay không? Giải thích.

Lời giải:

Ta có: limx2f(x) = 3và limx2+f(x) = 5suy ra limx2f(x) = 35= limx2+f(x) nên không tồn tại limx2f(x).

Bài 3 trang 72 Toán 11 Tập 1: Tính các giới hạn sau:

a) limx2(x2-4x+3);

b) limx3x25x+6x3;

c) limx1x1x1.

Lời giải:

a) limx2(x2- 4x + 3) = 22- 4.2 + 3 = -1.

b) limx3x25x+6x3=limx3x3x2x3=limx3x2=1.

c) limx1x1x1=limx1x1x1x+1=limx11x+1=12.

Bài 4 trang 72 Toán 11 Tập 1: Tính các giới hạn sau:

a) limx+9x+13x4;

b) limx7x112x+3;

c) limx+x2+1x;

d) limxx2+1x;

e) limx61x6;

f) limx7+1x7.

Lời giải:

Bài 4 trang 72 Toán 11 Tập 1 | Cánh diều Giải Toán 11

Bài 5 trang 72 Toán 11 Tập 1: Một công ty sản xuất máy tính đã xác định được rằng, trung bình một nhân viên có thể lắp ráp được N(t) = 50tt+4t0bộ phận mỗi ngày sau t ngày đào tạo. Tính limt+N(t)và cho biết ý nghĩa của kết quả.

Lời giải:

Ta có: limt+Nt=limt+50tt+4=limt+50tt1+4t=limt+501+4t= 50.

Ý nghĩa: Tối đa một nhân viên chỉ có thể lắp được 50 bộ phận mỗi ngày.

Bài 6 trang 72 Toán 11 Tập 1: Chi phí (đơn vị: nghìn đồng) để sản xuất x sản phẩm của một công ty được xác định bởi hàm số: C(x) = 50 000 + 105x.

a) Tính chi phí trung bình C¯(x)để sản xuất một sản phẩm.

b) Tính limx+C¯xvà cho biết ý nghĩa của kết quả.

Lời giải:

a) Chi phí trung bình C¯(x)để sản xuất một sản phẩm là:

C¯x=50000+105xx (sản phẩm).

b) Ta có: limx+C¯x=limx+50000+105xx=limx+x50000x+105x

=limx+50000x+105=105.

Ý nghĩa: Khi số sản phẩm sản xuất ra ngày càng nhiều thì chi phí trung bình chỉ tối đa là 105 nghìn đồng.

Lý thuyết Giới hạn của hàm số

I. Giới hạn hữu hạn của hàm số tại một điểm

1. Định nghĩa

Cho khoảng K chứa điểm x0và hàm số f(x) xác định trên K hoặc trên K{x0}. Hàm số f(x)có giới hạn là số L khi x dần tới x0 nếu với dãy số (xn)bất kì, xnK{x0}xnx0, ta cóf(xn)L

Kí hiệu limxx0f(x)=L hay f(x)L, khi xnx0.

2. Phép toán trên giới hạn hữu hạn của hàm số

a, Nếu limxx0f(x)=Llimxx0g(x)=M(L,MR)thì

limxx0[f(x)±g(x)]=L±M

limxx0[f(x).g(x)]=L.M

limxx0[f(x)g(x)]=LM(M0)

b, Nếu f(x)0 với mọi x(a;b){x0}limxx0f(x)=L thì L0limxx0f(x)=L.

3. Giới hạn một phía

- Cho hàm số y=f(x) xác định trên khoảng (a;x0). Số L được gọi là giới hạn bên trái của hàm số y=f(x) khi xx0 nếu với dãy số (xn) bất kì thỏa mãn a<xn<x0xnx0 ta có f(xn)L, kí hiệu limxx0f(x)=L.

- Cho hàm số y=f(x) xác định trên khoảng (x0;b). Số L là giới hạn bên của hàm số y=f(x) khi xx0 nếu với dãy số (xn)bất kì thỏa mãn x0<xn<bxnx0 ta có f(xn)L, kí hiệu limxx0+f(x)=L.

*Nhận xét: limxx0f(x)=Llimxx0f(x)=limxx0+f(x)=L

II. Giới hạn hữu hạn của hàm số tại vô cực

- Cho hàm số y=f(x)xác định trên khoảng (a;+). Ta nói hàm số f(x) có giới hạn là số L khi x+ nếu với dãy số (xn)bất kì xn>axn+ta có f(xn)L, kí hiệu limx+f(x)=L hay f(x)L khi x+.

- Cho hàm số y=f(x) xác định trên khoảng (;b). Ta nói hàm số f(x) có giới hạn là số L khi x nếu với dãy số (xn)bất kì xn<bxnta có f(xn)L, kí hiệu limxf(x)=L hay f(x)L khi x.

* Nhận xét:

- Các quy tắc tính giới hạn hữu hạn tại một điểm cũng đúng cho giới hạn hữu hạn tại vô cực.

- Với c là hằng số, k là một số nguyên dương ta có:

limx+c=c, limxc=c,limx+(cxk)=0,limx(cxk)=0.

III. Giới hạn vô cực (một phía) của hàm số tại một điểm

- Cho hàm số y=f(x)xác định trên khoảng (a;+). Ta nói hàm số f(x)có giới hạn + khi xa+ nếu với dãy số (xn) bất kì, xn>axnata có f(xn)+.

Kí hiệu limxa+f(x)=+hay f(x)+ khi xa+

- Các giới hạn limxa+f(x)=,limxaf(x)=+,limxaf(x)= được định nghĩa tương tự.

IV. Giới hạn vô cực của hàm số tại vô cực

- Cho hàm số y=f(x) xác định trên khoảng (a;x0). Ta nói hàm số f(x)có giới hạn + khi xx0 về bên trái nếu với dãy số (xn)bất kì, xn>axn+ ta có f(xn)+, kí hiệu limx+f(x)=+.

Kí hiệu limx+f(x)=+ hay f(x)+ khi x+.

- Các giới hạn limx+f(x)=,limxf(x)=+,limxf(x)= được định nghĩa tương tự.

* Chú ý:

  • limx+xk=+,kZ+.
  • limxxk=+, k là số nguyên dương chẵn.
  • limxxk=, k là số nguyên dương lẻ.

Lý thuyết Giới hạn của hàm số – Toán 11 Cánh diều (ảnh 1)

Xem thêm lời giải bài tập Toán 11 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài tập cuối chương 2

Bài 1: Giới hạn của dãy số

Bài 2: Giới hạn của hàm số

Bài 3: Hàm số liên tục

Bài tập cuối chương 3

1 1,816 17/09/2024


Xem thêm các chương trình khác: