Giải SGK Toán 11 Bài 3 (Chân trời sáng tạo): Hàm số liên tục

3.8 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải bài tập Toán lớp 11 Bài 3: Hàm số liên tục chi tiết sách Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Toán 11. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Toán lớp 11 Bài 3: Hàm số liên tục

Giải Toán 11 trang 80 Tập 1

Hoạt động khởi động trang 80 Toán 11 Tập 1: Hai đồ thị ở hai hình dưới đây cho biết phí gửi xe y của ô tô con (tính theo 10 nghìn đồng) theo thời gian gửi x (tính theo giờ) của hai bãi xe. Có nhận xét gì về sự thay đổi của số tiền phí phải trả theo thời gian gửi ở mỗi bãi đỗ xe?

Hoạt động khởi động trang 80 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11

Lời giải:

+) Bãi xe A:

Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy, theo thời gian gửi x (giờ) tăng thì phí gửi xe tăng dần.

+) Bãi xe B:

Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy, theo thời gian gửi x (giờ) tăng thì phí gửi xe tăng dần theo nấc.

1. Hàm số liên tục tại một điểm

Hoạt động khám phá 1 trang 80 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số Hoạt động khám phá 1 trang 80 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11 có đồ thị như Hình 1.

Tại mỗi điểm x0 = 1 và x0 = 2, có tồn tại giới hạn limxx0fx không? Nếu có, giới hạn đó có bằng f(x0) không?

Lời giải:

+) Tại x0 = 1 ta có:

Dãy (xn) bất kì thỏa mãn xn < 1 và xn → 1 thì f(xn) = 1 khi đó limxn1fxn=1.

Dãy (xn) bất kì thỏa mãn 1 < xn ≤ 2 và xn → 1 thì f(xn) = 1 + xn khi đó limx1+fxn=2.

Suy ra limxn1fxnlimxn1+fxn. Do đó không tồn tại limx1fx.

+) Tại x0 = 2

Dãy (xn) bất kì thỏa mãn xn < 2 và xn → 2 thì f(xn) = 1 + xn khi đó limxn2fxn=3.

Dãy (xn) bất kì thỏa mãn 2 < xn ≤ 3 và xn → 2 thì f(xn) = 5 – xn khi đó limx2+fxn=3.

Suy ra limxn2fxn=limxn2+fxn=3. Do đó limx2fx=3.

Ta có f(2) = 1 + 2 = 3.

Vì vậy limx2fx=f2=3.

Giải Toán 11 trang 81 Tập 1

Thực hành 1 trang 81 Toán 11 Tập 1: Xét tính liên tục của hàm số:

a) f(x) = 1 – x2 tại điểm x0 = 3;

b) Thực hành 1 trang 81 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11 tại điểm x0 = 1.

Lời giải:

a) Ta có: limx3fx=limx31x2=8 và f(3) = 1 – 32 = – 8.

Do đó limx3fx=f3=8

Vì vậy hàm số liên tục tại x = 3.

b) Tại x0 = 1:

limx1+fx=limx1+x2+1=2 và limx1fx=limx1x=1.

Suy ra limx1+fxlimx1fx

Do đó không tồn tại limx1fx.

Vậy hàm số đã cho không liên tục tại x0 = 1.

2. Hàm số liên tục trên một khoảng, trên một đoạn

Hoạt động khám phá 2 trang 81 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số Hoạt động khám phá 2 trang 81 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11.

a) Xét tính liên tục của hàm số tại mỗi điểm x0 ∈ (1; 2).

b) Tìm limx2fx và so sánh giá trị này với f(2).

c) Với giá trị nào của k thì limx1+fx=k?

Lời giải:

a) Tại mỗi điểm x0 ∈ (1; 2) thì f(x) = x + 1

Khi đó: limxx0fx=limxx0x+1=x0+1 và f(x0) = x0 + 1

Suy ra limxx0fx=fx0=x0+1

Vì vậy hàm số liên tục tại x0.

b) Tại x0 = 2 ta có f(x) = x + 1, khi đó:

limx2fx=limx21+x=3

f(2) = 2 + 1 = 3

Vậy limx2fx=f2=3.

c) +) Tại x0 = 1 ta có f(x0) = k;

+) Tại x0 = 1

Dãy (xn) bất kì thỏa mãn 1 < xn ≤ 2 và xn → 1 thì f(xn) = xn + 1 khi đó limxn1+fxn=limxn1+xn+1=2.

Suy ra limx1+fx=2

Để limx1+fx=k thì k = 2.

Giải Toán 11 trang 82 Tập 1

Thực hành 2 trang 82 Toán 11 Tập 1: Xét tính liên tục của hàm số: y=x1+2x trên [1; 2].

Lời giải:

Đặt y=fx=x1+2x

Với mọi x0 ∈ (1; 2), ta có:

limxx0fx=limxx0x1+2x=x01+2x0=fx0

Ta lại có:

limx1+fx=limx1+x1+2x=1=f1;

limx2fx=limx2x1+2x=1=f2.

Vậy hàm số y=x1+2x liên tục trên [1; 2].

Vận dụng 1 trang 82 Toán 11 Tập 1: Tại một xưởng sản xuất bột đá thạch anh, giá bán (tính theo nghìn đồng) của x (kg) bột đá thạch anh được tính theo công thức sau:

Vận dụng 1 trang 82 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11 (k là một hằng số).

a) Với k = 0, xét tính liên tục của hàm số P(x) trên (0; +∞).

b) Với giá trị nào của k thì hàm số P(x) liên tục trên (0; +∞)?

Lời giải:

Vận dụng 1 trang 82 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11

a) Với k = 0, hàm số Vận dụng 1 trang 82 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11

+) Lấy x0 ∈ (0; 400) khi đó P(x) = 4,5x

Suy ra limxx0Px=limxx04,5x=4,5x0=Px0

Do đó P(x) liên tục trên (0; 400).

+) Tại x0 = 400, ta có:

limx400Px=limx4004,5x=4,5.400=1800.

limx400+Px=limx400+4x=4.400=1600.

Suy ra limx400Pxlimx400+Px. Do đó không tồn tại limx400Px.

Vì vậy hàm số không liên tục tại x = 400.

+) Lấy x0 ∈ (400; +∞) khi đó P(x) = 4x

Suy ra limxx0Px=limxx04x=4x0=Px0

Do đó P(x) liên tục trên (400; +∞) .

Vậy hàm số liên tục trên (0; 400) và (400; +∞).

b) Để hàm số P(x) liên tục trên (0; +∞) thì P(x) phải liên tục trên x0 = 400.

Do đó limx400Px=limx400+Px1800=4.400+kk=200.

Vậy với k = 200 thì hàm số liên tục trên (0; +∞).

3. Tính liên tục của hàm số sơ cấp

Hoạt động khám phá 3 trang 82 Toán 11 Tập 1: Cho hai hàm số y = f(x) = 1x1 và y = g(x) = 4x.

a) Tìm tập xác định của mỗi hàm số đã cho.

b) Mỗi hàm số liên tục trên những khoảng nào? Giải thích.

Lời giải:

a) +) Xét hàm số: y = f(x) = 1x1

Điều kiện xác định của hàm số là x ≠ 1.

Vậy tập xác định của hàm số là: D = ℝ \ {1}.

+) Xét hàm số: y = g(x) = 4x

Điều kiện xác định của hàm số là: 4 – x ≥ 0 ⇔ x ≤ 4.

Vậy tập xác định của hàm số là: D = (– ∞; 4].

b) +) Xét hàm số f(x):

Với x0 ∈ ( – ∞; 1) thì limxx0fx=limxx011x=11x0=fx0.

Suy ra hàm số f(x) liên tục trên (– ∞; 1).

Với x0 ∈ ( 1; + ∞) thì limxx0fx=limxx011x=11x0=fx0.

Suy ra hàm số f(x) liên tục trên (1; + ∞).

+) Xét hàm số g(x):

Với x0 ∈ (– ∞; 4) thì limxx0gx=limxx04x=4x0=gx0.

Tại x0 = 4 thì limx4gx=limx44x=0=g4.

Vậy hàm số liên tục trên (– ∞; 4].

Giải Toán 11 trang 83 Tập 1

Thực hành 3 trang 83 Toán 11 Tập 1: Xét tính liên tục của hàm số y=x24.

Lời giải:

Đặt y = f(x) = x24

Tập xác định của hàm số D = (– ∞; 2) ∪ (2; +∞).

Với x0 ∈ ( – ∞; 2) thì limxx0fx=limxx0x24=x024=fx0

Suy ra hàm số liên tục trên ( – ∞; 2).

Với x0 ∈ ( 2; +∞) thì limxx0fx=limxx0x24=x024=fx0

Suy ra hàm số liên tục trên (2; +∞).

Thực hành 4 trang 83 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = Thực hành 4 trang 83 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11. Tìm a để hàm số y = f(x) liên tục trên ℝ.

Lời giải:

+) Với x ≠ 0 thì f(x) = x22xx liên tục trên (– ∞; 0) và (0; + ∞).

+) Với x = 0 thì

Ta có: limx0fx=limx0x22xx=limx0xx2x=limx0x2=2 và f(0) = a.

Để y = f(x) liên tục trên ℝ thì f(x) phải liên tục tại x = 0 do đó a = – 2.

Vận dụng 2 trang 83 Toán 11 Tập 1: Một hãng taxi đưa ra giá cước T(x) (đồng) khi đi quãng đường x (km) cho loại xe 4 chỗ như sau:

T(x) = Vận dụng 2 trang 83 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11

Xét tính liên tục của hàm số T(x).

Vận dụng 2 trang 83 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11

Lời giải:

+) Với x0 ∈ (0; 0,7) hàm số f(x) = 10 000 là hàm đa thức nên liên tục trên (0; 0,7).

+) Với x0 ∈ (0,7; 20) hàm số f(x) = 10 000 + (x – 0,7).14 000 là hàm đa thức nên liên tục trên (0,7; 20).

+) Với x0 ∈ (20; +∞) hàm số f(x) = 280 200 + (x – 20).12 000 là hàm đa thức nên liên tục trên (20; +∞).

+) Tại x0 = 0,7 ta có:

limx0,7fx=limx0,710000=10000;

limx0,7+fx=limx0,7+[10 000 + (x-0,7).14 000] = 10 000.

Suy ra limx0,7fx=limx0,7+fx=10000. Do đó tồn tại limx0,7fx=10000.

Mà f(0,7) = 10 000 nên limx0,7fx= f(0,7) = 10000.

Vì vậy hàm số liên tục tại x0 = 0,7.

+) Tại x0 = 20 ta có:

limx20fx=limx20[10 000 + (x-0,7).14 000] = 280 200.

limx20+fx=limx20+[280 200+(x-20).12 000] = 280 200.

Suy ra limx20fx=limx20+fx=280200. Do đó tồn tại limx20fx=280200.

Mà f(20) = 280 200 nên limx20fx=f20=280200.

Vì vậy hàm số liên tục tại x = 20.

Vậy hàm số T(x) liên tục trên ℝ.

4. Tổng, hiệu, tích, thương của hàm số liên tục

Hoạt động khám phá 4 trang 83 Toán 11 Tập 1: Cho hai hàm số y = f(x) = 1x1 và y = g(x) = 4x. Hàm số y = f(x) + g(x) có liên tục tại x = 2 không? Giải thích.

Lời giải:

Xét hàm số y = h(x) = f(x) + g(x) = 1x1+4x có tập xác định D = [4; +∞) \ {1}.

Tại x0 = 2 ∈ D thì limx2hx=limx21x1+4x = 3 = h(2).

Do đó hàm số liên tục tại x0 = 2.

Giải Toán 11 trang 84 Tập 1

Thực hành 5 trang 84 Toán 11 Tập 1: Xét tính liên tục của hàm số:

a) y = x2+1 + 3 - x;

b) y = x21x.cos x.

Lời giải:

a) Đặt y = f(x) = x2+1 + 3 - x

Tập xác định của hàm số D = ℝ.

Khi đó limxx0fx=limxx0x2+1+3x=x02+1+3x0=fx0.

Vậy hàm số liên tục trên ℝ.

b) Đặt y = g(x) = x21x.cos x.

Tập xác định của hàm số D = ℝ\{0}.

Trên các khoảng (– ∞; 0) và (0; +∞) ta thấy hàm số y=x21x và y = cos x liên tục.

Vậy hàm số đã cho liên tục trại mọi điểm x0 ≠ 0.

Vận dụng 3 trang 84 Toán 11 Tập 1: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho đường tròn (C) tâm O, bán kính bằng 1. Một đường thẳng d thay đổi, luôn vuông góc với trục hoành, cắt trục hoành tại điểm M có hoành độ x (– 1 < x < 1) và cắt đường tròn (C) tại các điểm N và P (xem Hình 6).

a) Viết biểu thức S(x) biểu thị diện tích của tam giác ONP.

b) Hàm số y = S(x) có liên tục trên (– 1; 1) không? Giải thích.

c) Tìm các giới hạn limx1Sx và limx1+Sx.

Vận dụng 3 trang 84 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11

Lời giải:

a) Xét tam giác OMN vuông tại M có:

MN = ON2OM2=1x2

NP=21x2

Diện tích của tam giác ONP là:

S(x) = 12.NP.OM = 12.2.1-x2.x = x1-x2

b) Trên (– 1; 1) hàm số y = 1-x2 xác định và liên tục và hàm số y = x liên tục.

Do đó hàm số S(x) liên tục trên (– 1; 1).

c) Ta có:

limx1+Sx=limx1+1x2.x=0

limx1Sx=limx11x2.x=0.

Bài tập

Bài 1 trang 84 Toán 11 Tập 1: Xét tính liên tục của hàm số sau:

a) f(x) = Bài 1 trang 84 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11 tại điểm x = 0;

b) f(x) = Bài 1 trang 84 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11 tại điểm x = 1.

Lời giải:

a) Tại x = 0, ta có:

limx0+fx=limx0+x2+1=1;

limx0fx=limx01x=1.

Suy ra limx0+fx=limx0fx=1. Do đó limx0fx=1

Mà f(0) = 02 + 1 = 1 nên limx0fx=f0=1.

Vậy hàm số đã cho liên tục tại điểm x = 0.

b) Tại x = 1 ta có:

limx1+fx=limx1+x2+2=3;

limx1fx=limx1x=1.

Suy ra limx1+fxlimx1fx. Do đó không tồn tại limx1fx.

Vậy hàm số không liên tục tại x = 1.

Bài 2 trang 84 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = Bài 2 trang 84 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11. Tìm a để hàm số f(x) liên tục trên ℝ.

Lời giải:

Ta có:

limx2fx=limx2x24x+2=limx2x2x+2x+2=limx2x2=4.

f(-2) = a.

Để hàm số f(x) liên tục trên ℝ thì hàm số liên tục tại x = – 2

limx2fx= f(-2)

a = -4

Vậy a = – 4 thì hàm số đã cho liên tục trên ℝ.

Giải Toán 11 trang 85 Tập 1

Bài 3 trang 85 Toán 11 Tập 1: Xét tính liên tục của hàm số sau:

a) f(x) = xx24;

b) g(x) = 9-x2;

c) h(x) = cosx + tanx.

Lời giải:

a) Tập xác định của hàm số D = ℝ \ {– 2; 2}.

Hàm số f(x) = xx24 liên tục tại mọi điểm khác – 2 và 2.

b) Tập xác định của hàm số D = [– 2; 2].

Hàm số g(x) = 9-x2 liên tục trên [– 2; 2].

c) Tập xác định của hàm số: D = R\Bài 3 trang 85 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11.

Hàm số y = cosx hoặc y = tanx đều liên tục trên các khoảng xác định của nó.

Vậy h(x) = cosx + tanx liên tục trên từng khoảng xác định.

Bài 4 trang 85 Toán 11 Tập 1: Cho hàm số f(x) = 2x – sinx, g(x) = x1. Xét tính liên tục của hàm số y = f(x).g(x) và y = fxgx.

Lời giải:

+) Xét hàm số y = f(x).g(x) có tập xác định D = [1; +∞).

Hàm số f(x) = 2x – sinx, g(x) = x1 đều liên tục trên D.

Vậy hàm số y = f(x).g(x) liên tục trên D.

+) Xét hàm số y = fxgx có tập xác định D = (1; +∞).

Hàm số f(x) = 2x – sinx, g(x) = x1 đều liên tục trên D.

Vậy hàm số y = fxgx liên tục trên D.

Bài 5 trang 85 Toán 11 Tập 1: Một bãi đậu xe ô tô đưa ra giá C(x) (đồng) khi thời gian đậu xe là x (giờ) như sau:

C(x) = Bài 5 trang 85 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11

Xét tính liên tục của hàm số C(x).

Lời giải:

+) Với x ∈ (0; 2) ta có: C(x) = 60 000 nên hàm số liên tục trên (0; 2).

+) Với x ∈ (2; 4) ta có: C(x) = 100 000 nên hàm số liên tục trên (2; 4).

+) Với x ∈ (4; 24) ta có: C(x) = 200 000 nên hàm số liên tục trên (4; 24).

+) Tại x = 2 ta có: limx2Cx=60000100000=limx2+Cx. Suy ra không tồn tại limx2Cx.

+) Tại x = 4 ta có: limx4Cx=100000200000=limx4+Cx. Suy ra không tồn tại limx4Cx.

Bài 6 trang 85 Toán 11 Tập 1: Lực hấp dẫn do Trái Đất tác dụng lên một đơn vị khối lượng ở khoảng cách r tính từ tâm của nó là F(r) = Bài 6 trang 85 Toán 11 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 11 trong đó M là khối lượng, R là bán kính của Trái Đất, G là hằng số hấp dẫn. Hàm số F(r) có liên tục trên (0; +∞) không?

Lời giải:

+) Ta có: y = GMrR3 liên tục trên (0; R) và y = GMr2 liên tục trên (R; + ∞).

+) Tại r = R, ta có:

limrRFr=limrRGMrR3=GMR2

limrR+Fr=limrRGMr2=GMR2

Suy ra limrRFr=limrR+Fr. Do đó limrRFr=GMR2

Mà FR=GMR2 nên limrRFr=FR=GMR2

Suy ra hàm số liên tục tại x = R.

Vậy hàm số liên tục trên (0; +∞).

Xem thêm các bài giải SGK Toán lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 2: Giới hạn của hàm số

Bài 3: Hàm số liên tục

Bài tập cuối chương 3

Bài 1: Điểm, đường thẳng và mặt phẳng trong không gian

Bài 2: Hai đường thẳng song song

Lý thuyết Hàm số liên tục

1. Hàm số liên tục tại 1 điểm

 Cho hàm y=f(x) xác định trên khoảng K, x0K. Hàm số f(x) được gọi là liên tục tại điểm x0 nếu limxx0f(x)=f(x0).

 Hàm số không liên tục tại x0 được gọi là gián đoạn tại điểm đó.

*Nhận xét: Để hàm số y=f(x) liên tục tại x0 thì phải có cả 3 điều sau:

  • Hàm số xác định tại x0.
  • Tồn tại limxx0f(x)
  • limxx0f(x)=f(x0)

2. Hàm số liên tục trên một khoảng, trên một đoạn

- Hàm số y=f(x) xác định trên khoảng (a;b)

  Hàm số y=f(x)được gọi là liên tục trên khoảng (a;b)nếu nó liên tục tại mọi điểm thuộc khoảng này.

- Hàm số y=f(x)được gọi là liên tục trên đoạn [a;b]nếu nó liên tục trên khoảng (a;b)và limxa+f(x)=f(a),limxbf(x)=f(b).

* Nhận xét:

- Đồ thị hàm số liên tục trên một khoảng, đoạn là “đường liền” trên khoảng, đoạn  đó.

- Nếu hàm sốy=f(x) liên tục trên đoạn [a;b] và f(a).f(b)<0thì phương trình f(x)=0có ít nhất một nghiệm trên khoảng (a;b).

3. Tính liên tục của hàm sơ cấp cơ bản

- Hàm số đa thức và hàm số y=sinx,y=cosx liên tục trên R.

- Các hàm số y=tanx,y=cotx,y=xvà hàm phân thức hữu tỉ (thương của hai đa thức) liên tục trên tập xác định của chúng.

4. Tổng, hiệu, tích, thương của hàm số liên tục

Giả sử hai hàm số y=f(x) và y=g(x) liên tục tại điểm x0. Khi đó:

a, Các hàm số y=f(x)±g(x)và y=f(x).g(x) liên tục tại điểm x0.

b, Hàm số y=f(x)g(x) liên tục tại điểm x0nếu g(x0)0.

Đánh giá

0

0 đánh giá