dulieu.tailieuhoctap.vndulieu.tailieuhoctap.vn/books/giao-duc-dai-cuong/toan-cao-cap/file_goc_768069.pdf ·...

Post on 30-Aug-2019

8 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

TRANSCRIPT

Nội dung ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I.2 – Giới hạn của hàm số

– Hàm số.

– Giới hạn của hàm số.

– Vô cùng bé, Vô cùng lớn.

Định nghĩa (hàm hợp)

Cho hai hàm . : ; : g X Y f Y Z

Khi đó tồn tại hàm hợp . :f g X Z

( ( ))h f g f g x

Ví dụ. 2( ) 3; ( ) g x x f x x

2

( ) ( ( ) ( 3) 3f g x f g x f x x

2 2( ) ( ( )) ( ) 3g f x g f x g x x

1. Hàm số

4) ( ) 2 2 a f g x x x ( ,2]f gD

) ( ) 2 b g f x x 0,4g fD

4) ( ) c f f x x 0,f fD

) ( ) 2 2 d g g x x 2,2g gD

Cho . Tìm các hàm sau và miền

Ví dụ.

( ) ; ( ) 2 f x x g x x

) ; ; ; . b) c) d) a f g g f f f g gxác định của nó:

Đầu vào

Đầu ra

Hàm y = f(x) là hàm 1 – 1 khi và chỉ khi không tồn tại

đường thẳng nằm ngang cắt đồ thị nhiều hơn một điểm.

Hàm y = f(x) được gọi là hàm 1 – 1, nếu

Định nghĩa (hàm 1 – 1)

thì .

1 2 fx x D

1 2( ) ( )f x f x

Hàm 1 – 1

Ví dụ.

Không là hàm 1 – 1

ký hiệu , xác định bởi .

Hàm ngược của y = f(x) là hàm từ E vào D,

Cho y = f(x) là hàm 1 – 1 với miền xác định D và miền

Định nghĩa (hàm ngược)

giá trị E.

1( )x f y 1( ) ( )x f y y f x

Vì , nên (a,b) thuộc đồ thị y = f(x)

Chú ý:

khi và chỉ khi (b,a) thuộc đồ thị của . 1f

1( ) ( )a f b b f a

Đồ thị y = f(x) và đồ thị của đối xứng nhau qua

qua đường thẳng y = x.

1f

Ví dụ. Vẽ đồ thị của

1y x Vẽ đồ thị của

và đồ thị hàm ngược.

Xét hàm lượng giác y = sin x

Định nghĩa (hàm lượng giác ngược)

Trên đoạn , y = sin x là hàm 1 – 1. -

,2 2

Tồn tại hàm ngược, ký hiệu arcsiny x

Xét hàm lượng giác y = cos x

Định nghĩa (hàm lượng giác ngược)

Trên đoạn , y = cos x là hàm 1 – 1. 0,

Tồn tại hàm ngược, ký hiệu arccosy x

Miền xác định: [-1,1]

Hàm arcsin x

-,

2 2

Miền giá trị:

Hàm luôn luôn tăng.

Miền xác định: [-1,1]

Hàm arccos x

0,Miền giá trị:

Hàm luôn luôn giảm.

Xét hàm lượng giác y = tanx

Định nghĩa (hàm lượng giác ngược)

Trên khoảng , y = tan x là hàm 1 – 1. ,2 2

Tồn tại hàm ngược, ký hiệu arctany x

Xét hàm lượng giác y = cot x

Định nghĩa (hàm lượng giác ngược)

Trên khoảng , y = cot x là hàm 1 – 1. 0,

Tồn tại hàm ngược, ký hiệu arccot y x

Miền xác định: R

Hàm arctan x

-,

2 2

Miền giá trị:

Hàm luôn luôn tăng.

Miền xác định: R

Hàm arccotan x

0,Miền giá trị:

Hàm luôn luôn giảm.

Định nghĩa (hàm Hyperbolic)

sin hyperbolic sinh( )2

x xe ex

cos hyperbolic cosh( )2

x xe ex

tan hyperbolic sinh( )

tanh( )cosh( )

xx

x

cotan hyperbolic cosh( )

coth( )sinh( )

xx

x

cosh( )y xHàm sinh( )y xHàm

tanh( )y xHàm coth( )y xHàm

Có các công thức sau (tương tự công thức lượng giác)

2 21) cosh ( ) sinh ( ) 1 a a

2 22) sinh(2 ) 2sinh( )cosh( ); cosh(2 ) cosh ( ) sinh ( ) a a a a a a

3) cosh( ) cosh( )cosh( ) sinh( )sinh( ) a b a b a b

4) cosh( ) cosh( )cosh( ) sinh( )sinh( ) a b a b a b

5) sinh( ) sinh( )cosh( ) sinh( )cosh( ) a b a b b a

6) sinh( ) sinh( )cosh( ) sinh( )cosh( ) a b a b b b

và các công thức lượng giác hyperbolic khác.

Để thu được công thức lượng giác hyperbolic từ công

thức lượng giác quen thuộc ta thay cos bởi cosh và thay

sin bởi isinh.

Ví dụ. Từ công thức 2 2cos sin 1a a

ta có 2 2 2cosh sin 1ia a

2 2cosh sinh 1a a

Hàm cho bởi phương trình tham số.

Giả sử tồn tại hàm ngược của một trong hai hàm trên,

giả sử của x = x(t) là t = t(x).

Cho hai hàm x = x(t), y = y(t) xác định trong một lân cận

V nào đó của điểm . 0t

Khi đó tồn tại hàm y = y(t(x)) và hàm này được gọi là hàm

cho bởi phương trình tham số: x = x(t) và y = y(t).

Ví dụ.

Hàm y = y(x) cho bởi phương trình tham số

2cos

3sin (1)

x t

y t

Đây chính là phương trình của ellipse.

2 2

14 9

x y

cos2

(1)

sin3

xt

yt

Ví dụ.

Phương trình tham số của đường

tròn tâm O bán kính R:

cos

sin

x R t

y R t

Phương trình tham số của đường

tròn tâm (a,b) bán kính R:

cos

sin

x a R t

y b R t

cos

sin

x a t

y b t

Phương trình tham số của ellipse là 2 2

2 21

x y

a b

2. Giới hạn của hàm số

Ví dụ. D = (0,1)

Cho D là tập số thực. Điểm được gọi là điểm tụ của 0x

Định nghĩa.

tập D nếu trong mọi khoảng đều chứa vô 0 0( , )x x

số các phần tử của tập D.

Điểm tụ của D là [0,1]

D có duy nhất một điểm tụ là 0 1

,D n Nn

1( 1) ,

2

n nD n N

n

D có hai điểm tụ -1 và 1.

2. Giới hạn của hàm số

0

lim ( )x x

f x a

0 0

0, | ( ) | .fx D x x f x a

Chú ý:

Trong định nghĩa không đòi hỏi là f(x) phải xác định tại 0x

Ví dụ. 20

1 cos 1lim

2x

x

x

mặc dù hàm không

xác định tại x = 0.

Định nghĩa. (ngôn ngữ )

Cho x0 là điểm tụ của miền xác định.

2. Giới hạn của hàm số

lim ( )x

f x a

0 0A

, | ( ) | .fx D x A f x a

Định nghĩa.

lim ( )x

f x a

0 0B

, | ( ) | .fx D x B f x a

Định nghĩa.

thì f(x) trong

khoảng này

khi x trong khoảng

này

lim ( )x

f x L

thì f(x) trong

khoảng này

khi x trong

khoảng này

lim ( )x

f x L

2. Giới hạn của hàm số

0

lim ( )x x

f x

0M 0

0,| | ( ) .fx D x x f x M

Định nghĩa.

0

lim ( )x x

f x

0M 0

Định nghĩa.

0,| | ( ) .fx D x x f x M

2. Giới hạn của hàm số

Chú ý: Thường dùng định nghĩa này chứng tỏ hàm

không có giới hạn.

0

lim ( )x x

f x a

Định nghĩa. (ngôn ngữ dãy )

Cho x0 là điểm tụ của miền xác định.

( ) ,n fx D 0 ,n

n n ox x x x

( )n

nf x a

Nếu tìm được hai dãy mà '

0( ),( )n nx x x'( ), ( )n nf x f x

hội tụ về hai số khác nhau thì hàm không có giới hạn.

2. Giới hạn của hàm số

Ví dụ. Chứng tỏ không tồn tại giới hạn 0

1limsinx x

Chọn dãy 1

02

n

nxn

( ) sin 2 0 0nf x n

Chọn dãy , 10

2 / 2

n

nxn

( ) sin(2 ) 1 12

nf x n

Suy ra không tồn tại giới hạn

0 0

lim ( ) , lim ( )x x x x

f x a g x b

Tính chất của giới hạn hàm số

0

1) lim ( ) , Rx x

f a

0

2) lim ( ) x x

f g a b

0

3) lim ( ) x x

f g a b

0

4) lim , 0 x x

f ab

g b

05) ( ), ( ) ( ) x V x f x g x a b

0 0

( ) ( ) ( )6)

lim lim

x x x x

f x g x h x

f h a

0

lim ( )x x

g x a

0

0

lim ( ) 0

lim ( )

x x

x x

u x a

v x b

Mệnh đề

0

( )lim ( )

v x b

x xu x a

0 0

( ) ( ) ln ( )lim ( ) lim

v x v x u x

x x x xu x e

0

lim ( ) ln( ( ))x x

v x u x

e

ln .b a be a

1lim 1

x

xe

x

1lim 1

x

xe

x

1

0lim 1 x

xx e

0

sin1) lim 1

x

x

x

0

12) lim 1

x

x

e

x

20

1 cos 13) lim

2

x

x

x

0

ln(1 )4) lim 1

x

x

x

0

(1 ) 15) lim

x

x

x

Các giới hạn cơ bản thường gặp khi 0x

0

arctan6) lim 1

x

x

x

0

arcsin7) lim 1

x

x

x

0

tan8) lim 1

x

x

x

1/

09) lim 1

x

xx e

1/

0

110) lim 1

x

xx

e

1) lim , 0

xx

2) lim ln , 0

x

x

3) lim , 1

x

xa a

14) lim 1

x

xe

x

Các giới hạn cơ bản thường gặp khi x

5) lim sin x

x không tồn tại

01)

0

Các dạng vô định

2)

3) 0 4)

5) 1

06) 0

07)

0 0 0,0fx D x x

Định nghĩa. (giới hạn trái)

Số a gọi là giới hạn trái của y = f(x) tại điểm x0, nếu

| ( ) | .f x a

0

lim ( )xx

f x a

ký hiệu

0 0 0,0fx D x x

Định nghĩa. (giới hạn phải)

Số a gọi là giới hạn trái của y = f(x) tại điểm x0, nếu

| ( ) | .f x a

0

lim ( )xx

f x a

ký hiệu

Ví dụ

1

1lim

1x x

1

1lim

1x x

Ví dụ

1/

0lim 0x

xe

1/

0lim x

xe

Ví dụ

0

sinlim 1

x

x

x

0

sinlim

| |x

x

xKhông tồn tại

Vì 0 0

sin sinlim lim 1

| |

x x

x x

x x

và 0 0

sin sinlim lim 1

| |

x x

x x

x x

Định lý.

Hàm số y = f(x) có giới hạn tại x0 khi và chỉ khi nó có giới

hạn trái và giới hạn phải tại x0 và chúng bằng nhau.

Chú ý

Dùng định lý trên để chứng tỏ hàm không có giới hạn.

Chú ý.

Giới hạn một phía thường được dùng trong các trường

hợp hàm chứa căn bậc chẵn, chứa trị tuyệt đối, hoặc

hàm ghép.

Ví dụ. Cho . Tìm

2 3, 0

( ) 1sin , 0

x x

f xx x

x0

lim ( )x

f x

0 0

lim ( ) lim (2 3) 3

x x

f x x

0 0

1lim ( ) lim sin 0

x x

f x xx

Vậy không tồn tại giới hạn.

Ví dụ

Định nghĩa

nếu

Hàm số y = f(x) được gọi là vô cùng bé (VCB) khi 0x x

0

lim ( ) 0.x x

f x

là một vô cùng bé khi , vì 0x 3( ) 3sin 2f x x x

3

0lim 3sin 2 0.x

x x

Tính chất của VCB

1) Tổng hữu hạn của các VCB là một VCB.

2) Tích của hai VCB là một VCB.

3) Tích của một VCB và một hàm bị chặn là một VCB.

4) Thương của hai VCB có thể không là một VCB.

Cho f(x) và g(x) là hai vô cùng bé khi . 0x x

Giả sử 0

( )lim .

( )

x x

f xk

g x

1) Nếu , thì f(x) gọi là VCB bậc cao hơn g(x). 0k

( ) ( ( ))f x g x

2) Nếu k hữu hạn, khác không, thì f(x) và g(x) là hai

VCB cùng cấp.

3) Nếu , thì f(x) và g(x) là hai VCB tương đương. 1k

( ) ( )f x g x

Định nghĩa

2 4 2 3( ) tan ; ( ) sin 2 f x x x g x x x

Vì .

2 4

2 30 0

( ) tanlim lim 1.

( ) sin 2

x x

f x x x

g x x x

Ví dụ

Khi đó f(x) và g(x) là hai VCB tương đương khi . 0x

3 2 2( ) sin ; ( ) tan f x x x g x x x

Vì .

2 3

20 0

( ) sinlim lim 0.

( ) tan

x x

f x x x

g x x x

Ví dụ

Khi đó f(x) là VCB bậc cao hơn g(x) khi . 0x

2 2 2( ) sin 2 ; ( ) tan 3 f x x x g x x

Vì .

2 2

20 0

( ) sin 2 1lim lim .

( ) 3tan 3

x x

f x x x

g x x

Ví dụ

Khi đó f(x) và g(x) là hai VCB cùng bậc khi . 0x

1 2( ) 1; ( ) 1 xf x e g x x

Vì .

1

1 1 2

( ) 1 1lim lim .

( ) 21

x

x x

f x e

g x x

Ví dụ

Khi đó f(x) và g(x) là hai VCB cùng bậc khi . 1x

1) sin x x

Các vô cùng bé thường gặp khi 0x

2) -1 xe x

2

3) 1- cos2

x

x

4) ln(1 ) x x

5) (1 ) -1 x x

6) arcsin x x

7) arctan x x

8) tan x x

Chú ý: Đây là các vô cùng bé khi 0x

9) sinh x x

2

10) cosh 12

x

x

Các vô cùng bé trên suy ra trực tiếp từ định nghĩa và

các giới hạn cơ bản.

Qui tắc ngắt bỏ VCB cấp cao

0

limToång höõu haïn caùc VCB

Toång höõu haïn caùc VCBx x

0

limVCB baäc cuûa töû

VCB baä

thaáp nhaát

thaáp nhaác cuûa m ãut a

x x

Ví dụ.

Tính giới hạn 2 30

ln(1 tan )lim

sin

x

x xI

x x

2ln(1 tan ) tan x x x x x

2 30

ln(1 tan )lim

sin

x

x xI

x x

2

20lim 1.

x

x

xVí dụ.

Tính giới hạn 20

ln(cos )lim

ln(1 )

x

xI

x

20

ln(1 cos 1)lim

ln(1 )

x

xI

x20

cos 1lim

x

x

x

2

20

/ 2 1lim

2

x

x

x

2 3 2sin x x x

Ví dụ.

Tính giới hạn

2

20

coslim

sin

x

x

e xI

x

2 21 xe x2

1 cos 2

x

x

2

20

1 1 coslim

sin

x

x

e xI

x

2 2

20

/ 2 3lim .

2

x

x x

x

sin x x

Ví dụ.

Tính giới hạn sin 5 sin

0lim

ln(1 2 )

x x

x

e eI

x

sin 5 sin

0

1 1lim

ln(1 2 )

x x

x

e eI

x 0

sin5 sinlim

2x

x x

x

0

5lim 2

2x

x x

x

Ví dụ.

Tính giới hạn 1

1

sin 1lim

ln

x

x

eI

x

1 1 1 xe x ln ln(1 1) -1 x x x

1

sin( 1)lim

1

x

xI

x 1

1lim 1.

1

x

x

xVí dụ.

Tính giới hạn sinh 3 sinh

0lim

tan

x x

x

e eI

x

sinh 3 sinh

0

1 1lim

x x

x

e eI

x 0

sinh3 sinhlimx

x x

x

0

3lim 2.x

x x

x

Ví dụ.

Tính giới hạn

3 40

1 (cos 1)lim

sin 2

x

x

e xI

x x

1 xe x 2cos 1 - / 2x x

2

3 40

( / 2)lim

2x

x xI

x x

2

30

( / 2) 1lim

2x

x x

x

Ví dụ.

Tính giới hạn

21/2 cos(1/ )

limarctan

x

x

e xI x

x

2 22 1/ 1/(2 )

lim/ 2x

x xI x

3

Các trường hợp thay VCB ĐÚNG VÀ SAI.

30

tan sin1) lim

x

x x

x 30

tanlim

x

x

x

x SAI

30

tan sin2) lim

x

x x

x30

sinlim

x

x x

xSAI

30

tan sin 23) lim

x

x x

x

3

0

sin 2limx

x x

x

ĐÚNG

Các trường hợp thay VCB ĐÚNG VÀ SAI.

0

tan sin 24) lim

sinx

x x

x

0

2 lim

x

x x

x

ĐÚNG

30

tan sin5) lim

sinx

x x

x

0 3

tan sin lim

x

x

x

x ĐÚNG

2

2 20

1 cos6) lim

sinx

x

x x

2

2 20

1 cos lim

x

x

x xSAI

Ví dụ.

Cho f(x) là vô cùng bé khi . 0x x

00

( )lim höõu haïn, . 0

px x

f x

x x

Định nghĩa

Số p được gọi là bậc của VCB f(x) khi , nếu 0x x

2 3( ) sin 1 cos2 f x x x x

là một VCB khi , và bậc của f(x) là 2. 0x

vì 2 3

2 20 0

( ) sin 1 cos2lim lim 3x x

f x x x x

x x

Tìm bậc của các VCB sau đối với x khi . 0x

Ví dụ

3 2 31) ( ) f x x x

2) ( ) sin 2 2 f x x

3) ( ) 2 1 xf x

3 44) ( ) 3sin f x x x

3

5) ( ) cos xf x e x

bậc 2/3.

bậc 1.

bậc 1/2.

bậc 3.

bậc 2.

Ví dụ

1) ( ) cos cos2 f x x x

22) ( ) ln cosf x x

3) ( ) 3 x xf x e

34) ( ) sin 2 ln(1 tan ) f x x x x

25) ( ) 1 2 cos3 f x x x

Tìm để f(x) và là 2 VCB tương đương, 0x, x

3/ 2; 2

1/ 2; 4

ln3; 1/ 2

1

13/ 4; 2

Ví dụ

Định nghĩa (vô cùng lớn)

nếu

Hàm số y = f(x) được gọi là vô cùng lớn (VCL) khi 0x x

0

lim ( ) .

x x

f x

là một vô cùng lớn khi , vì x2( ) 2 3cos f x x x

2lim 2 3cos .

x

x x

Cho f(x) và g(x) là hai vô cùng lớn khi . 0x x

Giả sử 0

( )lim .

( )

x x

f xk

g x

1) Nếu , thì f(x) gọi là VCL bậc cao hơn g(x). k

( ) ( ( )) f x g x

2) Nếu k hữu hạn, khác không, thì f(x) và g(x) là hai

VCL cùng cấp.

3) Nếu , thì f(x) và g(x) là hai VCL tương đương. 1k

( ) ( )f x g x

Định nghĩa

Qui tắc ngắt bỏ VCL

0

limToång höõu haïn caùc VCL

Toång höõu haïn caùc VCLx x

0

limVCL baäc cuûa töû

VCL baä

cao nhaát

cao nhaátc cuûa maãux x

Ví dụ

Tử là tổng của ba VCL:

2

2

4 2 3lim

4

x

x x xI

x x

2 4 2 3 3

x

x x x x

Mẫu là tổng của hai VCL: 2 4 2

x

x x x

3 3lim

2 2

x

xI

x

I) Tìm các giới hạn sau.

Bài tập

2

22

41) lim

2

x

x

x x

5

0

32 22) lim

x

x

x

20

cos3 cos73) lim

x

x x

x

/ 44) lim cot 2 cot( / 4 )

xx x

21/ sin (2 )

2

05) lim 1 tan

x

xx

4

3

1

80

20

2

1/ 4e

21/

06) lim cos

x

xx

1/(1 cos )

07) lim cosh

x

xx

22

2

2 38) lim

2 1

x

x

x

x

2

2

29) lim

2

x

x

x

x

1/ 110) lim

x

x

xe

x

1/ 2e

e

2e

4(ln 2 1)

2e

2

2

1411) lim

2

x

x x

x x

2

2

1412) lim

2

x

x x

x x

0

113) lim tanh

x x

0

114) lim tanh

x x

2

20

sin 2 2arctan3 315) lim

ln(1 3 sin )

xx

x x x

x x xe

1

7

1

1

2

5 3

2 30

1 10 1 316) lim

arcsin(3 ) sinh(2 )

x

x x

x x x x

17) lim ln 1 ln2 2

x

x xx

3 3

0

cos4 cos518) lim

1 cos3

x

x x

x

30

1 tan 1 sin19) lim

sin

x

x x

x

0

tan 2 3arcsin 420) lim

sin5 6arctan7

x

x x

x x

1

2

1

3

1/ 4

10/37

Ví dụ

Định nghĩa (vô cùng lớn)

nếu

Hàm số y = f(x) được gọi là vô cùng lớn (VCL) khi 0x x

0

lim ( ) .

x x

f x

là một vô cùng lớn khi , vì x2( ) 2 3cos f x x x

2lim 2 3cos .

x

x x

Cho f(x) và g(x) là hai vô cùng lớn khi . 0x x

Giả sử 0

( )lim .

( )

x x

f xk

g x

1) Nếu , thì f(x) gọi là VCL bậc cao hơn g(x). k

( ) ( ( )) f x g x

2) Nếu k hữu hạn, khác không, thì f(x) và g(x) là hai

VCL cùng cấp.

3) Nếu , thì f(x) và g(x) là hai VCL tương đương. 1k

( ) ( )f x g x

Định nghĩa

Qui tắc ngắt bỏ VCL

0

limToång höõu haïn caùc VCL

Toång höõu haïn caùc VCLx x

0

limVCL baäc cuûa töû

VCL baä

cao nhaát

cao nhaátc cuûa maãux x

Ví dụ

Tử là tổng của ba VCL:

2

2

4 2 3lim

4

x

x x xI

x x

2 4 2 3 3

x

x x x x

Mẫu là tổng của hai VCL: 2 4 2

x

x x x

3 3lim

2 2

x

xI

x

3. Liên tục của hàm số

Hàm được gọi là liên tục tại , nếu xác định ( )y f x

tại điểm này và

Định nghĩa

0x

0

0lim ( ) ( ).x x

f x f x

Nếu hàm không liên tục tại , ta nói hàm gián đoạn tại 0x

Định nghĩa

điểm này.

đồ thị liền nét (không đứt đoạn) tại điểm (a, f(a)).

Khi x tiến đến a.

thì f(x) tiến

đến f(a).

1) Điểm gián đoạn loại một:

Định nghĩa

Cho là điểm gián đoạn của đồ thị hàm số ( )y f x0x

giới hạn trái f(x0-) và phải f(x0+) tồn tại và hữu hạn.

x0 là điểm khử được: f(x0-) = f(x0+)

2) Điểm gián đoạn loại hai: không phải là loại một.

Một trong hai giới hạn (trái hoặc phải) không tồn tại

hoặc tồn tại nhưng bằng vô cùng.

x0 là điểm nhảy: 0 0( ) ( )f x f x

bước nhảy: 0 0( ) ( )h f x f x

x = 2 là điểm gián đoạn loại một khử được.

x = 2 là điểm nhảy: gián đoạn không khử được.

( )f x x

x = 0 là điểm gián đoạn loại hai.

Tính chất của hàm số liên tục

Cho là hai hàm liên tục tại , khi đó ( ), ( )y f x y g x 0x

liên tục tại x0. 1) ( ); ( ) ( ); ( ) ( )f x f x g x f x g x

2) Nếu , thì liên tục tại x0. 0( ) 0g x ( )

( )

f x

g x

Nếu hàm f(x) liên tục tại và , thì tồn tại một 0x

Định lý

lân cận của x0, sao cho f(x) > 0 với mọi x thuộc lân cận này.

0( ) 0f x

Nếu hàm f(x) liên tục trên đoạn [a,b] và f(a).f(b) < 0, thì

Hệ quả

tồn tại ít nhất một x0 thuộc [a,b] sao cho f(x0) = 0.

Định lý (Bozano- Côsi)

Nếu liên tục trên đoạn [a,b] và f(a) = A, f(b) = B ( )y f x

thì tồn tại sao cho [ , ]C A B 0 ,x a b0( ) .f x C

Các hàm sau đây được gọi là hàm sơ cấp cơ bản:

1/ hàm hằng

Định nghĩa

2/ hàm lũy thừa y x

3/ hàm mũ ; 0, 1xy a a a

4/ hàm logarit log ; ( 0, 1)ay x a a

5/ hàm lượng giác 6/ hàm lượng giác ngược

7/ hàm hyperbolic

Hàm sơ cấp là hàm thu được từ các hàm sơ cấp cơ bản

Định nghĩa

bằng cách sử dụng hữu hạn các phép toán: cộng, trừ,

nhân, chia, khai căn và phép hợp.

1sin3 ln

2y x

x

Hàm sơ cấp liên tục trên miền xác định của nó.

Định lý

là hàm sơ cấp

Vậy nó liên tục trên toàn miền xác định: x > -2.

là hàm sơ cấp nên liên tục trên MXĐ sin

0, ( )x

x f xx

Ví dụ

sin, 0

( )

1, 0

xx

f x x

x

Khảo sát tính liên tục

0 0

sin sinlim 1 lim (0)x x

x xf

x x Tại x = 0:

Hàm liên tục tại x = 0. Vậy hàm liên tục trên R.

là hàm sơ cấp nên liên tục trên MXĐ sin

0, ( )x

x f xx

Ví dụ

sin, 0

( )

1, 0

xx

xf x

x

Khảo sát tính liên tục

0

sinlim 1x

x

x Tại x = 0:

x = 0 là điểm nhảy.

0

sinlim 1x

x

x

Bước nhảy: 0 0 1 ( 1) 2.h f f

Tập xác định:

Ví dụ

1( ) arctanf x

x

Khảo sát điểm gián đoạn

0

1lim arctan

2x x

Tại x = 0:

x = 0 là điểm nhảy.

0

1lim arctan

2x x

Bước nhảy: 0 0 ( ) .2 2

h f f

\ 0fD R

Tập xác định:

Ví dụ

1( ) arctanf x x

x

Khảo sát điểm gián đoạn

0

1lim arctan 0x

xx Tại x = 0:

x = 0 là điểm gián đoạn khử được.

0

1lim arctan 0x

xx

\ 0fD R

Ví dụ

cos( / 2)

, / 2,3 / 2 , 0,sin

( ) , 0

,

x xx x x

x

f x a x

b x

Tìm a, b để hàm liên tục trên / 2;3 / 2

0lim ( )x

f x 0

cos( / 2)lim 1

sinx

x x

x 1.a

lim ( )x

f x

cos( / 2)lim

sinx

x x

x .

2b

2

Ví dụ

2

, | | 1( )

, | | 1

x xf x

x ax b x

Tìm a, b để hàm liên tục trên toàn TXĐ.

1lim ( )x

f x

2

1lim 1x

x ax b a b

1 1.a b

1lim ( )x

f x 1

lim 1 (1)x

x f

1lim ( )

xf x

1lim 1 ( 1)

xx f

1 1.a b

1lim ( )

xf x

2

1lim 1x

x ax b a b

Vậy a = 1, b = -1.

Tập xác định:

Ví dụ ( )sin

xf x

xKhảo sát điểm gián đoạn

không tồn tại. 0

limsinx k

x

x

\ ,fD R k k Z

Tại 0 0 0, 0 :x k k

Các điểm này là các điểm gián đoạn loại hai.

Tại 0 0 :x 0

lim 1sinx

x

x x0 = 0 là điểm gián

đoạn khử được.

Tập xác định: R

Ví dụ

1,( )

xf x

x

laø soá höõu tyû.

0, laø soá voâ tyû.

Khảo sát điểm gián đoạn

Hàm không có giới hạn tại mọi điểm. (Vì sao??)

Tất cả các điểm là những điểm gián đoạn loại hai.

Tập xác định: R

Ví dụ

,( )

x xf x

x

laø soá höõu tyû.

0, laø soá voâ tyû.

Khảo sát điểm gián đoạn

Hàm không có giới hạn tại mọi điểm khác 0.

Các điểm khác không là những điểm gián đoạn loại hai.

0lim ( ) 0 (0).x

f x f

Tại điểm x = 0:

Hàm liên tục tại x = 0.

I) Chứng tỏ rằng các hàm sau không liên tục tại x0

Bài tập

2

1, 01) ( )

, 0

x xf x

x x

0 0x

1, 0

2) ( )

0, 0

xf x x

x

0 0x

2

1, 0

3) ( )

1, 0

xf x x

x

0 0x

4) ( ) sign( 1)f x x 0 1x

II) Tìm các điểm gián đoạn của đồ thị, phân loại chúng

2

1/( 1), 0

1) ( ) ( 1) , 0 2

1 , 2

x x

f x x x

x x

12) ( )

cosf x

x

| 2 |3) ( )

2

xf x

x

2 3

| 1|4) ( )

xf x

x x

/ 2x n loại hai

x= -2, điểm nhảy, h =2

x= 0: loại hai, x= 1:

điểm nhảy, h = -2

III) Tìm các điểm gián đoạn của đồ thị, phân loại chúng

arcsin1) ( )

sin 2

xf x

x

2) ( )cos

xf x

x

13) ( )

ln | 1|f x

x

2/(1 )4) ( ) 3x xf x

1/| |5) xy e

x= 0, khử được

/ 2x n loại hai

x= 0, x= 2: loại hai,

x = 1: khử được

x= -1, x= 1: loại hai

x= 0, khử được

IV) Tìm các điểm gián đoạn của đồ thị, phân loại chúng

2

11) ( ) arctanf x

x

2) ( ) sin( lg( 1))f x x x

1 13) ( ) ln

1

xf x

x x

| |4) ( )

arctan

xf x

x

15)

arctan(1/ )

xy

x

x= 0, khử được

liên tục trên MXĐ

x= 0, khử được

x= 0, điểm nhảy, h=2

x= 0, điểm nhảy, h= 4/

V) Tìm các điểm gián đoạn của đồ thị, phân loại chúng

21) ( ) ln ln(1 )f x x

22) ( ) sign( 2 3)f x x x

1/ 1/

1/ 1/

3 23) ( )

3 2

x x

x xf x

5 / 3 cos4) ( )

tan(arcsin | |)

x xf x

x

15) (sin )siny x

x

x= 0, loại hai

x= -1, điểm nhảy, h = -2

x= 3, điểm nhảy, h = 2

x= 0, điểm nhảy, h = 2

liên tục trên MXĐ

x= 0, khử được

V) Tìm giá trị a để hàm liên tục

(1 ) 1, 0,

1) ( )

, 0

nxx n N

f x x

a x

trên R

cot(2 ), 0,| | / 22) ( )

, 0

x x x xf x

a x

trên ( / 2, / 2)

(arcsin )cot , 03) ( )

, 0

x x xf x

a x

trên (-1,1)

sinh, 0

4)

, 0

xx

y x

a x

trên R

a n

1/ 2a

1a

1a

VI) Chứng minh rằng các pt sau có nghiệm duy nhất

1) 2 1xx

2) 2xx e

23) arctan ; 0x x a a

4) sin 1, 0 1x x

VII) CMR pt có ít nhất hai nghiệm thực 2 4x x

VIII) CMR pt có vô số nghiệm sin 1/ 2x x

IX) CMR pt chỉ có một nghiệm 110x x 0 1.x

top related