Giải SGK Toán 11 CD Bài 3. Hàm số liên tục có đáp án
15 câu hỏi
Cấu sông Hàn là một trong những cây cầu bắc qua sông Hàn ở Đà Nẵng. Đây là cây cầu đầu tiên do kĩ sư, công nhân Việt Nam tự thiết kế và thi công. Khi cầu không quay (Hình 10a), mặt cầu liền mạch nên các phương tiện có thể đi lại giữa hai đầu cầu. Khi cầu quay (Hình 10b) để các tàu, thuyền có thể đi qua thì mặt cầu không còn liền mạch nữa, các phương tiện không thể đi qua giữa hai đầu cầu.
Kiến thức gì trong toán học thể hiện chuyển động có đường đi là đường liền mạch?
Lời giải
Kiến thức trong toán học thể hiện chuyển động của đường đi là đường liên mạch đó là kiến thức về hàm số liên tục.
Để tìm hiểu kĩ hơn hàm số liên tục là gì thì chúng ta sẽ cùng tìm hiểu bài học ngày hôm nay. Bài học: “Hàm số liên tục”.
Quan sát đồ thị hàm số f(x) = x ở Hình 11.
a) Tính \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right)\).
b) So sánh \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right)\) và f(1).
Lời giải
a) Ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} x = 1\).
b) Ta có: f(1) = 1 nên \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right) = f\left( 1 \right)\).
Lời giải
Ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \left( {{x^3} + 1} \right) = 2\) và f(1) = 13 + 1 = 2
Suy ra \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right) = f\left( 1 \right)\).
Vì vậy hàm số liên tục tại x0 = 1.
Cho hàm số f(x) = x + 1 với x ∈ ℝ.
a) Giả sử x0 ∈ ℝ. Hàm số f(x) có liên tục tại điểm x0 hay không?
b) Quan sát đồ thị hàm số f(x) = x + 1 với x ∈ ℝ (Hình 13), nêu nhận xét về đặc điểm của đồ thị hàm số đó.
Lời giải
a) Với x0 ∈ ℝ bất kì ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) = {x_0} + 1 = f\left( {{x_0}} \right)\). Do đó hàm số liên tục tại x = x0.
b) Dựa vào đồ thị hàm số ta thấy: Đồ thị hàm số là một đường thẳng liền mạch với mọi giá trị x ∈ ℝ.
Lời giải
+) Với mỗi x0 ∈ (– ∞; 2) có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} \left( {x - 1} \right) = {x_0} - 1 = f\left( {{x_0}} \right)\) là hàm số liên tục.
+) Với mỗi x0 ∈ (2; +∞) có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} \left( { - x} \right) = - {x_0} = f\left( {{x_0}} \right)\) là hàm số liên tục.
+) Tại x = 2, ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {x - 1} \right) = 1\) và f(2) = – 2 nên \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right) \ne f\left( 2 \right)\).
Vậy hàm số không liên tục tại x = 2.
Lời giải
Hình 14a) đồ thị là đường cong Parabol liền mạch nên hàm số liên tục trên toàn bộ khoảng xác định.
Hình 14b) đồ thị bị chia làm hai nhánh:
- Với x < 1 ta thấy hàm số là một đường cong liền nên liên tục.
- Với x > 1 ta thấy hàm số là một đường cong liền nên liên tục.
Vậy hàm đố liên tục trên từng khoảng xác định.
Hình 14c) đồ thị hàm số y = tanx chia thành nhiều nhánh, và mỗi nhánh là các đường cong liền. Do đó hàm số liên tục trên mỗi khoảng xác định của chúng.
Lời giải
Do \(f\left( x \right) = \frac{{x + 2}}{{x - 8}}\) nên hàm số liên tục trên mỗi khoảng (– ∞; 8), (8; + ∞).
Cho hai hàm số f(x) = x3 + x và g(x) = x2 + 1 (x ∈ ℝ). Hãy cho biết:
a) Hai hàm số f(x), g(x) có liên tục tại x = 2 hay không.
b) Các hàm số f(x) + g(x); f(x) – g(x); f(x).g(x); \(\frac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right)}}\) có liên tục tại x = 2 hay không.
Lời giải
a) Tại x = 2 có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {{x^3} + x} \right) = {2^3} + 2 = 10 = f(2)\). Do đó hàm số f(x) liên tục tại x = 2.
Tại x = 2 có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} g\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {{x^2} + 1} \right) = {2^2} + 1 = 5 = g(2)\). Do đó hàm số g(x) liên tục tại x = 2.
b) Tại x = 2 có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {f\left( x \right) + g\left( x \right)} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right) + \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right) = 10 + 5 = 15 = f\left( 2 \right) + g\left( 2 \right)\)
Do đó hàm số f(x) + g(x) liên tục tại x = 2.
Tại x = 2 có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {f\left( x \right) - g\left( x \right)} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right) - \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} g\left( x \right) = 10 - 5 = 5 = f\left( 2 \right) - g\left( 2 \right)\)
Do đó hàm số f(x) – g(x) liên tục tại x = 2.
Tại x = 2 có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {f\left( x \right).g\left( x \right)} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right).\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} g\left( x \right) = 10.5 = 50 = f\left( 2 \right).g\left( 2 \right)\)
Do đó hàm số f(x).g(x) liên tục tại x = 2.
Tại x = 2 có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {\frac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right)}}} \right) = \frac{{\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right)}}{{\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} g\left( x \right)}} = \frac{{10}}{5} = 2 = \frac{{f\left( 2 \right)}}{{g\left( 2 \right)}}\)
Do đó hàm số \(\frac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right)}}\) liên tục tại x = 2.Lời giải
Hàm số sinx và cosx liên tục trên ℝ.
Do đó hàm số y = sinx + cosx liên tục trên ℝ.
Lời giải
Hàm số f(x) = 2x3 + x + 1 xác định trên ℝ.
Ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \left( {2{x^3} + x + 1} \right) = {2.2^3} + 2 + 1 = 17 = f\left( 2 \right)\).
Do đó hàm số liên tục tại x = 2.
Lời giải
+) Hình 15a): Hàm số f(x) = x2 – 2x có tập xác định D = ℝ.
Hàm số liên tục trên toàn bộ ℝ.
+) Hình 16b): Hàm số \(g\left( x \right) = \frac{x}{{x - 1}}\) có tập xác định D = ℝ\{1}.
Do đó hàm số liên tục trên từng khoảng xác định của hàm số.
+) Hình 16c):
Với x ∈ (– ∞; – 1) có f(x) = – 2x liên tục.
Với x ∈ (– 1; ∞) có f(x) = x + 1 liên tục.
Tại x = – 1 có \(\mathop {\lim }\limits_{x \to - 1} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to - 1} 2x = - 2\) và f(– 1) = – 1 + 1 = 0.
Suy ra \(\mathop {\lim }\limits_{x \to - 1} f\left( x \right) \ne f\left( { - 1} \right)\). Do đó hàm số liên tục tại x = – 1.
Vậy hàm số kiên tục trên các khoảng (– ∞; – 1) và (– 1; ∞).
Lời giải
Theo em ý kiến của bạn Nam là đúng.
Ta có: Hàm số y = f(x) liên tục tại điểm x0 nên \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) = f\left( {{x_0}} \right)\).
Hàm số y = g(x) không liên tục tại x0 nên \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} g\left( x \right) \ne g\left( {{x_0}} \right)\).
Do đó \[\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} \left( {f\left( x \right) + g\left( x \right)} \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) + \mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} g\left( x \right) \ne f\left( {{x_0}} \right) + g\left( {{x_0}} \right)\].
Vì vậy hàm số không liên tục tại x0.
Xét tính liên tục của mỗi hàm số sau trên tập xác định của hàm số đó:
a) f(x) = x2 + sinx;
b) g(x) = x4 – x2 + \(\frac{6}{{x - 1}}\);
c) \(h\left( x \right) = \frac{{2x}}{{x - 3}} + \frac{{x - 1}}{{x + 4}}\).
Lời giải
a) Hàm số f(x) = x2 + sinx có tập xác định là ℝ.
Hàm số x2 và sinx liên tục trên ℝ nên hàm số f(x) = x2 + sinx liên tục trên ℝ.
b) Hàm số g(x) = x4 – x2 + \(\frac{6}{{x - 1}}\) có tập xác định là ℝ\{1}.
Hàm số x4 – x2 liên tục trên toàn bộ tập xác định
Hàm số \(\frac{6}{{x - 1}}\) liên tục trên các khoảng ( – ∞; 1) và (1; +∞).
Vậy hàm số đã cho liên tục trên từng khoảng xác định của hàm số.
c) Hàm số \(h\left( x \right) = \frac{{2x}}{{x - 3}} + \frac{{x - 1}}{{x + 4}}\) có tập xác định D = ℝ\{– 4; 3}.
Hàm số \(\frac{{2x}}{{x - 3}}\) liên tục trên các khoảng ( – ∞; 3) và (3; +∞).
Hàm số \(\frac{{x - 1}}{{x + 4}}\) liên tục trên các khoảng ( – ∞; – 4) và (– 4; +∞).
Cho hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l}{x^2} + x + 1\,\,khi\,\,x \ne 4\\2a + 1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,khi\,\,x = 4.\end{array} \right.\)
a) Với a = 0, xét tính liên tục của hàm số tại x = 4.
b) Với giá trị nào của a thì hàm số liên tục tại x = 4?
c) Với giá trị nào của a thì hàm số liên tục trên tập xác định của nó?
Lời giải
a) Với a = 0, tại x = 4, ta có:
\(\mathop {\lim }\limits_{x \to 4} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 4} \left( {{x^2} + x + 1} \right) = {4^2} + 4 + 1 = 21\) và f(4) = 2.0 + 1 = 1
Suy ra \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 4} f\left( x \right) \ne f\left( 4 \right)\).
Vì vậy hàm số không liên tục tại x = 4.
b) Ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 4} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 4} \left( {{x^2} + x + 1} \right) = {4^2} + 4 + 1 = 21\) và f(4) = 2.a + 1
Để hàm số liên tục tại x = 4 thì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 4} f\left( x \right) = f\left( 4 \right)\)
⇔ 21 = 2a + 1
⇔ 2a = 20
⇔ a = 10
Vậy với a = 10 thì hàm số liên tục tại x = 4.
c) Với x ∈ (– ∞; 4) có f(x) = x2 + x + 1 liên tục với mọi x thuộc khoảng này.
Với x ∈ (4; +∞) có f(x) = 2a + 1 liên tục với mọi x thuộc khoảng này.
Tại x = 4 thì a = 10 hàm số liên tục.
Vậy với a = 10 hàm số liên tục trên tập xác định của nó.
Hình 16 biểu thị độ cao h(m) của một quả bóng đá lên theo thời gian t(s), trong đó h(t) = – 2t2 + 8t.
a) Chứng tỏ hàm số h(t) liên tục trên tập xác định.
b) Dựa vào đồ thị hãy xác định \(\mathop {\lim }\limits_{t \to 2} \left( { - 2{t^2} + 8t} \right)\).
Lời giải
a) Hàm số h(t) = – 2t2 + 8t là hàm đa thức nên liên tục trên tập xác định.
b) Dựa vào đồ thị hàm số khi t tiến dần đế 2 thì h(t) dần đến 8.
Vậy \(\mathop {\lim }\limits_{t \to 2} \left( { - 2{t^2} + 8t} \right) = 8\).
