Blog đang nâng cấp, báo lỗi tại đây!

Tìm giới hạn hàm số bằng định nghĩa

Bài viết hướng dẫn phương pháp tìm giới hạn hàm số bằng định nghĩa, giúp học sinh học tốt chương trình Đại số và Giải tích 11.

I. PHƯƠNG PHÁP
Sử dụng định nghĩa chuyển giới hạn của hàm số về giới hạn của dãy số.
II. CÁC VÍ DỤ
Ví dụ 1. Tìm giới hạn các hàm số sau bằng định nghĩa:
1. \(A = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \left( {3{x^2} + x + 1} \right).\)
2. \(B = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^3} – 1}}{{x – 1}}.\)
3. \(C = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{\sqrt {x + 2} – 2}}{{x – 2}}.\)
4. \(D = \mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } \frac{{3x + 2}}{{x – 1}}.\)

Lời giải:
1. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right)\) mà \(\lim {x_n} = 1\) ta có: \(A = \lim \left( {3x_n^2 + {x_n} + 1} \right)\) \( = 3 + 1 + 1 = 5.\)
2. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right)\) mà \(\lim {x_n} = 1\) và \({x_n} \ne 1\), \(\forall n\) ta có:
\(B = \lim \frac{{\left( {{x_n} – 1} \right)\left( {x_n^2 + {x_n} + 1} \right)}}{{{x_n} – 1}}\) \( = \lim \left( {x_n^2 + {x_n} + 1} \right) = 3.\)
3. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right)\) mà \(\lim {x_n} = 2\) và \({x_n} \ne 2\), \(\forall n\) ta có:
\(B = \lim \frac{{\sqrt {{x_n} + 2} – 2}}{{{x_n} – 2}}\) \( = \lim \frac{{\left( {{x_n} – 2} \right)}}{{\left( {{x_n} – 2} \right)(\sqrt {{x_n} + 2} + 2)}}\) \( = \lim \frac{1}{{\sqrt {{x_n} + 2} + 2}}\) \( = \frac{1}{4}.\)
4. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right)\) mà \(\lim {x_n} = + \infty \) ta có:
\(D = \lim \frac{{3{x_n} + 2}}{{{x_n} – 1}}\) \( = \lim \frac{{3 + \frac{2}{{{x_n}}}}}{{1 – \frac{1}{{{x_n}}}}} = 3.\)

Ví dụ 2. Chứng minh rằng hàm số sau không có giới hạn:
1. \(f(x) = \sin \frac{1}{{\sqrt x }}\) khi \(x \to 0.\)
2. \(f(x) = {\cos ^5}2x\) khi \(x \to – \infty .\)

Lời giải:
1. Xét hai dãy \(\left( {{x_n}} \right):\) \({x_n} = \frac{1}{{{{\left( {\frac{\pi }{2} + n2\pi } \right)}^2}}}\), \(\left( {{y_n}} \right):\) \({y_n} = \frac{1}{{{{(n\pi )}^2}}}.\)
Ta có: \(\lim {x_n} = \lim {y_n} = 0\) và \(\lim f\left( {{x_n}} \right) = 1\); \(\lim f\left( {{y_n}} \right) = 0.\)
Nên hàm số không có giới hạn khi \(x \to 0.\)
2. Tương tự ý 1 xét hai dãy: \({x_n} = n\pi \); \({y_n} = \frac{\pi }{4} + n\pi .\)

Ví dụ 3. Chứng minh rằng nếu \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} |f(x)| = 0\) thì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f(x) = 0.\)

Lời giải:
Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right):\) \(\lim {x_n} = {x_0}\) ta có: \(\lim \left| {f\left( {{x_n}} \right)} \right| = 0\) \( \Rightarrow \lim f\left( {{x_n}} \right) = 0.\)
\( \Rightarrow \mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f(x) = 0.\)

III. CÁC BÀI TOÁN LUYỆN TẬP
Bài 1. Tìm giới hạn các hàm số sau bằng định nghĩa:
1. \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{x + 1}}{{x – 2}}.\)
2. \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{3x + 2}}{{2x – 1}}.\)
3. \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sqrt {x + 4} – 2}}{{2x}}.\)
4. \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} \frac{{4x – 3}}{{x – 1}}.\)

Lời giải:
1. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right):\) \(\lim {x_n} = 1\) ta có: \(\lim \frac{{{x_n} + 1}}{{{x_n} – 2}} = – 2.\)
Vậy \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{x + 1}}{{x – 2}} = – 2.\)
2. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right):\) \(\lim {x_n} = 1\) ta có:
\(\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{3x + 2}}{{2x – 1}}\) \( = \lim \frac{{3{x_n} + 2}}{{2{x_n} – 1}}\) \( = \frac{{3.1 + 2}}{{2.1 – 1}} = 5.\)
3. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right):\) \(\lim {x_n} = 0\) ta có:
\(\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\sqrt {x + 4} – 2}}{{2x}}\) \( = \lim \frac{{\sqrt {{x_n} + 4} – 2}}{{2{x_n}}}\) \( = \lim \frac{{{x_n}}}{{2{x_n}(\sqrt {{x_n} + 4} + 2)}}\) \( = \lim \frac{1}{{2(\sqrt {{x_n} + 4} + 2)}} = \frac{1}{8}.\)
4. Với mọi dãy \(\left( {{x_n}} \right):\) \({x_n} > 1\), \(\forall n\) và \(\lim {x_n} = 1\) ta có: \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} \frac{{4x – 3}}{{x – 1}}\) \( = \lim \frac{{4{x_n} – 3}}{{{x_n} – 1}} = + \infty .\)

Bài 2. Chứng minh rằng các hàm số sau không có giới hạn:
1. \(f(x) = \sin \frac{1}{x}\) khi \(x \to 0.\)
2. \(f(x) = \cos x\) khi \(x \to + \infty .\)

Lời giải:
1. Xét hai dãy số \({x_n} = \frac{1}{{\pi + 2n\pi }}\); \({y_n} = \frac{1}{{\frac{\pi }{2} + 2n\pi }}\) \( \Rightarrow \lim {x_n} = \lim {y_n} = 0.\)
Mà: \(\lim f\left( {{x_n}} \right) = \lim [\sin (\pi + 2n\pi )] = 0.\)
\(\lim f\left( {{y_n}} \right) = \lim \left[ {\sin \left( {\frac{\pi }{2} + 2n\pi } \right)} \right] = 1.\)
Suy ra \(\lim f\left( {{x_n}} \right) \ne \lim f\left( {{y_n}} \right).\)
Vậy hàm số \(f\) không có giới hạn khi \(x \to 0.\)
2. Xét hai dãy \({x_n} = 2n\pi \); \({y_n} = \frac{\pi }{2} + n\pi \) \( \Rightarrow \lim {x_n} = \lim {y_n} = + \infty .\)
Mà: \(\lim f\left( {{x_n}} \right) = \lim [\cos (2n\pi )] = 1.\)
\(\lim f\left( {{y_n}} \right) = \lim \left[ {\cos \left( {\frac{\pi }{2} + n\pi } \right)} \right] = 0.\)
Suy ra \(\lim f\left( {{x_n}} \right) \ne \lim f\left( {{y_n}} \right).\)
Vậy hàm số \(f\) không có giới hạn khi \(x \to + \infty .\)

Bài 3. Chứng minh rằng các hàm số sau không có giới hạn:
\(f(x) = \cos \frac{1}{{{x^2}}}\) khi \(x \to 0.\)

Lời giải:
Xét hai dãy \(\left( {{x_n}} \right)\); \(\left( {{y_n}} \right)\) xác định bởi \({x_n} = \sqrt {\frac{1}{{2n\pi }}} \); \({y_n} = \sqrt {\frac{1}{{\frac{\pi }{2} + n\pi }}} .\)
Ta có: \(\lim {x_n} = \lim {y_n} = 0.\)
Nhưng: \(\lim f\left( {{x_n}} \right) = 1\); \(\lim f\left( {{y_n}} \right) = 0\) nên hàm số \(f\) không có giới hạn khi \(x \to 0.\)

About the Author

Ngày hôm nay cho tôi buồn một lúc
Sau nhiều năm bươn trải kiếp con người
Cố gượng cười mà lòng có thảnh thơi
Thèm được khóc như cái thời nhỏ dại

Đăng nhận xét

Cookie Consent
We serve cookies on this site to analyze traffic, remember your preferences, and optimize your experience.
Oops!
It seems there is something wrong with your internet connection. Please connect to the internet and start browsing again.
Site is Blocked
Sorry! This site is not available in your country.