Bài 3. ĐƯỜNG TIỆM CẬN CỦA ĐỒ THỊ HÀM SỐ

1. Đường tiệm cận đứng


Đường thẳng \(x=a\) được gọi là một đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y=f(x)\) nếu ít nhất một trong các điều kiện sau thoả mãn:

\(\lim\limits_{x \rightarrow a^{-}} f(x)=+\infty,\) \(\lim\limits_{x \rightarrow a^{+}} f(x)=+\infty,\) \(\lim\limits_{x \rightarrow a^{-}} f(x)=-\infty,\) \(\lim\limits_{x \rightarrow a^{+}} f(x)=-\infty.\)


Image


Image


Image


2. Đường tiệm cận ngang


Đường thẳng \(y=m\) được gọi là một đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=f(x)\) nếu \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} f(x)=b\) hoặc \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} f(x)=b\).


Image


Image


3. Đường tiệm cận xiên



Đường thẳng \(y=ax+b\), \(a \neq 0\), được gọi là đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=f(x)\) nếu \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[f(x)-(ax+b)]=0\) hoặc \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[f(x)-(ax+b)]=0\).



Image

Bài tập

Câu 1:

Cho hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x+1}{x+1}\) có đồ thị là đường cong như hình bên. Xác định phương trình đường tiệm cận đứng, đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đã cho.

Image

Ta có \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{2x+1}{x+1}=2\) suy ra đường thẳng \(x=2\) là tiệm cận ngang của đồ thị.

Lại có \(\lim\limits_{x\to(-1)^{+}}\displaystyle\frac{2x+1}{x+1}=-\infty\), \(\lim\limits_{x\to(-1)^{-}}\displaystyle\frac{2x+1}{x+1}=+\infty\) nên đường thẳng \(x=-1\) là tiệm cận đứng của đồ thị.

}

Câu 2:

Hình bên là đồ thị của hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{2 x^2}{x^2-1}\). Sử dụng đồ thị này, hãy:

a) Viết kết quả của các giới hạn sau: \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} f(x)\); \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} f(x)\); \(\lim\limits_{x \rightarrow 1^{-}} f(x)\); \(\lim\limits_{x \rightarrow-1^{+}} f(x)\).

b) Chỉ ra các tiệm cận của đồ thị hàm số đã cho.

Image

a) \(\lim _{x \rightarrow-\infty} f(x)=2\) ; \(\lim _{x \rightarrow+\infty} f(x)=2\) ; \(\lim _{x \rightarrow 1^{-}} f(x)=-\infty\) ; \(\lim _{x \rightarrow-1^{+}} f(x)-\infty\).

b) Đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=-1\)\(x=1\); tiệm cận ngang là đường thẳng \(y=2\).

}

Câu 3:

Cho hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{2-4x}{4-x^2}\) có đồ thị là đường cong như hình bên. Các đường thẳng \(x=2\)\(x=-2\) có phải là các đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho hay không? Vì sao?

Image

Ta có \(\lim\limits_{x\to 2^{+}} f(x)=\lim\limits_{x\to 2^{+}}\displaystyle\frac{2-4x}{4-x^2}=+\infty\) hoặc \(\lim\limits_{x\to 2^{-}} f(x)=\lim\limits_{x\to 2^{-}}\displaystyle\frac{2-4x}{4-x^2}=-\infty\) nên đường thẳng \(x=2\) là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y=f(x)\).

Tương tự, \(\lim\limits_{x\to -2^{+}} f(x)=\lim\limits_{x\to -2^{+}}\displaystyle\frac{2-4x}{4-x^2}=+\infty\) hoặc \(\lim\limits_{x\to -2^{-}}f(x)=\lim\limits_{x\to -2^{-}}\displaystyle\frac{2-4x}{4-x^2}=-\infty\) nên đường thẳng \(x=-2\) là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y=f(x)\) đã cho.

}

Câu 4:

Đường cong ở hình bên là đồ thị \((C)\) của hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x^2-5x+7}{x-3}\). Chứng minh rằng đường thẳng \(\Delta\colon y=x-2\) là đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=f(x)\).

Image

Ta có \(\lim\limits_{x\to +\infty}\left[f(x)-(x-2)\right]=\lim\limits_{x\to+\infty}\left[\displaystyle\frac{x^2-5x+7}{x-3}-(x-2)\right]=\lim\limits_{x\to+\infty}\left(\displaystyle\frac{1}{x-3}\right)=0\).

Suy ra đường thẳng \(y=x-2\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=f(x)\).

}

Câu 5:

Tìm các tiệm cận của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x-3}{5x^2-15x+10}\).

Image

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus \left\lbrace 1;2\right\rbrace\).

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{2x-3}{5x^{2}-15x+10}=+\infty\)\(\lim\limits_{x \rightarrow 2^{+}} \displaystyle\frac{2x-3}{5x^{2}-15x+10}=+\infty\).

Suy ra đường thẳng \(x=1\), \(x=2\) là hai tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Mặt khác, \(\lim\limits_{x \rightarrow -\infty} \displaystyle\frac{2x-3}{5x^{2}-15x+10}=0\); \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{2x-3}{5x^{2}-15x+10}=0\).

Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận ngang là đường thẳng \(y=0\).

Vậy hàm số đã cho có \(2\) tiệm cận đứng là \(x=1\), \(x=2\)\(1\) tiệm cận ngang là \(y=0\).

}

Câu 6:

Tìm các tiệm cận của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^{2}+x-1}{x}\).

Image

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus \left\lbrace 0\right\rbrace\).

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow 0^{+}} \displaystyle\frac{x^{2}+x-1}{x}=-\infty\).

Suy ra đường thẳng \(x=0\) là một tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Ta có \(\begin{aligned}[t]a&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x+1-\displaystyle\frac{1}{x}}{x}=1;\\ b&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[f(x)-ax]=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left(\displaystyle\frac{x^{2}+x-1}{x}-x\right)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x-1}{x}=1.\end{aligned}\)

Ta cũng có \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=1\); \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[f(x)-x]=1\).

Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x+1\).

Vậy hàm số đã cho có tiệm cận đứng là \(x=0\) và tiệm cận xiên là \(y=x+1\).

}

Câu 7:

Tìm các tiệm cận của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{16x^{2}-8x}{16x^{2}+1}\).

Image

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow -\infty} \displaystyle\frac{16x^{2}-8x}{16x^{2}+1}=1\); \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{16x^{2}-8x}{16x^{2}+1}=1\).

Vậy đồ thị hàm số có tiệm cận ngang là đường thẳng \(y=1\).

}

Câu 8:

Tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{3 x-2}{x+1}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{-1\}\).

Ta có: \(\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} f(x)=\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{3 x-2}{x+1}=\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{3-\displaystyle\frac{2}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=3\).

Tương tự, \(\displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty} f(x)=3\).

Vậy đồ thị hàm số \(f(x)\) có tiệm cận ngang là đường thẳng \(y=3\).

}

Câu 9:

Tìm các tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+1}}{x}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{0\}\).

Ta có:

\(\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} f(x)=\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+1}}{x}=\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} \sqrt{\displaystyle\frac{x^{2}+1}{x^{2}}}=\displaystyle\lim _{x \rightarrow+\infty} \sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^{2}}}=1;\)

\(\displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty} f(x)=\displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+1}}{x}=\displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty}\left(-\sqrt{\displaystyle\frac{x^{2}+1}{x^{2}}}\right)=\displaystyle\lim _{x \rightarrow-\infty}\left(-\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^{2}}}\right)=-1\).

Vậy đồ thị hàm số \(f(x)\) có hai tiệm cận ngang là \(y=1\)\(y=-1\).

}

Câu 10:

Tìm tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{3-x}{x+2}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{-2\}\).

Ta có: \(\displaystyle\lim _{x \rightarrow-2^{+}} f(x)=\displaystyle\lim _{x \rightarrow-2^{+}} \displaystyle\frac{3-x}{x+2}=+\infty\).

Vậy đồ thị hàm số \(f(x)\) có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=-2\).

}

Câu 11:

Tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{-2x+1}{x+1}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus\{-1\}\).

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{-2 x+1}{x+1}=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{-2+\displaystyle\frac{1}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=-2\); \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{-2 x+1}{x+1}=\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{-2+\displaystyle\frac{1}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=-2\).

Vậy đường thẳng \(y=-2\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

}

Câu 12:

Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{x-5}{4x+2}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\left\{-\displaystyle\frac{1}{2}\right\}\).

Ta có \(\lim\limits_{x\to\pm\infty}\displaystyle\frac{x-5}{4x+2}=\displaystyle\frac{1}{4}\) suy ra đường thẳng \(y=\displaystyle\frac{1}{4}\) là tiệm cận ngang của đồ thị.

Lại có \(\lim\limits_{x\to\left(-\tfrac{1}{2}\right)^{+}}\displaystyle\frac{x-5}{4x+2}=-\infty\) suy ra đường thẳng \(x=-\displaystyle\frac{1}{2}\) là tiệm cận đứng của đồ thị.

Đồ thị không có tiệm cận xiên.

}

Câu 13:

Tìm tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x^{2}+2}{x}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\{0\}\).

Ta có: \(\displaystyle\lim _{x \rightarrow 0^{+}} f(x)=\displaystyle\lim _{x \rightarrow 0^{+}} \displaystyle\frac{x^{2}+2}{x}=+\infty\).

Vậy đồ thị hàm số \(f(x)\) có tiệm cận đứng là đường thẳng \(x=0\).

}

Câu 14:

Cho hàm số \(y=f(x)=x+\displaystyle\frac{1}{x+2}\). Tìm tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(f(x)\)

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[f(x)-x)]=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{1}{x+2}=0\).

Tương tự \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[f(x)-x)]=0\).

Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x\).

}

Câu 15:

Tìm tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=f(x)=\displaystyle\frac{x^2-x+2}{x+1}\).

Ta có:

\(a=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x^2-x+2}{x^2+x}=1\);

\(b=\lim _{x \rightarrow+\infty}[f(x)-x]=\lim _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{-2 x+2}{x+1}=-2.\)

(Tương tự, \(\lim _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=1, \lim _{x \rightarrow-\infty}[f(x)-x]=-2\).)

Vậy đồ thị hàm số \(f(x)\) có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x-2\).

}

Câu 16:

Chứng minh rằng đường thẳng \(y=2x-1\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=f(x)=2x-1-\displaystyle\frac{1}{x^2+1}\).

Do \(\lim\limits_{x\to +\infty}[f(x)-(2x-1)]=\lim\limits_{x\to +\infty}\displaystyle\frac{-1}{x^2+1}=0\) nên đường thẳng \(y=2x-1\)

là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.

}

Câu 17:

Tìm tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(f(x)=\displaystyle\frac{x^{2}-3 x+1}{x-2}\).

Tập xác định: \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus\{2\}\).

Ta có \(\begin{aligned}[t]a&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x^{2}-3 x+1}{x^{2}-2 x}=1;\\ b&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[f(x)-a x]=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left(\displaystyle\frac{x^{2}-3 x+1}{x-2}-x\right)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{-x+1}{x-2}=-1.\end{aligned}\)

Ta cũng có \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=1\); \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[f(x)-x]=-1\).

Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x-1\).

}

Câu 18:

Đường thẳng \(x=1\) có phải là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2+2 x-3}{x-1}\) không?

Ta có:

\(\lim _{x \rightarrow 1^{+}}f(x)=\lim _{x \rightarrow 1^{+}}\displaystyle\frac{x^2+2 x-3}{x-1}=\lim _{x \rightarrow 1^{+}}\displaystyle\frac{(x-1)(x+3)}{x-1}=\lim _{x \rightarrow 1^{+}}(x+3)=4\);

\(\lim _{x \rightarrow 1^{-}}f(x)=\lim _{x \rightarrow 1^{-}}\displaystyle\frac{x^2+2 x-3}{x-1}=\lim _{x \rightarrow 1^{-}}\displaystyle\frac{(x-1)(x+3)}{x-1}=\lim _{x \rightarrow 1^{-}}(x+3)=4.\)

Suy ra đường thẳng \(x=1\) không phải là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2+2 x-3}{x-1}\).

}

Câu 19:

Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^2-3x+4}{2x+1}\).

Tập xác định là \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\setminus\left\{-\displaystyle\frac{1}{2}\right\}\).

\(\lim\limits_{x\to+\infty}\displaystyle\frac{x^2-3x+4}{2x+1}=+\infty\); \(\lim\limits_{x\to-\infty}\displaystyle\frac{x^2-3x+4}{2x+1}=-\infty\) suy ra đồ thị không có tiệm cận ngang.

\(\lim\limits_{x\to\left(-\tfrac{1}{2}\right)^{+}}\displaystyle\frac{x^2-3x+4}{2x+1}=+\infty\) suy ra đường thẳng \(x=-\displaystyle\frac{1}{2}\) là tiệm cận đứng của đồ thị.

Ngoài ra, ta có \(y=\displaystyle\frac{x^2-3x+4}{2x+1}=\displaystyle\frac{1}{2}x-\displaystyle\frac{7}{4}+\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{23}{4}}{2x+1}\).

\(\lim\limits_{x\to+\infty}\left(\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{23}{4}}{2x+1}\right)=0\) nên đường thẳng \(y=\displaystyle\frac{1}{2}x-\displaystyle\frac{7}{4}\) là tiệm cận xiên của đồ thị.

}

Câu 20:

Tìm các đường tiệm cận đứng và tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x^2-3x+2}{x-1}\).

Tập xác định \(\mathbb{R}\setminus \{1\}\).

\(\lim\limits_{x \to 1^{+}} \displaystyle\frac{2x^2-3x+2}{x-1}=+\infty \), suy ra đường thẳng \(x=1\) là tiệm cận đứng.

\(\lim\limits_{x \to \pm\infty}\displaystyle\frac{f(x)}{x} =\lim\limits_{x \to \pm\infty} \displaystyle\frac{2x^2-3x+2}{x(x-1)}=2\), \(\lim\limits_{x \to \pm\infty}\left[f(x)-2x\right]=\lim\limits_{x \to \pm\infty} \displaystyle\frac{-x+2}{x-1}=-1 \).

Suy ra đường thẳng \(y=2x-1\) là tiệm cận xiên.

}

Câu 21:

Tìm các đường tiệm cận đứng và tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x^2-x+3}{\sqrt{2x+1}}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\left(-\displaystyle\frac{1}{2};+\infty\right)\).

\(\lim\limits_{x \to \left(-\frac{1}{2}\right)^{+}} \displaystyle\frac{2x^2-x+3}{\sqrt{2x+1}}=+\infty \), suy ra đường thẳng \(x=-\displaystyle\frac{1}{2}\) là tiệm cận đứng.

\(\lim\limits_{x \to +\infty}\displaystyle\frac{f(x)}{x} =\lim\limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{2x^2-x+3}{x\sqrt{2x+1}}=+\infty \), do đó đồ thị hàm số không có tiệm cận xiên.

}

Câu 22:

Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số \(y=x-3+\displaystyle\frac{1}{x^2}\).

Tập xác định của hàm số là \(\mathbb{R}\setminus\{0\}\).

Ta có \(\lim\limits_{x\to 0^\pm}\left(x-3+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)=+\infty\), suy ra \(x=0\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Lại có \(\lim\limits_{x\to \pm\infty} [y-(x-3)]=\lim\limits_{x\to \pm \infty}\displaystyle\frac{1}{x^2}=0\), suy ra \(y=x-3\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

}

Câu 23:

Tìm các tiệm cận đứng và tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{x^{2}+2}{2x-4}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus \left\lbrace 2\right\rbrace\).

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow 2^{-}} \displaystyle\frac{x^{2}+2}{2x-4}=-\infty\); \(\lim\limits_{x \rightarrow 2^{+}} \displaystyle\frac{x^{2}+2}{2x-4}=+\infty\). Suy ra đường thẳng \(x=2\) là một tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Ta có

\(\begin{aligned}[t]a&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{x+\displaystyle\frac{2}{x}}{2x-4}=\displaystyle\frac{1}{2};\\ b&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[f(x)-ax]=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left(\displaystyle\frac{x^{2}+2}{2x-4}-\displaystyle\frac{1}{2}x\right)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{2x+2}{2x-4}=1.\end{aligned}\)

Ta cũng có \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=\displaystyle\frac{1}{2}\); \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[f(x)-\displaystyle\frac{1}{2}x]=1\).

Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=\displaystyle\frac{1}{2}x+1\).

}

Câu 24:

Tìm các tiệm cận đứng và tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x^{2}-3x-6}{x+2}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus \left\lbrace -2\right\rbrace\).

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow \left(-2\right)^{-}} \displaystyle\frac{2x^{2}-3x-6}{x+2}=-\infty\). Suy ra đường thẳng \(x=-2\) là một tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Ta có

\(\begin{aligned}[t]a&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{2x-3-\displaystyle\frac{6}{x}}{x+2}=2;\\ b&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[f(x)-ax]=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left(\displaystyle\frac{2x^{2}-3x-6}{x+2}-2x\right)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{-7x-6}{x+2}=-7.\end{aligned}\)

Ta cũng có \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=2\); \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[f(x)-2x]=-7\).

Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=2x-7\).

}

Câu 25:

Tìm các tiệm cận đứng và tiệm cận xiên của đồ thị hàm số \(y=\displaystyle\frac{2x^{2}+9x+11}{2x+5}\).

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R} \setminus \left\lbrace -\displaystyle\frac{5}{2}\right\rbrace\).

Ta có \(\lim\limits_{x \rightarrow \left(-\tfrac{5}{2}\right)^{+}} \displaystyle\frac{2x^{2}+9x+11}{2x+5}=+\infty\). Suy ra đường thẳng \(x=-\displaystyle\frac{5}{2}\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Ta có

\(\begin{aligned}[t]a&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{2x+9+\displaystyle\frac{11}{x}}{2x+5}=1;\\ b&=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}[f(x)-ax]=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty}\left(\displaystyle\frac{2x^{2}+9x+11}{2x+5}-x\right)=\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{4x+11}{2x+5}=2.\end{aligned}\)

Ta cũng có \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{f(x)}{x}=1\); \(\lim\limits_{x \rightarrow-\infty}[f(x)-x]=2\).

Do đó, đồ thị hàm số có tiệm cận xiên là đường thẳng \(y=x+2\).

}

Câu 26:

Nồng độ oxygen trong hồ theo thời gian \(t\) cho bởi công thức \(y(t)=5-\displaystyle\frac{15t}{9t^{2}+1}\), với \(y\) được tính theo mg/l và \(t\) được tính theo giờ, \(t \geq 0\). Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số \(y(t)\). Từ đó, có nhận xét gì về nồng độ oxygen trong hồ khi thời gian \(t\) trở nên rất lớn?

Tập xác định \(\mathscr{D}=\mathbb{R}\).

Ta có \(\lim\limits_{t \rightarrow+\infty}y=\lim\limits_{t \rightarrow+\infty} \left(5-\displaystyle\frac{15t}{9t^{2}+1}\right)=5\).

Vậy đồ thị hàm số có tiệm cận ngang là đường thẳng \(y=5\).

Khi thời gian \(t\) trở nên rất lớn thì nồng độ oxygen trong hồ sẽ tiến dần về \(5\) mg/l.

}

Câu 27:

Một công ty sản xuất đồ gia dụng ước tính chi phí để sản xuât \(x\) (sản phẩm) là \(C(x)=2 x+50\) (triệu đồng). Khi đó \(f(x)=\displaystyle\frac{C(x)}{x}\) là chi phí sản xuất trung bình cho mỗi sản phẩm. Chứng tỏ rằng hàm số \(f(x)\) giảm và \(\lim\limits_{x \rightarrow+\infty} f(x)=2\). Tính chất này nói lên điều gì?

Ta có \(f(x)=\displaystyle\frac{C(x)}{x}=\displaystyle\frac{2x+50}{x}\).

\(f'(x)=\displaystyle\frac{-50}{x^2}\) suy ra hàm số giảm.

\(\displaystyle\lim\limits_{x\to +\infty}f(x) =\displaystyle\lim\limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{2x+50}{x}=2\).

Image

Từ đó suy ra số sản phẩm sản xuất càng nhiều thì chi phí sản xuất trung bình cho mỗi sản phẩm càng giảm nhưng luôn lớn hơn \(2\) triệu đồng.

}

Câu 28:

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự \(f=30\) cm. Trong vật lí, ta biết rằng nếu đặt vật thật \(AB\) cách quang tâm \(O\) của thấu kính hội tụ một khoảng \(d\) (cm) lớn hơn \(30\) cm thì được ảnh thật \(A'B'\) cách quang tâm của thấu kính một \(d'\) (cm). Ngược lại, nếu \(0 thì ta có ảnh ảo. Công thức của thấu kính là \(\displaystyle\frac{1}{d}+\displaystyle\frac{1}{d'}=\displaystyle\frac{1}{f}\).

a) Từ công thức thấu kính, tìm biểu thức xác định \(d'\) theo \(d\).

b) Xem biểu thức của \(d'\) ở câu a) là một hàm số theo \(d\), kí hiệu \(h(d)\). Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số \(h(d)\).

Image

a) Ta có \(\displaystyle\frac{1}{d'}=\displaystyle\frac{1}{f}-\displaystyle\frac{1}{d}=\displaystyle\frac{d-f}{df}\Rightarrow d'=\displaystyle\frac{df}{d-f}=\displaystyle\frac{30d}{d-30}\).

b) Xét \(h(d)=\displaystyle\frac{30d}{d-30}\), ta có

\(\lim\limits_{d\to\pm\infty}h(d)=30\) suy ra đường thẳng \(y=30\) là tiệm cận ngang của đồ thị.

\(\lim\limits_{d\to 30^{+}}h(d)=+\infty\) suy ra đường thẳng \(x=30\) là tiệm cận đứng của đồ thị.

Đồ thị không có tiệm cận xiên.

}

Câu 29:

Một bể bơi chứa \(5\,000\) lít nước tinh khiết. Người ta bơm vào bể đó nước muối có nồng đồ \(30\) gam muối cho mỗi lít nước với tốc độ \(25\) lít/phút.

a) Chứng tỏ nồng độ muối trong bể sau \(t\) phút (tính bằng tỉ số của khối lượng muối trong bể và thể tích nước trong bể, đơn vị: gam/lít) là \(f(t)=\displaystyle\frac{30t}{200+t}\).

b) Xem \(y=f(t)\) là một hàm số xác định trên nửa khoảng \([0;+\infty)\), hãy tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đó.

c) Nêu nhận xét về nồng độ của muối trong bể sau thời gian \(t\) ngày càng lớn.

a) Sau \(t\) phút, ta có: khối lượng muối trong bể là \(25\cdot 30\cdot t=750t\) (gam); thể tích của lượng nước trong bể là \(5\,000+25t\) (lít). Vậy nồng độ muối sau \(t\) phút là

\(f(t)=\displaystyle\frac{750t}{5\,000+25t}=\displaystyle\frac{30t}{200+t}\,\text{(gam/lít)}.\)

Image

b) Ta có

\(\lim\limits_{t\to +\infty}f(t)=\lim\limits_{t \to +\infty}\displaystyle\frac{30t}{200+t}=\lim\limits_{t\to +\infty}\left(30-\displaystyle\frac{6\,000}{200+t}\right)=30\).

Vậy đường thẳng \(y=30\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(f(t)\).

c) Ta có đồ thị hàm số \(y=f(t)\) nhận đường thẳng \(y=30\) làm đường tiệm cận ngang, tức là khi \(t\) càng lớn thì nồng độ muối trong bể sẽ tiến gần đến mức \(30\) (gam/lít). Lúc đó, nồng độ muối trong bể sẽ gần như bằng nồng độ nước muối bơm vào bể.

}

Câu 30:

Để loại bỏ \(p\%\) một loài tảo độc khỏi một hồ nước, người ta ước tính chi phí bỏ ra là \(C(p)=\displaystyle\frac{45p}{100-p}\) (triệu đồng), với \(0 \leq p<100.\)

Tìm tiệm cận đứng của đồ thị hàm số \(C(p)\) và nêu ý nghĩa thực tiễn của đường tiệm cận này.

Ta có \(\displaystyle\lim_{p\to 100^-}C(p)=\displaystyle\lim_{p\to 100^-}\displaystyle\frac{45p}{100-p}=+\infty\).

Suy ra đồ thị hàm số có tiệm cận đứng là đường thẳng \(p=100\).

Ý nghĩa thực tiễn: Để loại bỏ hoàn toàn loài tảo độc trên thì chi phí vô cùng lớn (không thể thực hiện được).

}

Câu 31:

Số lượng sản phẩm bán được của một công ty trong \(x\) (tháng) được tính theo công thức \(S(x)=200\left(5-\displaystyle\frac{9}{2+x}\right)\), trong đó \(x\ge 1\).

a) Xem \(y=S(x)\) là một hàm số xác định trên nửa khoảng \([1;+\infty)\), hãy tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đó.

b) Nêu nhận xét về số lượng sản phẩm bán được của công ty trong \(x\) (tháng) khi \(x\) đủ lớn.

a) Ta có \(\lim\limits_{x\to +\infty}\left[200\left(5+\displaystyle\frac{9}{2-x}\right)\right]=200\cdot 5=1000\).

Vậy \(y=1\,000\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=S(x)\).

b) Từ phần trên ta có thể rút ra nhận xét: khi số tháng đủ lớn thì công ty có thể bán được số sản phẩm gần bằng \(1\,000\).

}

Câu 32:

Một trung tâm dạy nghề cần thiết kế mô hình đánh giá kĩ năng của một học viên theo học nghề đánh máy. Người ta có thể làm như sau:

+) Để xây dựng mô hình toán học cho bài toán trên, ta sử dụng thống kê. Bằng cách khảo sát tốc độ đánh máy trung bình \(S\) (tính bằng từ trên phút) của học viên đó sau \(t\) tuần học (\(5\leq t\leq 30\)), ta thu thập các số liệu thống kê được cho trong bảng bên dưới.

Image

+) Ta cần chọn hàm số \(y=f(t)\) để biểu diễn các số liệu ở bảng trên, tức là ở hệ trục tọa độ \(Oty\), đồ thị của hàm số đó trên khoảng \((0;+\infty)\) gần với các điểm \(A(5;38)\), \(B(10;56)\), \(C(15;79)\), \(D(20;90)\), \(E(25;93)\), \(G(30;94)\). Ngoài ra, do tốc độ đánh máy trung bình của học viên tăng theo thời gian \(t\) và chỉ đến một giới hạn \(M\) nào đó cho dù thời gian \(t\) có kéo dài đến vô cùng nên hàm số \(y=f(t)\) phải thỏa mãn thêm hai điều kiện: Hàm số đó đồng biến trên khoảng \((0;+\infty)\)\(\lim\limits_{t\to +\infty}f(t)=M\in\mathbb{R}\), \(M>94\). Vì các hàm đa thức (với bậc lớn hơn hoặc bằng \(1\)) không thỏa mãn hai điều kiện đó nên ta chọn một hàm phân thức hữu tỉ để biểu diễn các số liệu ở bảng trên. Ta có thể chọn hàm số có dạng \(f(t)=\displaystyle\frac{at+b}{ct+d}\) (\(ac\neq 0\)) cho mục đích đó. Dựa vào bảng trên, ta chọn hàm số \(f(t)=\displaystyle\frac{110t-280}{t+2}\) \((t>0)\).

a) Dựa theo mô hình đó, dự đoán tốc độ đánh máy trung bình của học viên đó sau \(40\) tuần (làm tròn kết quả đến hàng đơn vị của từ/phút).

b) Xem \(y=f(t)\) là một hàm số xác định trên khoảng \((0;+\infty)\), hãy tìm tiệm cận ngang của đồ thị hàm số đó.

c) Nêu nhận xét về tốc độ đánh máy trung bình của học viên đó sau thời gian \(t\) ngày càng lớn.

a) Ta có \(f(40)=\displaystyle\frac{110\cdot40-280}{40+2}\approx 98\). Vậy tốc độ đánh máy trung bình của học viên đó sau \(40\) tuần là khoảng \(98\) từ/phút.

b) Ta có \(\lim\limits_{t\to+\infty}f(t)=\lim\limits_{t\to+\infty}\displaystyle\frac{110t-280}{t+2}=\lim\limits_{t\to+\infty}\left(110-\displaystyle\frac{500}{t+2}\right)=110\).\\

Vậy đường thẳng \(y=110\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=f(t)\).

c) Do đường thẳng \(y=110\) là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số \(y=f(t)\) nên khi \(t\) càng lớn thì tốc độ đánh máy trung bình của học viên đó sẽ tiến gần đến mức \(110\) từ/phút.

}