\(\S2.\) GIỚI HẠN CỦA HÀM SỐ

1. Giới hạn hữu hạn của hàm số tại một điểm

Cho điểm \( x_0 \) thuộc khoảng \( K \) và hàm số \( y=f(x) \) xác định trên \( K \) hoặc \( K\setminus\{x_0\} \).

Ta nói hàm số \( y=f(x) \) có giới hạn hữu hạn là số \( L \) khi \( x \) dần tới \( x_0 \) nếu với dãy số \( (x_n) \) bất kì, \( x_n\in K\setminus\{x_0\} \) và \( x_n \to x_0 \) thì \( f(x_n)\to L \), kí hiệu \( \lim \limits_{x \to x_0} f(x) =L\) hay \( f(x)\to L \) khi \( x\to x_0 \).

Chú ý.

+) \( \lim \limits_{x \to x_0} x=x_0 \); \(\quad \lim \limits_{x \to x_0} c=c \) (\( c \) là hằng số).

+) Nếu hàm số \(y=f(x)\) xác định trên khoảng \(K\) và \(x_0\in K\) thì \(\lim\limits_{x\to x_0}f(x)=f(x_0)\).

2. Các phép toán về giới hạn hữu hạn của hàm số

1. Cho \( \lim \limits_{x \to x_0} f(x) =L\) và \( \lim \limits_{x \to x_0} g(x)=M \). Khi đó:

+) \( \lim \limits_{x \to x_0} [f(x)+g(x)]=L+M \);

+) \( \lim \limits_{x \to x_0} [f(x)-g(x)]=L-M \);

+) \( \lim \limits_{x \to x_0} [f(x)\cdot g(x)]=L\cdot M \);

+) \( \lim \limits_{x \to x_0} \displaystyle\frac{f(x)}{g(x)}=\displaystyle\frac{L}{M} \) (với \( M\neq 0 \)).

2. Nếu \( f(x)\geq 0 \) và \( \lim \limits_{x \to x_0} f(x) =L\) thì \( L\geq 0 \) và \( \lim \limits_{x \to x_0} \sqrt{f(x)}=\sqrt{L} \).

(Dấu của \( f(x) \) được xét trên khoảng tìm giới hạn, \( x\neq x_0 \)).

Nhận xét.

+) \( \lim \limits_{x \to x_0} x^k=x_0^k \), \( k \) là số nguyên dương;

+) \( \lim \limits_{x \to x_0} [cf(x)]=c\lim \limits_{x \to x_0} f(x) \) (\( c\in \mathbb{R} \), nếu tồn tại \( \lim \limits_{x \to x_0} f(x) \in \mathbb{R}\)).

3. Giới hạn một phía

+) Cho hàm số \( y=f(x) \) xác định trên khoảng \( (x_0;b) \).

Ta nói hàm số \( y=f(x) \) có giới hạn bên phải là số \( L \) khi \( x \) dần tới \( x_0 \) nếu với dãy số \( (x_n) \) bất kì, \( x_0< x_n < b \) và \( x_n\to x_0 \) thì \( f(x_n)\to L \), kí hiệu \( \lim \limits_{x \to x_0^+} f(x) =L\).

+) Cho hàm số \( y=f(x) \) xác định trên khoảng \( (a;x_0) \).

Ta nói hàm số \( y=f(x) \) có giới hạn bên trái là số \( L \) khi \( x \) dần tới \( x_0 \) nếu với dãy số \( (x_n) \) bất kì, \( a< x_n< x_0 \) và \( x_n\to x_0 \) thì \( f(x_n)\to L \), kí hiệu \( \lim \limits_{x \to x_0^-} f(x) =L\).

Chú ý.

+) \( \lim \limits_{x \to x_0^+} f(x)=L\) và \( \lim \limits_{x \to x_0^-} f(x)=L \) khi và chỉ khi \( \lim \limits_{x \to x_0} f(x) =L\);

+) Nếu \( \lim \limits_{x \to x_0^+} f(x)\neq \lim \limits_{x \to x_0^-} f(x)\) thì không tồn tại \( \lim \limits_{x \to x_0} f(x) \).

3. Giới hạn hữu hạn của hàm số tại vô cực

+) Cho hàm số \( y=f(x) \) xác định trên khoảng \( (a;+\infty) \).

Ta nói hàm số \( y=f(x) \) có giới hạn hữu hạn là số \( L \) khi \( x \to +\infty \) nếu với dãy số \( (x_n) \) bất kì, \( x_n>a \) và \( x_n\to +\infty \) thì \( f(x_n)\to L \), kí hiệu \( \lim \limits_{x \to +\infty} f(x) =L\) hay \( f(x) \to L \) khi \( x\to +\infty \).

+) Cho hàm số \( y=f(x) \) xác định trên khoảng \( (-\infty;a) \).

Ta nói hàm số \( y=f(x) \) có giới hạn hữu hạn là số \( L \) khi \( x \to -\infty \) nếu với dãy số \( (x_n) \) bất kì, \( x_n< a \) và \( x_n\to -\infty \) thì \( f(x_n)\to L \), kí hiệu \( \lim \limits_{x \to -\infty} f(x) =L\) hay \( f(x)\to L \) khi \( x\to -\infty \).

Chú ý. Với \( c \) là hằng số và \( k \) là số nguyên dương, ta luôn có:

\(\lim \limits_{x \to \pm \infty} c=c\quad \text{và} \quad \lim \limits_{x \to \pm \infty} \displaystyle\frac{c}{x^k}=0.\)

4. Giới hạn vô cực của hàm số tại một điểm

Cho hàm số \( y=f(x) \) xác định trên khoảng \( (x_0;b) \).

+) Ta nói hàm số \( y=f(x) \) có giới hạn bên phải là \( +\infty \) khi \( x \) dần tới \( x_0 \) về bên phải nếu với dãy số \( (x_n) \) bất kì, \( x_0< x_n< b \) và \( x_n\to x_0 \) thì \( f(x_n)\to +\infty \), kí hiệu \( \lim \limits_{x \to x_0^+} f(x) =+\infty\) hay \( f(x)\to +\infty \) khi \( x \to x_0^+ \).

+) Ta nói hàm số \( y=f(x) \) có giới hạn bên phải là \( -\infty \) khi \( x \) dần tới \( x_0 \) về bên phải nếu với dãy số \( (x_n) \) bất kì, \( x_0< x_n< b \) và \( x_n\to x_0 \) thì \( f(x_n)\to -\infty \), kí hiệu \( \lim \limits_{x \to x_0^+} f(x) =-\infty\) hay \( f(x)\to -\infty \) khi \( x\to x_0^+ \).

Chú ý.

+) Các giới hạn \( \lim \limits_{x \to x_0^-} f(x)=+\infty \), \( \lim \limits_{x \to x_0^-} f(x)=-\infty \), \( \lim \limits_{x \to +\infty} f(x)=+\infty \), \( \lim \limits_{x \to +\infty} f(x)=-\infty \), \( \lim \limits_{x \to -\infty} f(x)=+\infty \), \( \lim \limits_{x \to -\infty} f(x)=-\infty \) được định nghĩa như trên.

+) Ta có các giới hạn thường dùng như sau:

\(\circ\quad\) \( \lim \limits_{x \to a^+} \displaystyle\frac{1}{x-a}=+\infty \) và \( \lim \limits_{x \to a^-}\displaystyle\frac{1}{x-a}=-\infty \) (\( a\in \mathbb{R} \));

\(\circ\quad\) \( \lim \limits_{x \to +\infty}x^k=+\infty \) với \( k \) nguyên dương;

\(\circ\quad\) \( \lim \limits_{x \to -\infty}x^k=+\infty \) với \( k \) là số chẵn;

\(\circ\quad\) \( \lim \limits_{x \to -\infty}x^k=-\infty \) với \( k \) là số lẻ.

+) Nếu \( \lim \limits_{x \to x_0^+} f(x)=L\neq 0 \) và \( \lim \limits_{x \to x_0^+} g(x)=+\infty \) (hoặc \( \lim \limits_{x \to x_0^+} g(x)=-\infty \)) thì \( \lim \limits_{x \to x_0^+}[f(x)\cdot g(x)] \) được tính theo quy tắc cho bởi bảng sau:

wbaigiangt11/t11c3b2h1.png

+) Các quy tắc trên vẫn đúng khi thay \( x_0^+ \) thành \( x_0^- \) (hoặc \( +\infty \), \( -\infty \)).

Phần 1. Trắc nghiệm bốn lựa chọn

Dạng 1. Tính giới hạn xác định (thế số)

Dạng 2. Tính giới hạn vô định dạng \(\dfrac{0}{0}\)

Dạng 3. Tính giới hạn vô định bằng cách nhân liên hợp bậc hai

Dạng 4. Tính giới hạn một phía

Dạng 5. Tính giới hạn tại vô cực của hàm đa thức

Dạng 6. Tính giới hạn tại vô cực của hàm phân thức (không căn)

Dạng 7. Tính giới hạn tại vô cực của hàm phân thức có căn

Dạng 8. Tính giới hạn tại vô cực bằng cách nhân liên hợp

Dạng 1. Tính giới hạn xác định (thế số)

Câu 1:

\(\lim\limits_{x\to 5}\left(4x^2+1\right)\) bằng

Đáp án: \(101\)

Lời giải:

\(\lim\limits_{x\to 5}\left(4x^2+1\right)=4\cdot5^2+1=101\).

Câu 2:

\(\displaystyle\lim\limits_{x\rightarrow 2}\left( x^2+3\right)\) bằng

Đáp án: \(7\)

Lời giải:

Ta có

\(\displaystyle\lim\limits_{x\rightarrow 2}\left( x^2+3\right)=2^2+3=7\).

Dạng 2. Tính giới hạn vô định dạng \(\dfrac{0}{0}\)

Câu 1:

Cho giới hạn \(\lim\limits_{x\to 3}\displaystyle\frac{x^2-x-6}{x^2-9}=\displaystyle\frac{a}{b}\) trong đó \(\displaystyle\frac{a}{b}\) là phân số tối giản. Tính \( S=a+b.\)

Đáp án: \( S=11\)

Lời giải:

\(\lim\limits_{x\to 3} \displaystyle\frac{x^2-x-6}{x^2-9}=\lim\limits_{x\to 3} \displaystyle\frac{(x+2)\cdot (x-3)}{(x+3)\cdot (x-3)}\) \(=\lim\limits_{x\to 3} \displaystyle\frac{x+2}{x+3}=\displaystyle\frac{5}{6}\).

Suy ra

\(\displaystyle\frac{a}{b}=\displaystyle\frac{5}{6}\); \( S=a+b=5+6=11\).

Câu 2:

\(\lim\limits_{x\to 1}\displaystyle\frac{x^2+2x-3}{x^2-1}\) bằng

Đáp án: \(2\)

Lời giải:

Ta có

\(\lim\limits_{x\to 1}\displaystyle\frac{x^2+2x-3}{x^2-1}=\lim\limits_{x\to 1}\displaystyle\frac{(x-1)(x+3)}{(x-1)(x+1)}\) \(=\lim\limits_{x\to 1}\displaystyle\frac{x+3}{x+1}=2.\)

Dạng 3. Tính giới hạn vô định bằng cách nhân liên hợp bậc hai

Câu 1:

Tính giới hạn \(K=\lim\limits_{x\to 0}\displaystyle\frac{\sqrt{4x+1}-1}{x^2-3x}\).

Đáp án: \(K=-\displaystyle\frac{2}{3}\)

Lời giải:

Ta có

\(K=\lim\limits_{x\to 0}\displaystyle\frac{\sqrt{4x+1}-1}{x^2-3x}=\lim\limits_{x\to 0}\displaystyle\frac{4x+1-1}{x(x-3)\left(\sqrt{4x+1}+1\right)}\) \(=\lim\limits_{x\to 0}\displaystyle\frac{4}{(x-3)\left(\sqrt{4x+1}+1\right)}=-\displaystyle\frac{2}{3}.\)

Câu 2:

Tính giới hạn \(\lim\limits_{x\to 2} \displaystyle\frac{\sqrt{4x+1}-3}{x-2}\).

Đáp án: \(\displaystyle\frac{2}{3}\)

Lời giải:

Ta có

\(\lim\limits_{x\to 2} \displaystyle\frac{\sqrt{4x+1}-3}{x-2} = \lim\limits_{x\to 2} \displaystyle\frac{4x+1-9}{\left( \sqrt{4x+1}+3 \right) (x-2)}\) \(= \lim\limits_{x\to 2} \displaystyle\frac{4(x-2)}{\left( \sqrt{4x+1}+3 \right) (x-2)}\) \(= \lim\limits_{x\to 2} \displaystyle\frac{4}{\sqrt{4x+1}+3}\) \(= \displaystyle\frac{4}{\sqrt{4\cdot 2 + 1} + 3} = \displaystyle\frac{2}{3}.\)

Dạng 4. Tính giới hạn một phía

Câu 1:

Tính \(\lim\limits_{x\to 1^-} \displaystyle\frac{3x-7}{x-1}\).

Đáp án: \( +\infty\)

Lời giải:

Ta có

\(\lim\limits_{x\to 1^-} (3x-7)=-10<0\), \(\lim\limits_{x\to 1^-}(x-1)=0\) và \(x-1<0\) khi \(x<1\) nên \(\lim\limits_{x\to 1^-} \displaystyle\frac{3x-7}{x-1}=+\infty\).

Câu 2:

\(\lim\limits_{x\to -3^-}\displaystyle\frac{x^2-6}{9+3x}\) bằng

Đáp án: \(-\infty\)

Lời giải:

Khi \(x\to -3^-\) thì \(\begin{cases} x^2-6\to 3\\ 9+3x\to 0\text{ và}\,\, 9+3x<0\end{cases}\) nên \(\lim\limits_{x\to -3^-}\displaystyle\frac{x^2-6}{9+3x}=-\infty\).

Dạng 5. Tính giới hạn tại vô cực của hàm đa thức

Câu 1:

\(\lim\limits_{x\to +\infty } ( x^3+2x^2-1 )\) bằng?

Đáp án: \(+\infty \)

Lời giải:

Ta có

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

Vì \(\lim\limits_{x\to +\infty } x^3=+\infty \) và \(\lim\limits_{x\to +\infty } \left( 1+\displaystyle\frac {2}{x}-\displaystyle\frac {1}{x^3} \right)=1>0\).

Suy ra \(\lim\limits_{x\to +\infty } x^3\left( 1+\displaystyle\frac {2}{x}-\displaystyle\frac {1}{x^3} \right)=+\infty \).

Vậy \(\lim\limits_{x\to +\infty } ( x^3+2x^2-1 )=+\infty \).

Câu 2:

Tính \(I=\displaystyle\lim \limits_{x \to -\infty}\left(-2x^4+3x^2-1\right)\) được kết quả

Đáp án: \(I=-\infty\)

Lời giải:

Ta có

\(I=\displaystyle\lim \limits_{x \to -\infty}\left(-2x^4+3x^2-1\right)=\lim\limits_{x\to -\infty}x^4\left(-2+\displaystyle\frac{3}{x^2}-\displaystyle\frac{1}{x^4}\right)\).

Vì \(\lim\limits_{x\to -\infty} x^4=+\infty\) và \(\lim\limits_{x\to -\infty}\left(-2+\displaystyle\frac{3}{x^2}-\displaystyle\frac{1}{x^4}\right)=-2\) nên

\(I=-\infty\).

Dạng 6. Tính giới hạn tại vô cực của hàm phân thức (không căn)

Câu 1:

Tính \(\lim\limits_{x\to +\infty} \displaystyle\frac{2x^2+1}{x+3}\).

Đáp án: \(+\infty\)

Lời giải:

Ta có

\(\lim\limits_{x\to +\infty} \displaystyle\frac{2x^2+1}{x+3}

= \lim\limits_{x\to +\infty}\displaystyle\frac{x^2\left(2+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)}{x\left(1+\displaystyle\frac{3}{x}\right)}\)

\(=\lim\limits_{x\to +\infty} x \cdot \displaystyle\frac{2+\displaystyle\frac{1}{x^2}}{1+\displaystyle\frac{3}{x}}=+\infty\)

vì \(\lim\limits_{x\to +\infty}x=+\infty\) và \(\lim\limits_{x\to +\infty}\displaystyle\frac{2+\displaystyle\frac{1}{x^2}}{1+\displaystyle\frac{3}{x}}=2.\)

Câu 2:

Tìm giới hạn \(A=\displaystyle\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}\displaystyle\frac{-3 x^{3}+5 x+1}{2 x^{2}+x+1}\).

Đáp án: \(-\infty\)

Lời giải:

Ta có

\(A=\displaystyle\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}\displaystyle\frac{-3 x^{3}+5 x+1}{2 x^{2}+x+1}= \displaystyle\lim\limits_{x\to +\infty} x\cdot \displaystyle\frac{-3x^2+5+\displaystyle\frac{1}{x}}{2x^2+x+1}\)

\(=\displaystyle\lim\limits _{x \rightarrow+\infty}x\cdot \displaystyle\frac{-3+\displaystyle\frac{5}{x^2}+\displaystyle\frac{1}{x^3}}{2+\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}} =-\infty \).

Vì \( \displaystyle\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} x=+\infty \) và \( \displaystyle\lim\limits _{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{-3+\displaystyle\frac{5}{x^2}+\displaystyle\frac{1}{x^3}}{2+\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}} =-\displaystyle\frac{3}{2}<0 \).

}

Dạng 7. Tính giới hạn tại vô cực của hàm phân thức có căn

Câu 1:

Tính giới hạn \(K=\lim\limits_{x\to -\infty}\displaystyle\frac{\sqrt{4x^2+1}}{x+1}\).

Đáp án: \(K=-2\)

Lời giải:

\(K=\lim\limits_{x\to -\infty}\displaystyle\frac{\sqrt{4x^2+1}}{x+1}=\lim\limits_{x\to -\infty}\displaystyle\frac{|x|\sqrt{4+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}{x\left(1+\displaystyle\frac{1}{x}\right)}\) \(=\lim\limits_{x\to -\infty}\displaystyle\frac{-\sqrt{4+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=\displaystyle\frac{-\sqrt{4+0}}{1+0}=-2\).

Câu 2:

Tính giới hạn \(\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+3 x+5}}{4 x-1}\).

Đáp án: \(-\displaystyle\frac{1}{4}\)

Lời giải:

\(\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+3 x+5}}{4 x-1}=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{|x|\sqrt{1+\displaystyle\frac{3}{x}+\displaystyle\frac{5}{x^2}}}{4 x-1}\) \(=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{-x\sqrt{1+\displaystyle\frac{3}{x}+\displaystyle\frac{5}{x^2}}}{4 x-1}\) \(=\lim\limits _{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{-\sqrt{1+\displaystyle\frac{3}{x}+\displaystyle\frac{5}{x^2}}}{4-\displaystyle\frac{1}{x}}\) \(=-\displaystyle\frac{1}{4}\).

Dạng 8. Tính giới hạn tại vô cực bằng cách nhân liên hợp

Câu 1:

Giới hạn \(\lim\limits_{x \rightarrow -\infty} \left(2x+\sqrt{4x^2-x+1}\right)\) có kết quả là

Đáp án: \(\displaystyle\frac{1}{4}\)

Lời giải:

Ta có

\(\lim\limits_{x \rightarrow -\infty} \left(2x+\sqrt{4x^2-x+1}\right)=\lim\limits_{x \rightarrow -\infty} \displaystyle\frac{x-1}{2x-\sqrt{4x^2-x+1}}\)

\(=\lim\limits_{x \rightarrow -\infty} \displaystyle\frac{x\left(1-\displaystyle\frac{1}{x}\right)}{x\left(2+\sqrt{4-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}}\right)}\)

\(=\lim\limits_{x \rightarrow -\infty} \displaystyle\frac{1-\displaystyle\frac{1}{x}}{2+\sqrt{4-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}=\displaystyle\frac{1}{4}.\)

Chú ý: Khi \(x \rightarrow -\infty\) thì \(x<0 \Rightarrow |x|=-x\).

Do đó

\(\sqrt{4x^2-x+1}=\sqrt{x^2\left(4-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)}=|x|\sqrt{4-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}}\) \(=-x\sqrt{4-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}}\).

Câu 2:

Giá trị \(\lim\limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{2x+1}{\sqrt{5x^2-x+2}+x}\) bằng

Đáp án: \(\displaystyle\frac{-2}{\sqrt{5}-1}\)

Lời giải:

Ta có

\(\lim\limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{2x+1}{\sqrt{5x^2-x+2}+x}=\lim\limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{x\left(2+\displaystyle\frac{1}{x}\right)}{|x|\sqrt{5-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{2}{x^2}}+x}\) \(=\lim\limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{2+\displaystyle\frac{1}{x}}{-\sqrt{5-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{2}{x^2}}+1}\) \(=\displaystyle\frac{2}{-\sqrt{5}+1}=\displaystyle\frac{-2}{\sqrt{5}-1}\).

Phần 2. Trắc nghiệm đúng sai

Dạng 1.

Dạng 2.

Dạng 3. Tính giới hạn vô định bằng cách nhân liên hợp bậc hai

Dạng 4. Tính giới hạn một phía

Dạng 1.

Dạng 2.

Dạng 3. Tính giới hạn vô định bằng cách nhân liên hợp bậc hai

Dạng 4. Tính giới hạn một phía

Phần 3. Tự luận

Cơ bản

Nâng cao

Ứng dụng thực tế

Cơ bản

Câu 1:

Cho \(f(x)\) và \(g(x)\) là các hàm số liên tục tại \(x=1\). Biết \(f(1)=2\) và \(\lim\limits_{x\to 1}{[2f(x)-g(x)]}=3.\) Tính \(g(1)\).

Ta có \(f(x)\) và \(g(x)\) là các hàm số liên tục tại \(x=1\). Do đó, hàm số \(2f(x)+g(x)\) cũng liên tục tại \(x=1\). Từ đó, ta có

\(\lim\limits_{x\to 1}{[2f(x)-g(x)]}=2f(1)-g(1)\Leftrightarrow 3=2.2-g(1)\Leftrightarrow g(1)=1.\)

Vậy \(g(1)=1.\)

}

Câu 2:

Cho hàm số \( f(x)=\begin{cases} -x^2 && \text{khi } x < 1\\ \quad x&& \text{khi }x\geq 1.\end{cases}\)

Tìm các giới hạn \( \lim \limits_{x \to 1^+} f(x) \), \( \lim \limits_{x \to 1^-} f(x) \), \( \lim \limits_{x \to 1} f(x) \) (nếu có).

+) \( \lim \limits_{x \to 1^+} f(x) =\lim \limits_{x \to 1^+} x=1\).

+) \( \lim \limits_{x \to 1^-} f(x) =\lim \limits_{x \to 1^-} (-x^2)=-1^2=-1\).

Vì \( \lim \limits_{x \to 1^+} f(x)=1\neq -1=\lim \limits_{x \to 1^-} f(x) \) nên không tồn tại giới hạn \( \lim \limits_{x \to 1} f(x) \).

}

Câu 3:

Cho hai hàm số \(f(x)=\displaystyle\frac{x^{2}-1}{x-1}\) và \(g(x)=x+1\). Khẳng định nào sau đây là đúng?

a) \(f(x)=g(x)\).

b) \(\lim \limits_{x \rightarrow 1} f(x)=\lim \limits_{x \rightarrow 1} g(x)\).

a) Ta có \(\mathscr{D}_f=\mathbb{R}\setminus \{1\}\) và \(\mathscr{D}_g=\mathbb{R}\).

Do tập xác định của hai hàm số \(f(x)\) và \(g(x)\) khác nhau nên \(f(x)\ne g(x)\).

\underline{Cách khác:} Do \(f(x)\) không xác định, \(g(1)=2\) nên \(f(x)\ne g(x)\).

b) Ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 1} f(x)=\lim \limits_{x \rightarrow 1} \displaystyle\frac{(x-1)(x+1)}{x-1}=\lim \limits_{x \rightarrow 1} (x+1)=\lim \limits_{x \rightarrow 1} g(x)\).

}

Câu 4:

Tính \(\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{2 x+1}{x-1}\).

Ta có

\begin{eqnarray*}\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{2 x+1}{x-1}&=&\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{x\left(2+\displaystyle\frac{1}{x}\right)}{x\left(1-\displaystyle\frac{1}{x}\right)}\\&=&\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{2+\displaystyle\frac{1}{x}}{1-\displaystyle\frac{1}{x}}\\&=&\displaystyle\frac{\lim\limits_{x \to+\infty} 2+\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{1}{x}}{\lim\limits_{x \to+\infty} 1-\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{1}{x}}\\&=&\displaystyle\frac{2+0}{1-0}\\&=&2.\end{eqnarray*}

}

Câu 5:

Tính các giới hạn sau:

a) \(\underset{x \rightarrow-3}\lim \left(4 x^2-5 x+6\right)\);

b) \(\underset{x \rightarrow 2} \lim \displaystyle\frac{2 x^2-5 x+2}{x-2}\);

c) \(\underset{x \rightarrow 4}\lim \displaystyle\frac{\sqrt{x}-2}{x^2-16}\).

a) \(\underset{x \rightarrow-3}\lim \left(4 x^2-5 x+6\right)=4(-3)^2-5(-3)+6=57\).

b) \(\underset{x \rightarrow 2}\lim \displaystyle\frac{2 x^2-5 x+2}{x-2}=\underset{x \rightarrow 2}\lim \displaystyle\frac{(2 x-1)(x-2)}{x-2}=\underset{x \rightarrow 2}\lim (2 x-1)=3\).

c) \(\underset{x \rightarrow 4}\lim \displaystyle\frac{\sqrt{x}-2}{x^2-16}=\underset{x \rightarrow 4}\lim \displaystyle\frac{\sqrt{x}-2}{(\sqrt{x}-2)(\sqrt{x}+2)(x+4)}=\underset{x \rightarrow 4}\lim \displaystyle\frac{1}{(\sqrt{x}+2)(x+4)}=\displaystyle\frac{1}{32}\).

}

Câu 6:

Tính các giới hạn sau:

a) \(\underset{x \rightarrow-\infty}\lim \displaystyle\frac{6 x+8}{5 x-2}\);

b) \(\underset{x \rightarrow+\infty}\lim \displaystyle\frac{6 x+8}{5 x-2}\);

c) \(\underset{x \rightarrow+\infty}\lim \displaystyle\frac{\sqrt{9 x^2-x+1}}{3 x-2}\);

d) \(\underset{x \rightarrow -\infty}\lim \displaystyle\frac{\sqrt{9 x^2-x+1}}{3 x-2}\);

e) \(\underset{x \rightarrow-2^{-}}\lim \displaystyle\frac{3 x^2+4}{2 x+4}\);

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

a) \(\underset{x \rightarrow-\infty}\lim \displaystyle\frac{6 x+8}{5 x-2}=\displaystyle\frac{6}{5}\).

b) \(\underset{x \rightarrow+\infty}\lim \displaystyle\frac{6 x+8}{5 x-2}=\displaystyle\frac{6}{5}\).

c) \(\underset{x \rightarrow-\infty}\lim \displaystyle\frac{\sqrt{9 x^2-x+1}}{3 x-2}=\underset{x \rightarrow-\infty}\lim \displaystyle\frac{-x \sqrt{9-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}{x\left(3-\displaystyle\frac{2}{x}\right)}=-1\).

d) \(\underset{x \rightarrow+\infty}\lim \displaystyle\frac{\sqrt{9 x^2-x+1}}{3 x-2}=\underset{x \rightarrow+\infty}\lim \displaystyle\frac{x \sqrt{9-\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}{x\left(3-\displaystyle\frac{2}{x}\right)}=1\).

e) Vì \( \underset{x \rightarrow 2^{-}}\lim \left(3 x^2+4\right)=16>0 ;\underset{x \rightarrow 2^{-}}\lim (x+2)=0 \) và \(x \rightarrow-2^{-} \Rightarrow x+2 < 0\)

nên \\\(\underset{x \rightarrow-2^{-}}\lim \displaystyle\frac{3 x^2+4}{2 x+4}=-\infty\)

f) Vì \( \underset{x \rightarrow 2^{+}}\lim \left(3 x^2+4\right)=16>0 ;\underset{x \rightarrow 2^{+}}\lim (x+2)=0 \) và \(x \rightarrow-2^{+} \Rightarrow x+2>0\)

nên \\\(\underset{x \rightarrow-2^{-}}\lim \displaystyle\frac{3 x^2+4}{2 x+4}=+\infty\)

}

Câu 7:

Tìm các giới hạn sau

a) \(\lim \limits_{x \to-1}\left(3 x^2-x+2\right)\).

b) \(\lim \limits_{x \to 4} \displaystyle\frac{x^2-16}{x-4}\).

c) \(\lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{3-\sqrt{x+7}}{x-2}\).

a) \(\lim \limits_{x \to-1}\left(3 x^2-x+2\right)=3(-1)^2-(-1)+2=6\).

b) \(\lim \limits_{x \to 4} \displaystyle\frac{x^2-16}{x-4}=\lim \limits_{x \to 4} (x+4)=8\).

c) \(\lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{3-\sqrt{x+7}}{x-2}=\lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{9-(x+7)}{(x-2)\left(3+\sqrt{x+7}\right)}=\lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{-1}{3+\sqrt{x+7}}=-\displaystyle\frac{1}{6}\).

}

Câu 8:

Tính các giới hạn sau

a) \(\lim\limits_{x \to 2}\left(x^2-4 x+3\right)\);

b) \(\lim\limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{x^2-5 x+6}{x-3}\);

c) \(\lim\limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{\sqrt{x}-1}{x-1}\).

a)

\begin{eqnarray*}&&\lim\limits_{x \to 2}\left(x^2-4 x+3\right)\\ &=&\lim\limits_{x \to 2} x^2-\lim\limits_{x \to 2} (4x)+\lim\limits_{x \to 2}3 =4-8+3=-1.\end{eqnarray*}

b)

\begin{eqnarray*}&&\lim\limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{x^2-5 x+6}{x-3}\lim\limits_{x \to 3}\displaystyle\frac{(x-2)(x-3)}{x-3}=\lim\limits_{x \to 3}(x-2)\\ &=&\lim\limits_{x \to 3}x-\lim\limits_{x \to 3}2=3-2 =1.\end{eqnarray*}

c)

\begin{eqnarray*}&&\lim\limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{\sqrt{x}-1}{x-1}=\lim\limits_{x \to 1}\displaystyle\frac{\sqrt{x}-1}{\left(\sqrt{x}+1\right)\left(\sqrt{x}-1\right)}\\ &=&\lim\limits_{x \to 1}\displaystyle\frac{1}{\sqrt{x}+1}=\displaystyle\frac{\lim\limits_{x \to 1}1}{\lim\limits_{x \to 1}\sqrt{x}+\lim\limits_{x \to 1}1}\\ &=&\displaystyle\frac{1}{1+1}=\displaystyle\frac{1}{2}.\end{eqnarray*}

}

Câu 9:

Tính các giới hạn sau

a) \(\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{9 x+1}{3 x-4}\);

b) \(\lim\limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{7 x-11}{2 x+3}\);

c) \(\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^2+1}}{x}\);

d) \(\lim\limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^2+1}}{x}\);

e) \(\lim\limits_{x \to 6^-} \displaystyle\frac{1}{x-6}\);

f) \(\lim\limits_{x \to 7^+} \displaystyle\frac{1}{x-7}\).

a)

\begin{eqnarray*}&&\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{9 x+1}{3 x-4}=\lim\limits_{x \to+\infty}\displaystyle\frac{x\left(9+\displaystyle\frac{1}{x}\right)}{x\left(3-\displaystyle\frac{4}{x}\right)}\\ &=&\lim\limits_{x \to+\infty}\displaystyle\frac{9+\displaystyle\frac{1}{x}}{3-\displaystyle\frac{4}{x}}=\displaystyle\frac{\lim\limits_{x \to+\infty}9+\lim\limits_{x \to+\infty}\displaystyle\frac{1}{x}}{\lim\limits_{x \to+\infty}3-\lim\limits_{x \to+\infty}\displaystyle\frac{4}{x}}\\ &=&\displaystyle\frac{9+0}{3-0}=3.\end{eqnarray*}

b)

\begin{eqnarray*}&&\lim\limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{7 x-11}{2 x+3}=\lim\limits_{x \to-\infty}\displaystyle\frac{x\left(7-\displaystyle\frac{11}{x}\right)}{x\left(2+\displaystyle\frac{3}{x}\right)}\\ &=&\lim\limits_{x \to-\infty}=\displaystyle\frac{7-\displaystyle\frac{11}{x}}{2+\displaystyle\frac{3}{x}}\\ &=&\displaystyle\frac{\lim\limits_{x \to-\infty}7-\lim\limits_{x \to-\infty}\displaystyle\frac{11}{x}}{\lim\limits_{x \to-\infty}2+\lim\limits_{x \to-\infty}\displaystyle\frac{3}{x}}=\displaystyle\frac{7-0}{2+0}=\displaystyle\frac{7}{2}.\end{eqnarray*}

c)

\begin{eqnarray*}&&\lim\limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^2+1}}{x}=\lim\limits_{x \to+\infty}\displaystyle\frac{x\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}{x}\\ &=&\lim\limits_{x \to+\infty}\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^2}} =\sqrt{\lim\limits_{x \to+\infty}1+\lim\limits_{x \to+\infty}\displaystyle\frac{1}{x^2}}\\ &=&\sqrt{1+0}=1.\end{eqnarray*}

d)

\begin{eqnarray*}&&\lim\limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^2+1}}{x}=\lim\limits_{x \to-\infty}\displaystyle\frac{-x\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^{2}}}}{x}\\ &=&\lim\limits_{x \to-\infty}-\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^{2}}}\\ &=&-\sqrt{\lim\limits_{x \to-\infty}1+\lim\limits_{x \to-\infty}\displaystyle\frac{1}{x^2}}=-\sqrt{1+0}=-1.\end{eqnarray*}

e) \(\lim\limits_{x \to 6^-} \displaystyle\frac{1}{x-6}=-\infty\).

f) \(\lim\limits_{x \to 7^+} \displaystyle\frac{1}{x-7}=+\infty\).

}

Câu 10:

Tính \(\lim\limits_{x \to 2^+} \displaystyle\frac{1}{x-2}\).

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

}

Câu 11:

Tính \(\lim\limits_{x \to+\infty} x^3; \lim\limits_{x \to-\infty} x^3\).

Ta có \(\lim\limits_{x \to+\infty} x^3=+\infty; \lim\limits_{x \to-\infty} x^3=-\infty\).

}

Câu 12:

Tính: \(\lim\limits_{x \to 2^-} \sqrt{2-x}\).

Với dãy số \(\left(x_n\right)\) bất kì, \(x_n < 2\) và \(x_n \to 2\), ta có

\begin{eqnarray*}\lim\limits_{x_n \to 2^-} \sqrt{2-x_n}&=&\sqrt{\lim\limits_{x_n \to 2^-}\left(2-x_n\right)}\\&=&\sqrt{2-\lim\limits_{x_n \to 2^-} x_n}\\&=&\sqrt{2-2}\\&=&0.\end{eqnarray*}

Vậy \(\lim\limits_{x_n \to 2^-} \sqrt{2-x}=0\).

}

Câu 13:

Cho hàm số \(f(x)=\begin{cases}-1 \text{ nếu } x < 0 \\ 0 \text{ nếu } x=0 \\ 1 \text{ nếu } x>0.\end{cases}\)

Chứng tỏ rằng không tồn tại \(\lim\limits_{x \to 0} f(x)\).

Ta có\(\lim\limits_{x \to 0^-} f(x)=-1\) và \(\lim\limits_{x \to 0^+} f(x)=1\).\\ Suy ra \(\lim\limits_{x \to 0^-} f(x) \neq \lim\limits_{x \to 0^+} f(x)\).

Vậy không tồn tại \(\lim\limits_{x \to 0} f(x)\).

}

Câu 14:

Tính:

a) \(\lim\limits_{x \to 2}\left(x^2+x-6\right)\);

b) \(\lim\limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{x^2+2 x+3}{2 x-1}\).

a)

\begin{eqnarray*}\lim\limits_{x \to 2}\left(x^2+x-6\right)&=&\lim\limits_{x \to 2} x^2+\lim\limits_{x \to 2} x-\lim\limits_{x \to 2} 6\\&=&4+2-6\\&=&0.\end{eqnarray*}

b)

\begin{eqnarray*}\lim\limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{x^2+2 x+3}{2 x-1}&=&\displaystyle\frac{\lim\limits_{x \to 1}\left(x^2+2 x+3\right)}{\lim\limits_{x \to 1}(2 x-1)}\\&=&\displaystyle\frac{\lim\limits_{x \to 1} x^2+\lim\limits_{x \to 1}(2 x)+\lim\limits_{x \to 1} 3}{\lim\limits_{x \to 1}(2 x)-\lim\limits_{x \to 1} 1}\\&=&\displaystyle\frac{1+2+3}{2-1}\\&=&6.\end{eqnarray*}

}

Câu 15:

Tìm các giới hạn sau

a) \(\lim \limits_{x \to 4^{+}} \displaystyle\frac{1}{x-4}\).

b) \(\lim \limits_{x \to 2^{+}} \displaystyle\frac{x}{2-x}\).

a) \(\lim \limits_{x \to 4^{+}} \displaystyle\frac{1}{x-4}=+\infty\).

do \(\begin{cases}\lim \limits_{x \to 4^{+}} 1=1>0\\ \lim \limits_{x \to 4^{+}} (x-4)=0\\ \text{Khi } x\to 4^+\Leftrightarrow x>4\Leftrightarrow x-4>0.\end{cases}\)

b) \(\lim \limits_{x \to 2^{+}} \displaystyle\frac{x}{2-x} =-\infty\).

do \(\begin{cases}\lim \limits_{x \to 2^{+}} x=2>0\\ \lim \limits_{x \to 2^{+}} (2-x)=0\\ \text{Khi } x\to 2^+\Leftrightarrow x>2\Leftrightarrow 2-x < 0.\end{cases}\)

}

Câu 16:

Tìm các giới hạn sau

a) \(\lim \limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{-x+2}{x+1}\).

b) \(\lim \limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{x-2}{x^2}\).

a) \(\lim \limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{-x+2}{x+1}=\lim \limits_{x \to+\infty} \displaystyle\frac{-1+\displaystyle\frac{2}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=-1\).

b) \(\lim \limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{x-2}{x^2}=\lim \limits_{x \to-\infty} \displaystyle\frac{\displaystyle\frac{1}{x}-\displaystyle\frac{2}{x^2}}{1}=0\).

}

Câu 17:

Tìm các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to -1^+} \displaystyle\frac{1}{x+1} \);

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} (1-x^2)\);

c) \( \lim \limits_{x \to 3^-} \displaystyle\frac{x}{3-x} \).

a) \( \lim \limits_{x \to -1^+} \displaystyle\frac{1}{x+1} \);

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

Vậy \( \lim \limits_{x \to -1^+} \displaystyle\frac{1}{x+1} =+\infty \).

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} (1-x^2)\);

Ta có \( (1-x^2)=x^2\cdot \left(\displaystyle\frac{1}{x^2}-1\right)\) và \( \lim \limits_{x \to -\infty} x^2=+\infty \); \quad \( \lim \limits_{x \to -\infty} \left(\displaystyle\frac{1}{x^2}-1\right)=-1 \).

Vậy \( \lim \limits_{x \to -\infty} (1-x^2)=-\infty\).

c) \( \lim \limits_{x \to 3^-} \displaystyle\frac{x}{3-x} \).

Ta có \( \displaystyle\frac{x}{3-x}=x\cdot \displaystyle\frac{-1}{x-3} \) và \( \lim \limits_{x \to 3^-} x =3\); \quad \( \lim \limits_{x \to 3^-} \displaystyle\frac{-1}{x-3}=+\infty \).

Vậy \( \lim \limits_{x \to 3^-} \displaystyle\frac{x}{3-x}=+\infty \).

}

Câu 18:

Tìm các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{4x+3}{2x} \);

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{2}{3x+1} \);

c) \( \lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^2+1}}{x+1} \).

a) \( \lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{4x+3}{2x}=\lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{4+\displaystyle\frac{3}{x}}{2}=\displaystyle\frac{4+0}{2}=2 \);

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{2}{3x+1}=\lim \limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{\displaystyle\frac{2}{x}}{3+\displaystyle\frac{1}{x}}=\displaystyle\frac{0}{3+0}=0 \);

c) \( \lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^2+1}}{x+1}=\lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^2\left(1+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)}}{x\left(1+\displaystyle\frac{1}{x}\right)}=\lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{|x|\sqrt{\left(1+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)}}{x\left(1+\displaystyle\frac{1}{x}\right)}=\lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}} =1\).

}

Câu 19:

Tìm các giới hạn sau

a) \( \lim \limits_{x \to -2} (x^2-7x+4) \);

b) \( \lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{x-3}{x^2-9} \);

c) \( \lim \limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{3-\sqrt{x+8}}{x-1} \).

a) \( \lim \limits_{x \to -2} (x^2-7x+4)=\lim \limits_{x \to -2} x^2-7\lim \limits_{x \to -2} x +4=(-2)^2-7\cdot (-2)+4=22\);

b) \( \lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{x-3}{x^2-9} =\lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{1}{x+3}=\displaystyle\frac{1}{3+3}=\displaystyle\frac{1}{6}\);

c) \( \lim \limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{3-\sqrt{x+8}}{x-1}=\lim \limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{1-x}{(x-1)\left(3+\sqrt{x+8}\right)}=\lim \limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{-1}{\left(3+\sqrt{x+8}\right)} =\displaystyle\frac{-1}{3+\sqrt{1+8}}=\displaystyle\frac{-1}{6}\).

}

Câu 20:

Tính các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to 3^-} \displaystyle\frac{2x}{x-3} \);

b) \( \lim \limits_{x \to +\infty} (3x-1) \).

a) \( \lim \limits_{x \to 3^-} \displaystyle\frac{2x}{x-3} \);

Ta có \( \lim \limits_{x \to 3^-} (2x)=2\lim \limits_{x \to 3^-}x=2\cdot (-3)=-6 \); \( \lim \limits_{x \to 3^-} \displaystyle\frac{1}{x-3}=-\infty \).

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

c) \( \lim \limits_{x \to +\infty} (3x-1) \).

Viết \( 3x-1 =x\left(3-\displaystyle\frac{1}{x}\right)\).

Ta có \( \lim \limits_{x \to +\infty} x=+\infty \); \( \lim \limits_{x \to +\infty} \left(3-\displaystyle\frac{1}{x}\right)=3-\lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{1}{x}=3-0=3 \).

Do đó \( \lim\limits_{x \to +\infty} (3x-1)=\lim \limits_{x \to +\infty} \left[x\left(3-\displaystyle\frac{1}{x}\right)\right]=+\infty\).

}

Câu 21:

Tìm các giới hạn sau

a) \( \lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{1-3x^2}{x^2+2x} \);

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{2}{x+1} \).

a) \( \lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{1-3x^2}{x^2+2x}=\lim\limits_{x \to +\infty}\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{1}{x^2}-3}{1+\displaystyle\frac{2}{x}}=\displaystyle\frac{\lim \limits_{x \to +\infty}\left(\displaystyle\frac{1}{x^2}-3\right)}{\lim \limits_{x \to +\infty}\left(1+\displaystyle\frac{2}{x}\right)}=\displaystyle\frac{\lim \limits_{x \to +\infty}\displaystyle\frac{1}{x^2}-\lim \limits_{x \to +\infty} 3}{\lim \limits_{x \to +\infty} 1+\lim \limits_{x \to +\infty} \displaystyle\frac{2}{x}}=\displaystyle\frac{0-3}{1+0}=-3\);

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{2}{x+1}=\lim \limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{2}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x}}=\displaystyle\frac{\lim \limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{2}{x}}{\lim \limits_{x \to -\infty}\left(1+\displaystyle\frac{1}{x}\right)} =\displaystyle\frac{2\cdot \lim \limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{1}{x}}{\lim \limits_{x \to -\infty} 1+\lim \limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{1}{x}}=\displaystyle\frac{0}{1+0}=0\).

}

Câu 22:

Tìm các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to 3} (2x^2-x) \);

b) \( \lim \limits_{x \to -1} \displaystyle\frac{x^2+2x+1}{x+1} \).

a) Đặt \( g(x)=2x^2-x \).

Hàm số \( y=g(x) \) xác định trên \( \mathbb{R}\).

Giả sử \( (x_n) \) là dãy số bất kì, thỏa mãn \( x_n\to 3 \) khi \( n\to +\infty \). Ta có

\(\lim g(x_n)=\lim (2x_n^2-x_n)=2\cdot \left(\lim x_n\right)^2-\lim x_n=2\cdot 3^2-3=15.\)

Vậy \( \lim \limits_{x \to 3} g(x)=15 \).

b) Đặt \( h(x)=\displaystyle\frac{x^2+2x+1}{x+1} \).

Hàm số \( y=h(x) \) xác định trên \( \mathbb{R}\setminus\{-1\}\).

Giả sử \( (x_n) \) là dãy số bất kì, thỏa mãn \( x_n\neq -1 \) với mọi \( n\) và \( x_n\to -1 \) khi \( n\to +\infty \). Ta có

\(\lim h(x_n)=\lim \displaystyle\frac{x_n^2+2x_n+1}{x_n+1}=\lim (x_n+1)=\lim x_n+1=-1+1=0.\)

Vậy \( \lim \limits_{x \to -1} h(x)=0 \).

}

Câu 23:

Tính các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to 1} (x^2-4x+2)\);

b) \( \lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{3x-2}{2x+1}\).

a) \( \lim \limits_{x \to 1} (x^2-4x+2)=\lim \limits_{x \to 1} x^2-\lim \limits_{x \to 1} (4x)+\lim \limits_{x \to 1} 2=1^2-4\lim \limits_{x \to 1} x+2=1-4\cdot 1+2=-1\);

b) \( \lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{3x-2}{2x+1}=\displaystyle\frac{\lim \limits_{x \to 2} (3x-2)}{\lim \limits_{x \to 2} (2x+1)}=\displaystyle\frac{3\lim \limits_{x \to 2} x-2}{2\lim \limits_{x \to 2} x+1}=\displaystyle\frac{3 \cdot 2-2}{2\cdot 2+1}=\displaystyle\frac{4}{5}\).

}

Câu 24:

Tính các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{x^2-4}{x-2}\);

b) \( \lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{\sqrt{x+1}-2}{x-3}\).

a) \( \lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{x^2-4}{x-2}=\lim \limits_{x \to 2} \displaystyle\frac{(x-2)(x+2)}{x-2}=\lim \limits_{x \to 2} (x+2)=\lim \limits_{x \to 2} x+\lim \limits_{x \to 2} 2=2+2=4\).

b) \( \lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{\sqrt{x+1}-2}{x-3}\).

\begin{eqnarray*}\lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{\sqrt{x+1}-2}{x-3}&=&\lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{\left(\sqrt{x+1}-2\right)\left(\sqrt{x+1}+2\right)}{(x-3)\left(\sqrt{x+1}+2\right)}\quad \left(\text{nhân cả tử và mẫu cho }\left(\sqrt{x+1}+2\right)\right)\\&=&\lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{(x+1)-4}{(x-3)\left(\sqrt{x+1}+2\right)}=\lim \limits_{x \to 3} \displaystyle\frac{1}{\sqrt{x+1}+2}\\&=& \displaystyle\frac{1}{\lim \limits_{x \to 3} \left(\sqrt{x+1}+2\right)}=\displaystyle\frac{1}{\lim \limits_{x \to 3} \sqrt{x+}+2}\\&=& \displaystyle\frac{1}{\sqrt{\lim \limits_{x \to 3} (x+1)}+2}=\displaystyle\frac{1}{\sqrt{3+1}+2}=\displaystyle\frac{1}{4}.\end{eqnarray*}

}

Câu 25:

Tính các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to -2} (x^2+5x-2)\);

b) \( \lim \limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{x^2-1}{x-1}\).

a) \( \lim \limits_{x \to -2} (x^2+5x-2)=(\lim \limits_{x \to -2} x)^2+\lim \limits_{x \to -2} (5x)-\lim \limits_{x \to -2} 2=(-2)^2+5\cdot (-2)-2=-8\).

b) \( \lim \limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{x^2-1}{x-1}=\lim \limits_{x \to 1} \displaystyle\frac{(x-1)(x+1)}{(x-1)}=\lim \limits_{x \to 1} (x+1)=\lim \limits_{x \to 1} x+1=1+1=2\).

}

Câu 26:

Tìm \( \lim\limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{x^2-3x}{2x^2+1}\).

\( \lim\limits_{x \to -\infty} \displaystyle\frac{x^2-3x}{2x^2+1}=\lim\limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{1-\displaystyle\frac{3}{x}}{2+\displaystyle\frac{1}{x^2}}=\displaystyle\frac{\lim\limits_{x \to -\infty}\left(1-\displaystyle\frac{3}{x}\right)}{\lim\limits_{x \to -\infty}\left(2+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)}=\displaystyle\frac{1-\lim\limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{3}{x}}{2+\lim \limits_{x \to -\infty}\displaystyle\frac{1}{x^2}}=\displaystyle\frac{1-0}{2+0}=\displaystyle\frac{1}{2}\).

}

Câu 27:

Tính các giới hạn sau:

a) \( \lim \limits_{x \to 2^+} \displaystyle\frac{1-2x}{x-2} \);

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} (x^2+1) \).

a) \( \lim \limits_{x \to 2^+} \displaystyle\frac{1-2x}{x-2} \);

Ta có \( \lim \limits_{x \to 2^+} (1-2x)=1-2\lim \limits_{x \to 2^+}x=1-2\cdot 2=-3 \); \( \lim \limits_{x \to 2^+} \displaystyle\frac{1}{x-2}=+\infty \).

Do đó \( \lim \limits_{x \to 2^+} \displaystyle\frac{1-2x}{x-2}=\lim \limits_{x \to 2^+} \left[(1-2x)\cdot \displaystyle\frac{1}{x-2}\right]=-\infty \).

b) \( \lim \limits_{x \to -\infty} (x^2+1) \).

Viết \( x^2+1 =x^2\left(1+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)\).

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

Do đó \( \lim\limits_{x \to -\infty} (x^2+1)=\lim \limits_{x \to -\infty} \left[x^2\left(1+\displaystyle\frac{1}{x^2}\right)\right]=+\infty\).

}

Câu 28:

Cho hàm số \( f(x)=\begin{cases} 1-2x && \text{khi } x\leq -1\\ x^2+2&& \text{khi } x>-1.\end{cases}\)

Tìm các giới hạn \( \lim \limits_{x \to {-1}^+} f(x)\) và \( \lim \limits_{x \to {-1}^-} f(x) \) và \( \lim \limits_{x \to -1} f(x) \) (nếu có).

+) Giả sử \( (x_n) \) là dãy số bất kì, \( x_n < -1 \) và \( x_n \to -1\). Khi đó \( \lim f(x_n)=\lim (1-2x_n)=3 \).

Vậy \( \lim \limits_{x \to -1^-} f(x)=3\).

Giả sử \( (x_n) \) là dãy số bất kì, \( x_n>-1 \) và \( x_n \to -1\). Khi đó \( \lim f(x_n)=\lim (x_n^2+2)=3 \).

Vậy \( \lim \limits_{x \to -1^+} f(x)=3\).

+) Vì \( \lim \limits_{x \to -1^+} f(x) = \lim \limits_{x \to -1^-} f(x) \) nên tồn tại \( \lim \limits_{x \to -1} f(x) \) và \( \lim \limits_{x \to -1} f(x)=3 \).

}

Câu 29:

Tính các giới hạn sau:

a) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 7} \displaystyle\frac{\sqrt{x+2}-3}{x-7}\);

b) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} \displaystyle\frac{x^{3}-1}{x^{2}-1}\);

c) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} \displaystyle\frac{2-x}{(1-x)^{2}}\);

d) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{x+2}{\sqrt{4 x^{2}+1}}\).

a) Ta có

\begin{eqnarray*}\mathop {\lim }\limits_{x\to 7} \displaystyle\frac{\sqrt{x+2}-3}{x-7}&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to 7} \displaystyle\frac{\left(\sqrt{x+2}\right)^2-3^2}{(x-7)\left(\sqrt{x+2}+3\right)}=\mathop {\lim }\limits_{x\to 7} \displaystyle\frac{x-7}{(x-7)\left(\sqrt{x+2}+3\right)}\\&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to 7} \displaystyle\frac{1}{\sqrt{x+2}+3}=\displaystyle\frac{1}{6}.\end{eqnarray*}

b) Ta có

\begin{eqnarray*}\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} \displaystyle\frac{x^{3}-1}{x^{2}-1}&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} \displaystyle\frac{(x-1)(x^2+x+1)}{(x-1)(x+1)}\\&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} \displaystyle\frac{x^2+x+1}{x+1}=\displaystyle\frac{3}{2}.\end{eqnarray*}

c) Ta có \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} (2-x)=1;\)

\(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} (1-x)^2=0;\) \((1-x)^2 > 0,\) \(\forall x \neq 0\) nên \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1} \displaystyle\frac{2-x}{(1-x)^{2}}=+\infty.\)

d) Ta có

\begin{eqnarray*}\mathop {\lim }\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{x+2}{\sqrt{4 x^{2}+1}}&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{x+2}{|x|\sqrt{4 +\displaystyle\frac{1}{x^2}}}=\mathop {\lim }\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{x\left( 1+\displaystyle\frac{2}{x}\right)}{-x\sqrt{4 +\displaystyle\frac{1}{x^2}}}\\&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to -\infty} \displaystyle\frac{ 1+\displaystyle\frac{2}{x}}{-\sqrt{4 +\displaystyle\frac{1}{x^2}}}=-\displaystyle\frac{1}{2}.\end{eqnarray*}

}

Câu 30:

Tính các giới hạn sau:

a) \(\lim \limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{1-2 x}{\sqrt{x^{2}+1}}\).

b) \(\lim \limits_{x \rightarrow+\infty}\left(\sqrt{x^{2}+x+2}-x\right)\).

a) Ta có

\begin{eqnarray*}\lim \limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{1-2 x}{\sqrt{x^{2}+1}}&=& -\lim \limits_{x \rightarrow+\infty}\sqrt{\displaystyle\frac{4x^2-4x+1}{x^2+1}}\\&=& -\lim \limits_{x \rightarrow+\infty}\sqrt{4-\displaystyle\frac{4x}{x^2+1}+\displaystyle\frac{1}{x^2+1}}\\&=& -\sqrt{4-\lim \limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{4x}{x^2+1}+ \lim \limits_{x \rightarrow+\infty}\displaystyle\frac{1}{x^2+1}}\\&=& -\sqrt{4-\lim \limits_{x \rightarrow+\infty} \displaystyle\frac{\displaystyle\frac{4}{x}}{1+\displaystyle\frac{1}{x^2}}+ \lim \limits_{x \rightarrow+\infty}\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{1}{x^2}}{1+\displaystyle\frac{1}{x^2}}}\\&=& -2.\end{eqnarray*}

b) Ta có

\begin{eqnarray*}\sqrt{x^{2}+x+2}-x&=& \displaystyle\frac{\left(\sqrt{x^{2}+x+2} \right)^2-x^2 }{\sqrt{x^{2}+x+2}+x}=\displaystyle\frac{x+2 }{\sqrt{x^{2}+x+2}+x}\\&=& \displaystyle\frac{x\cdot\left(1+\displaystyle\frac{2}{x} \right) }{x\cdot \left(\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{2}{x^2}}+1 \right) }=\displaystyle\frac{1+\displaystyle\frac{2}{x}}{\sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x}+\displaystyle\frac{2}{x^2}}+1 }.\end{eqnarray*}

Khi đó

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

}

Câu 31:

Cho hàm số \(f(x)=\displaystyle\frac{2}{(x-1)(x-2)}\). Tìm \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}} f(x)\) và \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{-}} f(x)\).

Viết \(\displaystyle\frac{2}{(x-1)(x-2)}=\displaystyle\frac{2}{x-1} \cdot \displaystyle\frac{1}{x-2}\), ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}} \displaystyle\frac{2}{x-1}=2>0\).

Hơn nữa \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}} \displaystyle\frac{1}{x-2}=+\infty\) do \(x-2>0\) khi \(x>2\).

Áp dụng quy tắc tìm giới hạn của tích, ta được \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}} \displaystyle\frac{2}{(x-1)(x-2)}=+\infty\).

Lí luận tương tự, ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^-} \displaystyle\frac{1}{x(1-x)}=-\infty\).}

Câu 32:

Tính các giới hạn sau:

a) \(\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{(x+2)^{2}-4}{x}\).

b) \(\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+9}-3}{x^{2}}\).

a) \(\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{(x+2)^{2}-4}{x}=\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{x^2+4x}{x}=\lim \limits_{x \rightarrow 0} (x+4)=4\).

b) \(\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+9}-3}{x^{2}}=\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{x^2}{x^{2}\cdot \left(\sqrt{x^{2}+9}+3 \right) }=\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{1}{\sqrt{x^{2}+9}+3}=\displaystyle\frac{1}{6}\).

}

Câu 33:

Tính \(\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{x+1}{x^{2}}\).

Ta sử dụng quy tắc tìm giới hạn của thương. Rõ ràng, giới hạn của tử số \(\lim \limits_{x \rightarrow 0}(x+1)=1\).

Ngoài ra, mẫu số nhận giá trị dương với mọi \(x \neq 0\) và \(\lim \limits_{x \rightarrow 0} x^{2}=0\).

Do vậy \(\lim \limits_{x \rightarrow 0} \displaystyle\frac{x+1}{x^{2}}=+\infty\).

}

Câu 34:

Tính \(\lim \limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+1}}{x}\).

Ta có

\begin{eqnarray*}\lim \limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{\sqrt{x^{2}+1}}{x}&=& \lim \limits_{x \rightarrow-\infty}\left(-\sqrt{\displaystyle\frac{x^{2}+1}{x^{2}}}\right)\\&=& -\lim \limits_{x \rightarrow-\infty} \sqrt{1+\displaystyle\frac{1}{x^{2}}}\\&=& -\sqrt{\lim \limits_{x \rightarrow-\infty}\left(1+\displaystyle\frac{1}{x^{2}}\right)}\\&=& -\sqrt{1+\lim \limits_{x \rightarrow-\infty} \displaystyle\frac{1}{x^{2}}}=-1.\end{eqnarray*}

}

Câu 35:

Tính \(\lim \limits_{x \rightarrow 1} \displaystyle\frac{1}{|x-1|}\).

Xét hàm số \(f(x)=\displaystyle\frac{1}{|x-1|}\). Lấy dãy số \(\left(x_{n}\right)\) bất kì sao cho \(x_{n} \neq 1\), \(x_{n} \rightarrow 1\).

Khi đó, \(\left|x_{n}-1\right| \rightarrow 0\).

Do đó \(f\left(x_{n}\right)=\displaystyle\frac{1}{\left|x_{n}-1\right|} \rightarrow+\infty\). Vậy \(\lim \limits_{x \rightarrow 1} \displaystyle\frac{1}{|x-1|}=+\infty\).

}

Câu 36:

Tính \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{1}{x(1-x)}\) và \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^-} \displaystyle\frac{1}{x(1-x)}\).

Viết \(\displaystyle\frac{1}{x(1-x)}=\displaystyle\frac{1}{x} \cdot \displaystyle\frac{1}{1-x}\), ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{1}{x}=1>0\).

Hơn nữa \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{1}{1-x}=-\infty\) do \(1-x < 0\) khi \(x>1\).

Áp dụng quy tắc tìm giới hạn của tích, ta được \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{1}{x(1-x)}=-\infty\).

Lí luận tương tự, ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^-} \displaystyle\frac{1}{x(1-x)}=+\infty\).

}

Câu 37:

Tính các giới hạn một bên:

a) \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{x-2}{x-1}\).

b) \(\lim \limits_{x \rightarrow 4^{-}} \displaystyle\frac{x^{2}-x+1}{4-x}\).

a) Ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} (x-2)=-1 < 0\).

Hơn nữa \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} (x-1)=0\), và \(x-1>0\) khi \(x>1\).

Áp dụng quy tắc tìm giới hạn của thương, ta được \(\lim \limits_{x \rightarrow 1^{+}} \displaystyle\frac{x-2}{x-1}=-\infty\).

b) Ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 4^{-}} (x^{2}-x+1)=13>0\).

Hơn nữa \(\lim \limits_{x \rightarrow 4^{-}} (4-x)=0\), và \(4-x>0\) khi \(x < 4\).

Áp dụng quy tắc tìm giới hạn của thương, ta được \(\lim \limits_{x \rightarrow 4^{-}} \displaystyle\frac{x^{2}-x+1}{4-x}=+\infty\).

}

Câu 38:

Tính các giới hạn một bên:

a) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 3^+} \displaystyle\frac{x^{2}-9}{|x-3|}\)

b) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1^-} \displaystyle\frac{x}{\sqrt{1-x}}\).

a) Ta có \(x\to 3^+ \Rightarrow x>3 \Rightarrow x-3>0.\) Vậy

\begin{eqnarray*}\mathop {\lim }\limits_{x\to 3^+} \displaystyle\frac{x^{2}-9}{|x-3|}&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to 3^+} \displaystyle\frac{(x-3)(x+3)}{x-3}\\&=&\mathop {\lim }\limits_{x\to 3^+} (x+3)=6.\end{eqnarray*}

b) Ta có \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1^-} x=1;\) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1^-} \sqrt{1-x}=0\) và \(\sqrt{1-x}>0\), \(\forall x < 1\) nên \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 1^-} \displaystyle\frac{x}{\sqrt{1-x}}=+\infty.\)

}

Câu 39:

Cho hàm số \( f(x)=\begin{cases} 0 \quad \text{khi } x < 0\\ 1\quad \text{khi } x>0.\end{cases}\)

a) Tìm các giới hạn \( \lim \limits_{x \to 0^+} f(x)\) và \( \lim \limits_{x \to 0^-} f(x) \).

b) Có tồn tại \( \lim \limits_{x \to 0} f(x)\)?

a) Giả sử \( (x_n) \) là dãy số bất kì, \( x_n>0 \) và \( x_n \to 0\). Khi đó \( f(x_n)=1 \) nên \( \lim f(x_n)=\lim 1=1 \).

Vậy \( \lim \limits_{x \to 0^+} f(x)=1\).

Giả sử \( (x_n) \) là dãy số bất kì, \( x_n < 0 \) và \( x_n \to 0\). Khi đó \( f(x_n)=0 \) nên \( \lim f(x_n)=\lim 0= 0\).

Vậy \( \lim \limits_{x \to 0^-} f(x)=0\).

b) Vì \( \lim \limits_{x \to 0^+} f(x) \neq \lim \limits_{x \to 0^-} f(x) \) nên không tồn tại \( \lim \limits_{x \to 0} f(x) \).

}

Câu 40:

Chứng minh rằng giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 0} \displaystyle\frac{|x|}{x}\) không tồn tại.

+) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 0^-} \displaystyle\frac{|x|}{x}=\mathop {\lim }\limits_{x\to 0^-} \displaystyle\frac{-x}{x}=\mathop {\lim }\limits_{x\to 0^-} (-1)=-1.\)

+) \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 0^+} \displaystyle\frac{|x|}{x}=\mathop {\lim }\limits_{x\to 0^+} \displaystyle\frac{x}{x}=\mathop {\lim }\limits_{x\to 0^+} 1=1.\)

Vậy \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 0^-} \displaystyle\frac{|x|}{x}\ne \mathop {\lim }\limits_{x\to 0^+} \displaystyle\frac{|x|}{x}\) nên giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{x\to 0} \displaystyle\frac{|x|}{x}\) không tồn tại.

}

Câu 41:

Cho hàm số \(g(x)=\displaystyle\frac{x^{2}-5 x+6}{|x-2|}\). Tìm \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}} g(x)\) và \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{-}} g(x)\).

Ta có \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}} g(x)=\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}}\displaystyle\frac{(x-2)(x-3)}{x-2}\,\,(\text{do } x>2)=\lim \limits_{x \rightarrow 2^{+}} (x-3)=-1\).

Tương tự \(\lim \limits_{x \rightarrow 2^{-}} g(x)=\lim \limits_{x \rightarrow 2^{-}}-\displaystyle\frac{(x-2)(x-3)}{x-2}\,\,(\text{do } x < 2)=-\lim \limits_{x \rightarrow 2^{-}} (x-3)=1\).

}

Nâng cao

Ứng dụng thực tế

Câu 1:

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự là \(f\). Gọi \(d\) và \(d^{\prime}\) lần lượt là khoảng cách từ một vật thật \(A B\) và từ ảnh \(A^{\prime} B^{\prime}\) của nó tới quang tâm \(O\) của thấu kính như hình vẽ bên dưới. Công thức thấu kính là \(\displaystyle\frac{1}{d}+\displaystyle\frac{1}{d}=\displaystyle\frac{1}{f}\).

wHinhBaitapSGK11/chuong3/11c3b2h1.png

a) Tìm biểu thức xác định hàm số \(d^{\prime}=\varphi(d)\).

b) Tìm \(\underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \varphi(d), \underset{d \rightarrow f^{-}}\lim \varphi(d)\) và \(\underset{d \rightarrow f}\lim \varphi(d)\). Giải thích ý nghĩa của các kết quả tìm được.

a) Ta có \(\displaystyle\frac{1}{d}+\displaystyle\frac{1}{d^{\prime}}=\displaystyle\frac{1}{f} \Leftrightarrow d^{\prime}=\displaystyle\frac{d f}{d-f}.\)

Vậy \(\varphi(d)=\displaystyle\frac{d f}{d-f}\).

b) Vì \(\underset{d \rightarrow f^{+}}\lim df=f^2; \underset{d \rightarrow f^{+}}\lim (d-f)=0 ; d \rightarrow f^{+} \Rightarrow d-f>0 \) nên \( \underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \displaystyle\frac{d f}{d-f}=+\infty\).

Vậy \(\underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \varphi(d)=\underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \displaystyle\frac{d f}{d-f}=+\infty\).

Ý nghĩa: Khi đặt vật nằm ngoài tiêu cự và tiến dần đến tiêu điểm thì cho ảnh thật ngược chiều với vật ở vô cùng.

Vì \(\underset{d \rightarrow f^{-}}\lim df=f^2; \underset{d \rightarrow f^{+}}\lim (d-f)=0 ; d \rightarrow f^{-} \Rightarrow d-f < 0 \) nên \( \underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \displaystyle\frac{d f}{d-f}=-\infty\).

Vậy \(\underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \varphi(d)=\underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \displaystyle\frac{d f}{d-f}=-\infty\).

Ý nghĩa: Khi đặt vật nằm trong tiêu cự và tiến dần đến tiêu điểm thì cho ảnh ảo cùng chiều với vật và nằm ở vô cùng.

Vì không tồn tại \(\underset{d \rightarrow f^{+}}\lim \varphi(d)\) và \(\underset{d \rightarrow f^{-}}\lim \varphi(d)\) nên không tồn tại \(\underset{d \rightarrow f}\lim \varphi(d)\).

}

Câu 2:

Cho hàm số \(H(t)=\begin{cases}0 & \text{nếu }t < 0\\ 1 & \text{nếu }t \geq 0\end{cases}\) (hàm Heaviside, thường được dùng để mô tả việc chuyển trạng thái tắt/mở của dòng điện tại thời điểm \(t=0\)).

Tính \(\lim \limits_{t \rightarrow 0^{+}} H(t)\) và \(\lim \limits_{t \rightarrow 0^{-}} H(t)\).

Ta có \(\lim \limits_{t \rightarrow 0^{+}} H(t)=1\) và \(\lim \limits_{t \rightarrow 0^{-}} H(t)=0\).

}

Câu 3:

Một cái hồ đang chứa \( 200 \) m\(^3\) nước mặn với nồng độ muối \( 10 \mathrm{\;kg/m}^3\). Người ta ngọt hóa nước trong hồ bằng cách bơm nước ngọt vào hồ với vận tốc \( 2 \) m\(^3\)/phút.

a) Viết biểu thức \( C(t) \) biểu thị nồng độ muối trong hồ sau \( t \) phút kể từ khi bắt đầu bơm.

b) Tìm giới hạn \( \lim \limits_{t \to +\infty} C(t) \) và giải thích ý nghĩa.

a) Sau thời gian \( t \) phút, số m\(^3\) nước trong hồ là \(200+2t \) (m\(^3\)).

Số kilôgam muối là \( 200\cdot 10=2000 \) (kg).

Nồng độ muối của nước trong hồ sau \( t \) phút khi bắt đầu bơm là

\(C(t)=\displaystyle\frac{2000}{200+2t}=\displaystyle\frac{1000}{100+t}\); \((\mathrm{kg/m}^3).\)

b) Khi \( t\to +\infty \), ta xét giới hạn

\(\lim \limits_{t \to +\infty} C(t)=\lim \limits_{t \to +\infty} \displaystyle\frac{1000}{100+t}=0.\)

}

Câu 4:

Lực hấp dẫn tác dụng lên một đơn vị khối lượng ở khoảng cách \(r\) tính từ tâm Trái Đất là

\(F(r)=\begin{cases}\displaystyle\frac{G M r}{R^{3}} &\text {nếu } r < R \\ \displaystyle\frac{G M}{r^{2}} &\text {nếu } r \geq R,\end{cases}\)

trong đó \(M\) và \(R\) lần lượt là khối lượng và bán kính của Trái Đất, \(G\) là hằng số hấp dẫn. Xét tính liên tục của hàm số \(F(r)\).

Ta có

+) Với \(r < R,\) \(F(r)=\displaystyle\frac{G Mr}{R^{3}}\) là hàm liên tục.

+) Với \(r>R,\) \(F(r)=\displaystyle\frac{G M}{R^{2}}\) là hàm liên tục.

Tại \(r=R.\)

+) \(F(R)=\displaystyle\frac{G M}{R^{2}}. \)

+) \(\mathop {\lim }\limits_{r\to R^+}F(r)=\mathop {\lim }\limits_{r\to R^+}\displaystyle\frac{G M}{r^{2}}=\displaystyle\frac{G M}{R^{2}}.\)

+) \(\mathop {\lim }\limits_{r\to R^-}F(r)=\mathop {\lim }\limits_{r\to R^-}\displaystyle\frac{G M r}{R^{3}}=\displaystyle\frac{G M R}{R^{3}}=\displaystyle\frac{G M}{R^{2}}.\)

Ta có \(F(R)=\mathop {\lim }\limits_{r\to R^+}F(r)=\mathop {\lim }\limits_{r\to R^-}F(r)\) nên hàm số liên tục tại \(r=R\).

Vậy \(F(r)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\).

}

Câu 5:

Một thấu kính hội tụ có tiêu cự là \( f>0 \) không đổi. Gọi \( d \) và \( d' \) lần lượt là khoảng cách từ vật thật và ảnh của nó tới quang tâm \( O \) của thấu kính (xem hình bên dưới). Ta có công thức: \( \displaystyle\frac{1}{d}+\displaystyle\frac{1}{d'}=\displaystyle\frac{1}{f} \) hay \( d'=\displaystyle\frac{df}{d-f} \).

Xét hàm số \( g(d)=\displaystyle\frac{df}{d-f} \). Tìm các giới hạn sau đây và giải thích ý nghĩa.

wHinhBaitapSGK11/chuong3/11c3b2h3.png

a) \( \lim \limits_{d \to f^+} g(d) \);

b) \( \lim \limits_{d \to +\infty} g(d) \).

a) \( \lim \limits_{d \to f^+} g(d) =\lim \limits_{d \to f^+} \displaystyle\frac{f}{1-\displaystyle\frac{f}{d}}\); \quad \( \lim \limits_{d \to f^+} f=f \); \quad \(\lim \limits_{d \to f^+}\displaystyle\frac{1}{1-\displaystyle\frac{f}{d}}=+\infty \).

Vậy \( \lim \limits_{d \to f^+} g(d)=+\infty \).

\textbf{Ý nghĩa:} Khi vật nằm tại tiêu điểm (\( a=OF=f \)) cho ảnh ở vô cùng.

b) \( \lim \limits_{d \to +\infty} g(d) =\lim \lim \limits_{d \to +\infty} \displaystyle\frac{df}{d-f}=\lim \limits_{d \to f^+} \displaystyle\frac{f}{1-\displaystyle\frac{f}{d}}=f\).

Vậy \( \lim \limits_{d \to +\infty} g(d) =f\).

\textbf{Ý nghĩa:} Khi vật ở rất xa (vô cực) cho ảnh tại tiêu điểm ảnh \( F' \) (\( d'=f \)).

}

Câu 6:

Trong hồ có chứa \( 6000 \) lít nước ngọt. Người ta bơm nước biển có nồng độ muối là \( 30 \) gam/lít vào hồ với tốc độ \( 15 \) lít/phút.

a) Chứng tỏ rằng nồng độ muối của nước trong hồ sau \( t \) phút kể từ khi bắt đầu bơm là \break \( C(t)=\displaystyle\frac{30t}{400+t} \) (gam/lít).

b) Nồng độ muối trong hồ như thế nào nếu \( t\to +\infty \).

a) Sau thời gian \( t \) phút, số lít nước trong hồ là \(6000+15t \) (lít).

Số gam muối trong số lít nước bơm vào là \( 30\cdot 15t=450t \) (gam).

Nồng độ muối của nước trong hồ sau \( t \) phút khi bắt đầu bơm là

\(C(t)=\displaystyle\frac{450t}{6000+15t}=\displaystyle\frac{30t}{400+t} \, \text{(gam/lít)}.\)

b) Khi \( t\to +\infty \), ta xét giới hạn

\(\lim \limits_{t \to +\infty} C(t)=\lim \limits_{t \to +\infty} \displaystyle\frac{30t}{400+t}=\lim \limits_{t \to +\infty} \displaystyle\frac{30}{\displaystyle\frac{400}{t}+1}=30.\)

Vậy khi bơm nước biểm vào hồ chứa, không giới hạn thời gian thì nồng độ muối trong hồ chứa chính là nồng độ muối của nước biển.

}