Giải bài tập Toán 11 Chân trời sáng tạo Bài 3: Hàm số liên tục

Hai đồ thị ở hai hình dưới đây cho biết phí gửi xe y của ô tô con (tính theo 10 nghìn đồng) theo thời gian gửi x (tính theo giờ) của hai bãi xe. Có nhận xét gì về sự thay đổi của số tiền phí phải trả theo thời gian gửi ở mỗi bãi đỗ xe?

Cho hàm số \(y = f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}1&{khi\,\,0 \le x \le 1}\\{1 + x}&{khi\,\,1 < x \le 2}\\{5 - x}&{khi\,\,2 < x \le 3}\end{array}} \right.\) có đồ thị như Hình 1.

Tại mỗi điểm \({x_0} = 1\) và \({x_0} = 2\), có tồn tại giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right)\) không? Nếu có, giới hạn đó có bằng \(f\left( {{x_0}} \right)\) không?

Xét tính liên tục của hàm số:

a) \(f\left( x \right) = 1 - {x^2}\) tại điểm \({x_0} = 3\);

b) \(f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2} + 1}&{khi\,\,x > 1}\\{ - x}&{khi\,\,x \le 1}\end{array}} \right.\) tại điểm \({x_0} = 1\).

Cho hàm số \(y = f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{x + 1}&{khi\,\,1 < x \le 2}\\k&{khi\,\,x = 1}\end{array}} \right.\).

a) Xét tính liên tục của hàm số tại mỗi điểm \({x_0} \in \left( {1;2} \right)\).

b) Tìm \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {2^ - }} f\left( x \right)\) và so sánh giá trị này với \(f\left( 2 \right)\).

c) Với giá trị nào của \(k\) thì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} f\left( x \right) = k\)?

Tại một xưởng sản xuất bột đã thạch anh, giá bán (tính theo nghìn đồng) của \(x\) (kg) bột đã thạch anh được tính theo công thức sau:

\(P\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{4,5x}&{khi\,\,0 < x \le 400}\\{4x + k}&{khi\,\,x > 400}\end{array}} \right.\) (\(k\) là một hãng số).

a) Với \(k = 0\), xét tính liên tục của hàm số \(P\left( x \right)\) trên \(\left( {0; + \infty } \right)\).

b) Với giá trị nào của \(k\) thì hàm số \(P\left( x \right)\) liên tục trên \(\left( {0; + \infty } \right)\)?

Xét tính liên tục của hàm số \(y = \sqrt {x - 1} + \sqrt {2 - x} \) trên \(\left[ {1;2} \right]\).

Cho hai hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{1}{{x - 1}}\) và \(y = g\left( x \right) = \sqrt {4 - x} \).

a) Tìm tập xác định của mỗi hàm số đã cho.

b) Mỗi hàm số trên liên tục trên những khoảng nào? Giải thích.

Xét tính liên tục của hàm số \(y = \sqrt {{x^2} - 4} \).

Cho hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{{x^2} - 2x}}{x}}&{khi\,\,x \ne 0}\\a&{khi\,\,x = 0}\end{array}} \right.\).

Tìm \(a\) để hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\).

Một hãng taxi đưa ra giá cước \(T\left( x \right)\) (đồng) khi đi quãng đường \(x\) (km) cho loại xe 4 chỗ như sau:

\(T\left( x \right) \)\( = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{10000}&{khi\,\,0 < x \le 0,7}\\{ - 10000 + \left( {x - 0,7} \right).14000}&{khi{\rm{ }}0,7 < x \le 20}\\{280200 + \left( {x--20} \right).12000}&{khi{\rm{ }}x > 20}\end{array}} \right.\)

Xét tính liên tục của hàm số \(T\left( x \right)\).

Cho hai hàm số \(y = f\left( x \right) = \frac{1}{{x - 1}}\) và \(y = g\left( x \right) = \sqrt {4 - x} \).

Hàm số \(y = f\left( x \right) + g\left( x \right)\) có liên tục tại \(x = 2\) không? Giải thích.

Xét tính liên tục của các hàm số:

a) \(y = \sqrt {{x^2} + 1} + 3 - x\);

b) \(y = \frac{{{x^2} - 1}}{x}.\cos x\).

Trong mặt phẳng toạ độ \(Oxy\), cho đường tròn \(\left( C \right)\) tâm \(O\), bán kính bằng 1. Một đường thẳng \(d\) thay đổi, luôn vuông góc với trục hoành, cắt trục hoành tại điểm \(M\) có hoành độ \(x\left( { - 1 < x < 1} \right)\) và cắt đường tròn \(\left( C \right)\) tại các điểm \(N\) và \(P\) (xem Hình 6).

a) Viết biểu thức \(S\left( x \right)\) biểu thị diện tích của tam giác \(ONP\).

b) Hàm số \(y = S\left( x \right)\) có liên tục trên \(\left( { - 1;1} \right)\) không? Giải thích.

c) Tìm các giới hạn \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} S\left( x \right)\) và \(\mathop {\lim }\limits_{x \to - {1^ + }} S\left( x \right)\).

Xét tính liên tục của hàm số:

a) \(f\left( x \right) \)\( = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2} + 1}&{khi\,\,x \ge 0}\\{1 - x}&{khi\,\,x < 0}\end{array}} \right.\) tại điểm \(x = 0\).

b) \(f\left( x \right) \)\( = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2} + 2}&{khi\,\,x \ge 1}\\x&{khi\,\,x < 1}\end{array}} \right.\) tại điểm \(x = 1\).

Cho hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{{x^2} - 4}}{{x + 2}}}&{khi\,\,x \ne - 2}\\a&{khi\,\,x = - 2}\end{array}} \right.\).

Tìm \(a\) để hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\).

Xét tính liên tục của các hàm số sau:

a) \(f\left( x \right) = \frac{x}{{{x^2} - 4}}\);

b) \(g\left( x \right) = \sqrt {9 - {x^2}} \);

c) \(h\left( x \right) = \cos x + \tan x\).

Cho hàm số \(f\left( x \right) = 2x - \sin x,g\left( x \right) = \sqrt {x - 1} \).

Xét tính liên tục hàm số \(y = f\left( x \right).g\left( x \right)\) và \(y = \frac{{f\left( x \right)}}{{g\left( x \right)}}\).

Một bãi đậu xe ô tô đưa ra giá \(C\left( x \right)\) (đồng) khi thời gian đậu xe là \(x\) (giờ) như sau:

\(C\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{60000}&{khi\,\,0 < x \le 2}\\{100000}&{khi{\rm{ }}2 < x \le 4}\\{200000}&{khi{\rm{ }}4 < x \le 24}\end{array}} \right.\)

Xét tính liên tục của hàm số \(C\left( x \right)\).

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

\(F\left( r \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{GM{\rm{r}}}}{{{R^3}}}}&{khi\,\,0 < x < R}\\{\frac{{GM}}{{{r^2}}}}&{khi\,\,r \ge R}\end{array}} \right.\)

trong đó \(M\) là khối lượng, \(R\) là bán kính của Trái Đất, \(G\) là hằng số hấp dẫn.

Hàm số \(F\left( r \right)\) có liên tục trên \(\left( {0; + \infty } \right)\) không?

Dùng định nghĩa, xét tính liên tục của hàm số:

a) f(x) = x³ ‒ 3x + 2 tại điểm x = ‒2;

b) $f\left(x\right)=\sqrt{3x+2}$ tại điểm x = 0.

Xét tính liên tục của mỗi hàm số sau tại điểm x = 2.

a) f(x) = $\left\{\begin{array}{ll}6-2x& \text{ khi }x\ge 2\\ 2x^2-6& \text{ khi }x<2;\end{array}\right.$

b) $f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}\frac{x^2-4}{x-2}\text{ khi }x\ne 2\\ 0\text{ khi }x=2.\end{array}\right.$

Xét tính liên tục của hàm số:

a) $f\left(x\right)=\mathrm{|x}+\mathrm{1|}$ tại điểm x = ‒1;

b) $g\left(x\right)=\left\{\begin{array}{ll}\frac{\left|x-1\right|}{x-1}& \text{khi }x\ne 1\\ 1& \text{khi }x=1\end{array}\right.$ tại điểm x = 1.

Cho hàm số $f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{\sqrt{x+2}-2}{x-2}& \text{ khi }x\ne 2\\ a& \text{ khi }x=2\end{array}\right.$. Tìm giá trị của tham số a để hàm số y = f(x) liên tục tại x = 2?

Xét tính liên tục của các hàm số sau:

a) f(x) = x³ ‒ x² + 2;

b) $f\left(x\right)=\frac{x+1}{x^2-4x};$

c) $f\left(x\right)=\frac{2x-1}{x^2-x+1};$

d) $f\left(x\right)=\sqrt{x^2-2x}$.

Xét tính liên tục của các hàm số sau:

a) $f\left(x\right)=\frac{\text{tan}x}{\sqrt{1-x^2}};$

b) $f\left(x\right)=\frac{1}{\text{sin}x}$.

Cho hai hàm số f(x) = x ‒ 1 và g(x) = x² ‒ 3x + 2. Xét tính liên tục của các hàm số:

a) y = f(x).g(x);

b) $y=\frac{f\left(x\right)}{g\left(x\right)};$

c) $y=\frac{1}{\sqrt{f\left(x\right)+g\left(x\right)}}.$

Cho hai hàm số $f\left(x\right)=\left\{\begin{array}{l}2-x\text{ \hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}khi }x<1\\ x^2+x\text{ khi }x\ge 1\end{array}\right.$và $g\left(x\right)=\left\{\begin{array}{l}2x-x^2\text{ khi }x<1\\ -x^2+a\text{ khi }x\ge 1\end{array}\right.$.

Tìm giá trị của tham số a sao cho hàm số h(x) = f(x) + g(x) liên tục tại x = 1?

Cho hàm số y = f(x) = $\left\{\begin{array}{l}{x}^2+ax+b\text{ khi }\left|x\right|<2\\ x\left(2-x\right)\text{\hspace{0.17em} \hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}\hspace{0.17em}khi }\left|x\right|\ge 2.\end{array}\right.$

Tìm giá trị của các tham số a và b sao cho hàm số y = f(x) liên tục trên ℝ?

Chứng minh rằng phương trình:

a) x³ + 2x ‒ 1 = 0 có nghiệm thuộc khoảng (‒1; 1).

b) $\sqrt{x^2+x}+x^2=1$ có nghiệm thuộc khoảng (0; 1).

Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho đường tròn (C): x² + (y ‒ 1)² = 1. Với mỗi số thực m, gọi Q(m) là số giao điểm của đường thẳng d: y = m với đường tròn (C). Viết công thức xác định hàm số y = Q(m). Hàm số này không liên tục tại các điểm nào?

Cho nửa đường tròn đường kính AB = 2. Đường thẳng d thay đổi luôn đi qua A, cắt nửa đường tròn tại C và tạo với đường thẳng AB góc $\alpha \left(0<\alpha <\frac{\pi }{2}\right)$.

Kí hiệu diện tích tam giác ABC là S(α) (phụ thuộc vào α). Xét tính liên tục của hàm số S(α) trên khoảng $\left(0;\frac{\pi }{2}\right)$ và tính các giới hạn $\underset{\alpha \to 0^{+}}{\lim }S\left(\alpha \right),\underset{\alpha \to \frac{\pi }{2}}{\lim }S\left(\alpha \right).$