Bài viết hàm số liên tục bao gồm: định lý và định nghĩa về hàm số liên tục, xét tính liên tục của hàm số, bài tập hàm số liên tục có lời giải, hàm số liên tục trên khoảng, hàm số liên tục tại 1 điểm…
Lý thuyết hàm số liên tục
Hàm số liên tục là gì?
Định nghĩa 1: Cho hàm số xác định trên khoảng
. Hàm số
được gọi là liên tục tại
nếu
.
Hàm số không liên tục tại
được gọi là gián đoạn tại điểm đó.
Chú ý: Khi xét tính liên tục của hàm số tại một điểm, đặc biệt chú ý đến điều kiện hàm số xác định trên một khoảng (dù nhỏ) chứa điểm đó.
Định nghĩa 2: Hàm số được gọi là liên tục trên một khoảng nếu nó liên tục tại mọi điểm của khoảng đó.
Hàm số được gọi là liên tục trên một đoạn
nếu nó liên tục trên khoảng
và
.
Chú ý: Đồ thị của hàm số liên tục trên một khoảng là một đường liền trên khoảng đó.
Các định lý về hàm số liên tục
Định lý 1: Tổng, hiệu, tích, thương của hai hàm số liên tục tại một điểm là những hàm số liên tục tại điểm đó (trong trường hợp thương, giá trị của mẫu tại điểm đó phải khác ).
Định lý 2:
a) Hàm đa thức liên tục trên .
b) Hàm phân thức hữu tỉ, hàm lượng giác liên tục trên từng khoảng của tập xác định.
c) Các hàm số sơ cấp liên tục trên từng khoảng xác định của chúng.
Định lý 3: Nếu hàm số lên tục trên đoạn
và
thì tồn tại ít nhất một điểm
sao cho
.
Chú ý: Nếu liên tục trên đoạn
và
thì phương trình
có ít nhất một nghiệm nằm trong khoảng
.
Hàm số liên tục tại một điểm
liên tục tại
– Để xét tính liên tục của hàm số tại điểm
ta thực hiện các bước:
Bước 1: Tính .
Bước 2: Tính (trong nhiều trường hợp ta cần tính
,
)
Bước 3: So sánh với
và rút ra kết luận.
Bước 4: Kết luận.
Hàm số liên tục trên một khoảng
liên tục tại mọi điểm thuộc khoảng đó.
Hàm số liên tục trên một đoạn ![Rendered by QuickLaTeX.com [a; b]](data:image/svg+xml;base64,PHN2ZyB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciIHdpZHRoPSIzMSIgaGVpZ2h0PSIxOCIgdmlld0JveD0iMCAwIDMxIDE4Ij48cmVjdCB3aWR0aD0iMTAwJSIgaGVpZ2h0PSIxMDAlIiBmaWxsPSIjY2ZkNGRiIi8+PC9zdmc+)
liên tục trên
và
.
Hàm số đa thức liên tục trên
.
Hàm số phân thức, các hàm số lượng giác liên tục trên từng khoảng xác định của chúng.
Giả sử
liên tục tại điểm
.
Khi đó:
– Các hàm số liên tục tại
.
– Hàm số liên tục tại
nếu
.
Nếu
liên tục trên
và
thì tồn tại ít nhất một số
.
Nói cách khác: Nếu liên tục trên
và
thì phương trình
có ít nhất một nghiệm
.
Mở rộng: Nếu liên tục trên [a; b]. Đặt
,
. Khi đó với mọi
luôn tồn tại ít nhất một số
:
.
Một số dạng toán về hàm số liên tục
Xét tính liên tục của hàm số.
– Bước 1: Tính và
– Bước 2: So sánh và kết luận.
+) Nếu thì hàm số liên tục tại
.
+) Nếu không tồn tại hoặc
thì kết luận hàm số không liên tục tại
.
Vấn đề 1: Hàm số liên tục tại một điểm
Dạng 1:
Phương pháp:
Bước 1: Tính .
Bước 2: Tính .
Bước 3: So sánh với
và rút ra kết luận.
Bước 4: Kết luận.
Ví dụ: Xét tính liên tục của hàm số tại điểm được chỉ ra:
Hướng dẫn giải:
Do: nên hàm số
liên tục tại
Vậy: Hàm số liên tục tại
Dạng 2: hoặc
Phương pháp:
Bước 1: Tính .
Bước 2: Tính ,
.
Bước 3: So sánh ,
với
và rút ra kết luận.
Bước 4: Kết luận.
Ví dụ: Xét tính liên tục của hàm số tại điểm được chỉ ra:
Hướng dẫn giải:
Do: nên hàm số
liên tục tại
Vậy: Hàm số liên tục tại
Dạng 3: hoặc
Phương pháp:
Bước 1: Tìm tập xác định của hàm số.
Bước 2: Khi . Kiểm tra tính liên tục của hàm số
trên các khoàng.
Bước 3: Khi .
– Tính .
– Tính ,
.
– So sánh ,
với
và rút ra kết luận tại điểm
.
Bước 4: Kết luận tính liên tục trên tập xác định của chúng.
Ví dụ: Xét tính liên tục của hàm số trên tập xác định của chúng:
Hướng dẫn giải:
– Tập xác định: .
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm phân thức hữu tỉ có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng .
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm đa thức có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng .
– Nếu
Do: nên hàm số f(x) liên tục tại
Vậy: Hàm số liên tục tại
– Vậy: Hàm số liên tục trên
.
Vấn đề 2: Hàm số liên tục trên tập xác định của nó
Dạng 1:
Phương pháp:
Bước 1: Tìm tập xác định của hàm số.
Bước 2: Khi . Kiểm tra tính liên tục của hàm số
tại
.
Bước 3: Khi .
– Tính .
– Tính .
– So sánh với
và rút ra kết luận tại điểm
.
Bước 4: Kết luận tính liên tục trên tập xác định của chúng.
Ví dụ: Xét tính liên tục của hàm số trên tập xác định của chúng:
Hướng dẫn giải:
– Tập xác định:
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm phân thức hữu tỉ có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng và
– Nếu
Do: nên hàm số
liên tục tại
Suy ra hàm số f(x) liên tục tại
– Vậy: Hàm số liên tục trên
.
Dạng 2: hoặc
Phương pháp:
Bước 1: Tìm tập xác định của hàm số.
Bước 2: Khi . Kiểm tra tính liên tục của hàm số
trên các khoàng.
Bước 3: Khi .
– Tính .
– Tính ,
.
– So sánh ,
với
và rút ra kết luận tại điểm
.
Bước 4: Kết luận tính liên tục trên tập xác định của chúng.
Ví dụ: Xét tính liên tục của hàm số trên tập xác định của chúng:
Hướng dẫn giải:
– Tập xác định: .
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm phân thức hữu tỉ có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng .
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm đa thức có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng .
– Nếu
Do: nên hàm số f(x) liên tục tại
Vậy: Hàm số liên tục tại
– Vậy: Hàm số liên tục trên
.
Chứng minh phương trình có nghiệm
Phương pháp:
– Bước 1: Chứng minh hàm số liên tục trên đoạn
.
– Bước 2: Chứng minh .
– Bước 3: Kết luận phương trình có ít nhất một nghiệm trên đoạn
.
Chú ý: Đối với bài toán chứng minh phương trình có nghiệm mà không cho khoảng nào thì ta cần tìm hai số
sao cho
.
Ví dụ: Chứng minh phương trình có nghiệm trong khoảng
Hướng dẫn giải:
– Xét hàm số là hàm đa thức, liên tục trên R tức liên tục trên khoảng
.
– Ta có: .
– Do đó: , tức phương trình có nghiệm
.
Ví dụ bài tập hàm số liên tục có lời giải
Bài tập 1: Xét tính liên tục của hàm số tại điểm được chỉ ra:
Hướng dẫn giải:
Do: nên hàm số
gián đoạn tại
Vậy: Hàm số gián đoạn tại
Bài tập 2: Tìm m để hàm số liên tục tại điểm được chỉ ra:
Hướng dẫn giải:
Để hàm số liên tục tại
Vậy: Giá trị cần tìm là
Bài tập 3: Xét tính liên tục của hàm số tại điểm được chỉ ra:
Hướng dẫn giải:
Do: nên hàm số f(x) gián đoạn tại
Vậy: Hàm số gián đoạn tại
Bài tập 4: Tìm m để hàm số liên tục tại điểm được chỉ ra:
Hướng dẫn giải:
Do hàm số liên tục tại
Vậy: Giá trị cần tìm là:
Bài tập 5: Xét tính liên tục của hàm số trên tập xác định của chúng:
Hướng dẫn giải:
– Tập xác định:
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm phân thức hữu tỉ có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng và
– Nếu
Do: nên hàm số
không liên tục tại
Suy ra hàm số không liên tục tại
– Vậy: Hàm số liên tục trên mỗi khoảng
và
nhưng gián đoạn tại
Bài tập 6: Tìm để hàm số liên tục trên tập xác định của chúng:
Hướng dẫn giải:
– Tập xác định:
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm phân thức hữu tỉ có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng và
– Nếu
Do hàm số không liên tục tại
nên
.
– Vậy: Giá trị cần tìm là
Bài tập 7: Xét tính liên tục của hàm số trên tập xác định của chúng:
Hướng dẫn giải:
– Tập xác định:
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm phân thức hữu tỉ có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên khoảng .
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm đa thứccó tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng . – Nếu
Do: nên hàm số
gián đoạn tại
– Vậy: Hàm số liên tục trên
và gián đoạn tại
.
Bài tập 8: Tìm để hàm số liên tục trên tập xác định của chúng:
Hướng dẫn giải:
– Tập xác định:
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm phân thức hữu tỉ có tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên khoảng .
– Nếu , thì hàm số
.
Đây là hàm đa thứccó tập xác định là .
Vậy nó liên tục trên mỗi khoảng .
– Nếu
.
Để hàm số gián đoạn tại
khi
.
– Vậy: Giá trị cần tìm là
.
Bài tập 9: Chứng minh phương trình có ba nghiệm trong khoảng
.
Hướng dẫn giải:
– Xét hàm số liên tục trên R nên
liên tục trên mọi đoạn.
– Ta có: ,
,
,
. Suy ra phương trình có nghiệm trong mỗi khoảng
,
,
.
– Vậy: Phương trìn có ba nghiệm trên khoảng
Bài tập 10: Chứng minh rằng phương trình: luôn có nghiệm
với
và
.
Hướng dẫn giải:
– Xét hàm số liên tục trên
.
Ta có: ,
Do đó:
Như thế:
– Nếu hay
phương trình
hiển nhiên có nghiệm thuộc
.
– Nếu và
ta thấy
.
Vậy: Phương trình có nghiệm trên
.
Bài tập 11: Với mọi , chứng minh phương trình:
luôn luôn có nghiệm.
Hướng dẫn giải:
– Xét hàm số liên tục trên
.
,
,
Giả sử (tương tự các trường hợp sau)
– Nếu hoặc
hoặc
ta có
do đó
là một nghiệm của phương trình.
– Nếu . Ít nhất có một trong hai trường hợp xảy ra:
+Với
Suy ra phương trình có nghiệm trên đoạn
+Với
Suy ra phương trình có nghiệm trên đoạn .
Bài tập 12: Chứng minh rằng nếu thì phương trình
có ít nhất một nghiệm trong khoảng
với
Hướng dẫn giải:
– Xét hàm số
Đặt . Khi đó ta có:
có ít nhất một nghiệm
.
– Nếu . Ta có:
. Vậy phương trình
có nghiệm
.
– Nếu , lúc đó phương trình có nghiệm
,
có nghĩa
.
– Nếu . Ta có:
+Với phương trình
có vô số nghiệm nên tất nhiên sẽ có một nghiệm thuộc
.
+Với .
– Tóm lại: thỏa mãn
thì phương trình
có ít nhất một nghiệm
, tức là
thì phương trình
có ít nhất một nghiệm trong khoảng
với
.
Sotayhoctap chúc các bạn học tốt!