TopStudy

Đáp án và lời giải

Giải SGK Toán 11 KNTT Bài tập cuối chương V có đáp án

Về trang đề

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Ta có: lim⁡n→+∞un=lim⁡n→+∞(n2+1−n)\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {{n^2} + 1} - \sqrt n } \right)=lim⁡n→+∞(n2(1+1n2)−n)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {{n^2}\left( {1 + \frac{1}{{{n^2}}}} \right)} - \sqrt n } \right)

=lim⁡n→+∞(n1+1n2−n)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {n\sqrt {1 + \frac{1}{{{n^2}}}} - \sqrt n } \right)=lim⁡n→+∞[n(1+1n2−1n)]= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left[ {n\left( {\sqrt {1 + \frac{1}{{{n^2}}}} - \frac{1}{{\sqrt n }}} \right)} \right]

Vì lim⁡n→+∞n=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } n = + \infty và lim⁡n→+∞(1+1n2−1n)=1>0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {1 + \frac{1}{{{n^2}}}} - \frac{1}{{\sqrt n }}} \right) = 1 > 0.

Do đó lim⁡n→+∞[n(1+1n2−1n)]=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left[ {n\left( {\sqrt {1 + \frac{1}{{{n^2}}}} - \frac{1}{{\sqrt n }}} \right)} \right] = + \infty. Vậy lim⁡n→+∞un=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = + \infty.

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có: 2 + 22^{2} + ... + 2n^{n}, đây là tổng của n số hạng đầu của cấp số nhân với số hạng đầu là u1_{1} = 2 và công bội q = 2. Do đó, 2 + 22^{2} + ... + 2n^{n} = u1(1−qn)1−q=2(1−2n)1−2=−2(1−2n)\frac{{{u_1}\left( {1 - {q^n}} \right)}}{{1 - q}} = \frac{{2\left( {1 - {2^n}} \right)}}{{1 - 2}} = - 2\left( {1 - {2^n}} \right).

Khi đó, un=2+22+...+2n2n{u_n} = \frac{{2 + {2^2} + ... + {2^n}}}{{{2^n}}}=−2(1−2n)2n= \frac{{ - 2\left( {1 - {2^n}} \right)}}{{{2^n}}}=2n−12n−1=2−12n−1= \frac{{{2^n} - 1}}{{{2^{n - 1}}}} = 2 - \frac{1}{{{2^{n - 1}}}}.

Vậylim⁡n→+∞un=lim⁡n→+∞(2−12n−1)=2\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {2 - \frac{1}{{{2^{n - 1}}}}} \right) = 2.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Ta có: u1=231=23{u_1} = \frac{2}{{{3^1}}} = \frac{2}{3}, u2=232=29{u_2} = \frac{2}{{{3^2}}} = \frac{2}{9}, do đó công bội của cấp số nhân là q=u2u1=29:23=13q = \frac{{{u_2}}}{{{u_1}}} = \frac{2}{9}:\frac{2}{3} = \frac{1}{3}.

Khi đó, tổng của cấp số nhân lùi vô hạn đã cho là S=u11−q=231−13=1S = \frac{{{u_1}}}{{1 - q}} = \frac{{\frac{2}{3}}}{{1 - \frac{1}{3}}} = 1.

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có: f(x)=x+1−x+2f\left( x \right) = \sqrt {x + 1} - \sqrt {x + 2}=(x+1)2−(x+2)2x+1+x+2= \frac{{{{\left( {\sqrt {x + 1} } \right)}^2} - {{\left( {\sqrt {x + 2} } \right)}^2}}}{{\sqrt {x + 1} + \sqrt {x + 2} }}

=(x+1)−(x+2)x+1+x+2= \frac{{\left( {x + 1} \right) - \left( {x + 2} \right)}}{{\sqrt {x + 1} + \sqrt {x + 2} }}=−1x+1+x+2= \frac{{ - 1}}{{\sqrt {x + 1} + \sqrt {x + 2} }}.

Do đó, lim⁡x→+∞f(x)=lim⁡x→+∞−1x+1+x+2\mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to + \infty } \frac{{ - 1}}{{\sqrt {x + 1} + \sqrt {x + 2} }}= 0.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có: f(x)=x−x2∣x∣f\left( x \right) = \frac{{x - {x^2}}}{{\left| x \right|}}={x−x2x  khi  x>0x−x2−x  khi  x<0= \left\{ \begin{array}{l}\frac{{x - {x^2}}}{x}\,\,khi\,\,x > 0\\\frac{{x - {x^2}}}{{ - x}}\,\,khi\,\,x < 0\end{array} \right.={1−x    khi  x>0x−1    khi  x<0= \left\{ \begin{array}{l}1 - x\,\,\,\,khi\,\,x > 0\\x - 1\,\,\,\,khi\,\,x < 0\end{array} \right..

Do đó, lim⁡x→0+f(x)\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right)=lim⁡x→0+(1−x)=1−0=1= \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \left( {1 - x} \right) = 1 - 0 = 1.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Ta có: f(x)=x+1∣x+1∣f\left( x \right) = \frac{{x + 1}}{{\left| {x + 1} \right|}}={x+1x+1    khi   x+1>0x+1−(x+1)    khi   x+1<0= \left\{ \begin{array}{l}\frac{{x + 1}}{{x + 1}}\,\,\,\,khi\,\,\,x + 1 > 0\\\frac{{x + 1}}{{ - \left( {x + 1} \right)}}\,\,\,\,khi\,\,\,x + 1 < 0\end{array} \right.={1    khi   x>−1−1    khi   x<−1= \left\{ \begin{array}{l}1\,\,\,\,khi\,\,\,x > - 1\\ - 1\,\,\,\,khi\,\,\,x < - 1\end{array} \right..

Tập xác định của hàm số là D = (–∞; – 1) ∪ (– 1; +∞).

Từ đó suy ra hàm số đã cho liên tục trên (–∞; – 1) ∪ (– 1; +∞).

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ta có: lim⁡x→1f(x)=lim⁡x→1x2+x−2x−1\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^2} + x - 2}}{{x - 1}}=lim⁡x→1(x−1)(x+2)x−1= \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {x - 1} \right)\left( {x + 2} \right)}}{{x - 1}}=lim⁡x→1(x+2)=1+2=3= \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \left( {x + 2} \right) = 1 + 2 = 3.

f(1) = a.

Để hàm số f(x) liên tục tại x = 1 thì lim⁡x→1f(x)=f(1)\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} f\left( x \right) = f\left( 1 \right)⇔ a = 3.

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Vì |un_{n} – 1| < 2n\frac{2}{n} và lim⁡n→+∞2n=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{2}{n} = 0.

Do đó, lim⁡n→+∞(un−1)=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{u_n} - 1} \right) = 0. Từ đó suy ra lim⁡n→+∞un=1\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = 1.

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) un=n23n2+7n−2{u_n} = \frac{{{n^2}}}{{3{n^2} + 7n - 2}}

Ta có: lim⁡n→+∞un=lim⁡n→+∞n23n2+7n−2\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{n^2}}}{{3{n^2} + 7n - 2}}=lim⁡n→+∞n2n2(3+7n−2n2)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{n^2}}}{{{n^2}\left( {3 + \frac{7}{n} - \frac{2}{{{n^2}}}} \right)}}

=lim⁡n→+∞13+7n−2n2=13= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{1}{{3 + \frac{7}{n} - \frac{2}{{{n^2}}}}} = \frac{1}{3}.

b) vn=∑k=0n3k+5k6k{v_n} = \sum\limits_{k = 0}^n {\frac{{{3^k} + {5^k}}}{{{6^k}}}}=30+5060+31+5161+32+5262+...+3n+5n6n= \frac{{{3^0} + {5^0}}}{{{6^0}}} + \frac{{{3^1} + {5^1}}}{{{6^1}}} + \frac{{{3^2} + {5^2}}}{{{6^2}}} + ... + \frac{{{3^n} + {5^n}}}{{{6^n}}}

=(3060+5060)+(3161+5161)+(3262+5262)+...+(3n6n+5n6n)= \left( {\frac{{{3^0}}}{{{6^0}}} + \frac{{{5^0}}}{{{6^0}}}} \right) + \left( {\frac{{{3^1}}}{{{6^1}}} + \frac{{{5^1}}}{{{6^1}}}} \right) + \left( {\frac{{{3^2}}}{{{6^2}}} + \frac{{{5^2}}}{{{6^2}}}} \right) + ... + \left( {\frac{{{3^n}}}{{{6^n}}} + \frac{{{5^n}}}{{{6^n}}}} \right)

=((12)0+(56)0)+((12)1+(56)1)+((12)2+(56)2)+...+((12)n+(56)n)= \left( {{{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^0} + {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^0}} \right) + \left( {{{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^1} + {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^1}} \right) + \left( {{{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^2} + {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^2}} \right) + ... + \left( {{{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n} + {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^n}} \right)

=[(12)0+(12)1+(12)2+...+(12)n]+[(56)0+(56)1+(56)2+...+(56)n]= \left[ {{{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^0} + {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^1} + {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^2} + ... + {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right] + \left[ {{{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^0} + {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^1} + {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^2} + ... + {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^n}} \right]

Vì (12)1+(12)2+...+(12)n{\left( {\frac{1}{2}} \right)^1} + {\left( {\frac{1}{2}} \right)^2} + ... + {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n} là tổng n số hạng đầu của cấp số nhân với số hạng đầu là (12)1=12{\left( {\frac{1}{2}} \right)^1} = \frac{1}{2} và công bội là 12\frac{1}{2} nên

(12)0+(12)1+(12)2+...+(12)n=(12)0+12(1−(12)n)1−12{\left( {\frac{1}{2}} \right)^0} + {\left( {\frac{1}{2}} \right)^1} + {\left( {\frac{1}{2}} \right)^2} + ... + {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n} = {\left( {\frac{1}{2}} \right)^0} + \frac{{\frac{1}{2}\left( {1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right)}}{{1 - \frac{1}{2}}}=1+(1−(12)n)=2−(12)n= 1 + \left( {1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right) = 2 - {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}.

Tương tự, ta tính được:

(56)0+(56)1+(56)2+...+(56)n=(56)0+56(1−(56)n)1−56{\left( {\frac{5}{6}} \right)^0} + {\left( {\frac{5}{6}} \right)^1} + {\left( {\frac{5}{6}} \right)^2} + ... + {\left( {\frac{5}{6}} \right)^n} = {\left( {\frac{5}{6}} \right)^0} + \frac{{\frac{5}{6}\left( {1 - {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^n}} \right)}}{{1 - \frac{5}{6}}}=1+5(1−(56)n)=6−5⋅(56)n= 1 + 5\left( {1 - {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^n}} \right) = 6 - 5 \cdot {\left( {\frac{5}{6}} \right)^n}.

Do đó, vn=∑k=0n3k+5k6k{v_n} = \sum\limits_{k = 0}^n {\frac{{{3^k} + {5^k}}}{{{6^k}}}} =[2−(12)n]+[6−5⋅(56)n]= \left[ {2 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right] + \left[ {6 - 5 \cdot {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^n}} \right] =8−(12)n−5⋅(56)n= 8 - {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n} - 5 \cdot {\left( {\frac{5}{6}} \right)^n}.

Vậy lim⁡n→+∞vn=lim⁡n→+∞(∑k=0n3k+5k6k)\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sum\limits_{k = 0}^n {\frac{{{3^k} + {5^k}}}{{{6^k}}}} } \right)=lim⁡n→+∞[8−(12)n−5⋅(56)n]= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left[ {8 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n} - 5 \cdot {{\left( {\frac{5}{6}} \right)}^n}} \right] = 8.

c) wn=sin⁡ n4n{{\rm{w}}_n} = \frac{{\sin \,n}}{{4n}}

Ta có: ∣wn∣=∣sin⁡ n4n∣≤14n<1n\left| {{{\rm{w}}_n}} \right| = \left| {\frac{{\sin \,n}}{{4n}}} \right| \le \frac{1}{{4n}} < \frac{1}{n} và lim⁡n→+∞1n=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{1}{n} = 0.

Do đó, lim⁡n→+∞wn=lim⁡n→+∞sin⁡ n4n=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {{\rm{w}}_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{\sin \,n}}{{4n}} = 0.

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Ta có: 1,(01) = 1,010101... = 1 + 0,01 + 0,0001 + 0,000001 + ...

= 100^{0} + 10−2^{-2} + 10−4^{-4} + 10−6^{-6} + ...

Đây là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u1_{1} = 100^{0} = 1 và q = 10−2^{-2} nên

1,(01) = u11−q=11−10−2=10099\frac{{{u_1}}}{{1 - q}} = \frac{1}{{1 - {{10}^{ - 2}}}} = \frac{{100}}{{99}}.

b) Ta có: 5,(132) = 5,132132132... = 5 + 0,132 + 0,000132 + 0,000000132 + ...

= 5 + 0,132 + 0,132 . 10−3^{-3} + 0,132 . 10−6^{-6} + ...

Vì 0,132 + 0,132 . 10−3^{-3} + 0,132 . 10−6^{-6} + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u1_{1} = 0,132 và q = 10−3^{-3} nên

0,132 + 0,132 . 10−3^{-3} + 0,132 . 10−6^{-6} + ... = u11−q=0,1321−10−3=44333\frac{{{u_1}}}{{1 - q}} = \frac{{0{,}132}}{{1 - {{10}^{ - 3}}}} = \frac{{44}}{{333}}.

Do đó 5,(132) = 5 + 44333\frac{{44}}{{333}} = 1709333\frac{{1709}}{{333}}.

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) lim⁡x→7x+2−3x−7\mathop {\lim }\limits_{x \to 7} \frac{{\sqrt {x + 2} - 3}}{{x - 7}}=lim⁡x→7(x+2)2−32(x−7)(x+2+3)= \mathop {\lim }\limits_{x \to 7} \frac{{{{\left( {\sqrt {x + 2} } \right)}^2} - {3^2}}}{{\left( {x - 7} \right)\left( {\sqrt {x + 2} + 3} \right)}}

=lim⁡x→7x−7(x−7)(x+2+3)= \mathop {\lim }\limits_{x \to 7} \frac{{x - 7}}{{\left( {x - 7} \right)\left( {\sqrt {x + 2} + 3} \right)}}=lim⁡x→71x+2+3= \mathop {\lim }\limits_{x \to 7} \frac{1}{{\sqrt {x + 2} + 3}}=17+2+3=16= \frac{1}{{\sqrt {7 + 2} + 3}} = \frac{1}{6}.

b) lim⁡x→1x3−1x2−1\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^3} - 1}}{{{x^2} - 1}}=lim⁡x→1(x−1)(x2+x+1)(x−1)(x+1)= \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {x - 1} \right)\left( {{x^2} + x + 1} \right)}}{{\left( {x - 1} \right)\left( {x + 1} \right)}}=lim⁡x→1x2+x+1x+1=12+1+11+1=32= \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^2} + x + 1}}{{x + 1}} = \frac{{{1^2} + 1 + 1}}{{1 + 1}} = \frac{3}{2}.

c) lim⁡x→12−x(1−x)2\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{2 - x}}{{{{\left( {1 - x} \right)}^2}}}

Ta có: lim⁡x→1(2−x)=2−1=1>0\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \left( {2 - x} \right) = 2 - 1 = 1 > 0;

lim⁡x→1(1−x)2=0\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} {\left( {1 - x} \right)^2} = 0 và (1 – x)2^{2} > 0 với mọi x ≠ 1.

Do vậy, lim⁡x→12−x(1−x)2=+∞\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{2 - x}}{{{{\left( {1 - x} \right)}^2}}} = + \infty.

d) lim⁡x→−∞x+24x2+1\mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } \frac{{x + 2}}{{\sqrt {4{x^2} + 1} }}=lim⁡x→−∞x+2x2(4+1x2)= \mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } \frac{{x + 2}}{{\sqrt {{x^2}\left( {4 + \frac{1}{{{x^2}}}} \right)} }}

=lim⁡x→−∞x(1+2x)−x4+1x2= \mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } \frac{{x\left( {1 + \frac{2}{x}} \right)}}{{ - x\sqrt {4 + \frac{1}{{{x^2}}}} }}=lim⁡x→−∞−(1+2x)4+1x2= \mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } \frac{{ - \left( {1 + \frac{2}{x}} \right)}}{{\sqrt {4 + \frac{1}{{{x^2}}}} }}=−12= - \frac{1}{2}.

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) lim⁡x→3+x2−9∣x−3∣\mathop {\lim }\limits_{x \to {3^ + }} \frac{{{x^2} - 9}}{{\left| {x - 3} \right|}}

Với mọi x > 3, ta có x – 3 > 0 nên |x – 3| = x – 3.

Do đó, lim⁡x→3+x2−9∣x−3∣\mathop {\lim }\limits_{x \to {3^ + }} \frac{{{x^2} - 9}}{{\left| {x - 3} \right|}}=lim⁡x→3+(x−3)(x+3)x−3= \mathop {\lim }\limits_{x \to {3^ + }} \frac{{\left( {x - 3} \right)\left( {x + 3} \right)}}{{x - 3}}=lim⁡x→3+(x+3)=6= \mathop {\lim }\limits_{x \to {3^ + }} \left( {x + 3} \right) = 6.

b) lim⁡x→1−x1−x\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} \frac{x}{{\sqrt {1 - x} }}

Ta có: lim⁡x→1−x=1>0\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} x = 1 > 0; lim⁡x→1−1−x=0\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} \sqrt {1 - x} = 0

Và với mọi x < 1, ta có 1 – x > 0, suy ra 1−x>0\sqrt {1 - x} > 0.

Vậy lim⁡x→1−x1−x=+∞\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} \frac{x}{{\sqrt {1 - x} }} = + \infty.

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

+) Với x > 0, ta có: |x| = x.

Khi đó, lim⁡x→0+∣x∣x=lim⁡x→0+xx=lim⁡x→0+1=1\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \frac{{\left| x \right|}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \frac{x}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} 1 = 1. (1)

+) Với x < 0, ta có: |x| = – x.

Khi đó, lim⁡x→0−∣x∣x=lim⁡x→0−−xx=lim⁡x→0−(−1)=−1\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \frac{{\left| x \right|}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \frac{{ - x}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \left( { - 1} \right) = - 1. (2)

Từ (1) và (2) suy ra lim⁡x→0+∣x∣x≠lim⁡x→0−∣x∣x\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \frac{{\left| x \right|}}{x} \ne \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \frac{{\left| x \right|}}{x} nên không tồn tại giới hạn lim⁡x→0∣x∣x\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{{\left| x \right|}}{x}.

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Với x ≠ 0, thì f(x)=1xf\left( x \right) = \frac{1}{x}, ta có: lim⁡x→0−1x=−∞\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \frac{1}{x} = - \infty và lim⁡x→0+1x=+∞\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \frac{1}{x} = + \infty.

Suy ra lim⁡x→0−1x≠lim⁡x→0+1x\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} \frac{1}{x} \ne \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \frac{1}{x} nên không tồn tại lim⁡x→01x\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} \frac{1}{x}.

Vậy hàm số đã cho gián đoạn tại x = 0.

b) Ta có: lim⁡x→1+g(x)\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} g\left( x \right)=lim⁡x→1+(2−x)=2−1=1= \mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} \left( {2 - x} \right) = 2 - 1 = 1;

lim⁡x→1−g(x)\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} g\left( x \right)=lim⁡x→1−(1+x)=1+1=2= \mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} \left( {1 + x} \right) = 1 + 1 = 2.

Suy ra lim⁡x→1+g(x)≠lim⁡x→1−g(x)\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} g\left( x \right) \ne \mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} g\left( x \right) nên không tồn tại lim⁡x→1g(x)\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} g\left( x \right).

Vậy hàm số đã cho gian đoạn tại x = 1.

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Vì M và R lần lượt là khối lượng và bán kính của Trái Đất, G là hằng số hấp dẫn, do đó M, R, G đều khác 0, r là khoảng cách nên r > 0.

Ta có: F(r)={GMrR3    neˆ′u   r<RGMr2      neˆ′u   r≥R,F\left( r \right) = \left\{ \begin{array}{l}\frac{{GMr}}{{{R^3}}}\,\,\,\,n\^e 'u\,\,\,r < R\\\frac{{GM}}{{{r^2}}}\,\,\,\,\,\,n\^e 'u\,\,\,r \ge R,\end{array} \right.. Tập xác định của hàm số F(r) là (0; +∞).

+) Với r < R thì F(r) = GMrR3\frac{{GMr}}{{{R^3}}} hay F(r) = GMR3.r\frac{{GM}}{{{R^3}}}.r là hàm đa thức nên nó liên tục trên (0; R).

+) Với r > R thì F(r) = GMr2\frac{{GM}}{{{r^2}}} là hàm phân thức nên nó liên tục trên (R; +∞).

+) Tại r = R, ta có F(R) = GMR2\frac{{GM}}{{{R^2}}}.

lim⁡r→R+F(r)=lim⁡r→R+GMr2=GMR2\mathop {\lim }\limits_{r \to {R^ + }} F\left( r \right) = \mathop {\lim }\limits_{r \to {R^ + }} \frac{{GM}}{{{r^2}}} = \frac{{GM}}{{{R^2}}}; lim⁡r→R−f(R)=lim⁡r→R−GMrR3=GMRR3=GMR2\mathop {\lim }\limits_{r \to {R^ - }} f\left( R \right) = \mathop {\lim }\limits_{r \to {R^ - }} \frac{{GMr}}{{{R^3}}} = \frac{{GMR}}{{{R^3}}} = \frac{{GM}}{{{R^2}}}.

Do đó, lim⁡r→R+F(r)=lim⁡r→R−F(r)=GMR2\mathop {\lim }\limits_{r \to {R^ + }} F\left( r \right) = \mathop {\lim }\limits_{r \to {R^ - }} F\left( r \right) = \frac{{GM}}{{{R^2}}} nên lim⁡r→RF(r)=GMR2=F(R)\mathop {\lim }\limits_{r \to R} F\left( r \right) = \frac{{GM}}{{{R^2}}} = F\left( R \right).

Suy ra hàm số F(r) liên tục tại r = R.

Vậy hàm số F(r) liên tục trên (0; +∞).

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Biểu thức cos⁡xx2+5x+6\frac{{\cos x}}{{{x^2} + 5x + 6}} có nghĩa khi x2^{2} + 5x + 6 ≠ 0 ⇔ (x + 2)(x + 3) ≠ 0 ⇔{x≠−2x≠−3\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x \ne - 2\\x \ne - 3\end{array} \right..

Do đó, tập xác định của hàm số f(x) là ℝ \ {– 3; – 2} = (–∞; – 3) ∪ (– 3; – 2) ∪ (– 2; +∞).

Suy ra hàm số f(x) xác định trên các khoảng (–∞; – 3), (– 3; – 2) và (– 2; +∞). Trên các khoảng này, tử thức (hàm lượng giác) và mẫu thức (hàm đa thức) là các hàm số liên tục. Vậy hàm số f(x)=cos⁡xx2+5x+6f\left( x \right) = \frac{{\cos x}}{{{x^2} + 5x + 6}} liên tục trên các khoảng xác định của chúng.

b) Biểu thức x−2sin⁡ x\frac{{x - 2}}{{\sin \,x}} có nghĩa khi sin x ≠ 0 ⇔ x ≠ kπ, k ∈ ℤ.

Do đó, tập xác định của hàm số g(x) là ℝ \ {kπ | k ∈ ℤ}. Hay hàm số g(x) xác định trên các khoảng (kπ; (k + 1)π) với k ∈ ℤ.

Trên các khoảng xác định của hàm số g(x), tử thức x – 2 (hàm đa thức) và mẫu thức sin x (hàm lượng giác) là các hàm số liên tục.

Vậy hàm số g(x)=x−2sin⁡ xg\left( x \right) = \frac{{x - 2}}{{\sin \,x}} liên tục trên các khoảng xác định của chúng.

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Ta có: f(x)={x+1     neˆ′u  x≤ax2           neˆ′u  x>af\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l}x + 1\,\,\,\,\,n\^e 'u\,\,x \le a\\{x^2}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,n\^e 'u\,\,x > a\end{array} \right.. Tập xác định của hàm số f(x) là ℝ.

+) Với x < a thì f(x) = x + 1 là hàm đa thức nên nó liên tục trên (–∞; a).

+) Với x > a thì f(x) = x2^{2} là hàm đa thức nên nó liên tục trên (a; +∞).

+) Tại x = a, ta có f(a) = a + 1.

lim⁡x→a−f(x)=lim⁡x→a−(x+1)=a+1\mathop {\lim }\limits_{x \to {a^ - }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {a^ - }} \left( {x + 1} \right) = a + 1; lim⁡x→a+f(x)=lim⁡x→a+x2=a2\mathop {\lim }\limits_{x \to {a^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {a^ + }} {x^2} = {a^2}.

Để hàm số f(x) đã cho liên tục trên ℝ thì f(x) phải liên tục tại x = a, điều này xảy ra khi và chỉ khi lim⁡x→a+f(x)=lim⁡x→a−f(x)=f(a)\mathop {\lim }\limits_{x \to {a^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {a^ - }} f\left( x \right) = f\left( a \right)⇔ a + 1 = a2^{2} ⇔ a2^{2} – a – 1 = 0

Suy ra a=1−52a = \frac{{1 - \sqrt 5 }}{2} hoặc a=1+52a = \frac{{1 + \sqrt 5 }}{2}.

Vậy a∈{1−52;  1+52}a \in \left\{ {\frac{{1 - \sqrt 5 }}{2};\,\,\frac{{1 + \sqrt 5 }}{2}} \right\} thì thỏa mãn yêu cầu bài toán.