Giải SGK Toán 12 Bài 3 (Chân trời sáng tạo): Đường tiệm cận của đồ thị hàm số

Giải bài tập Toán 12 Bài 3: Đường tiệm cận của đồ thị hàm số

Hoạt động khởi động trang 19 Toán 12 Tập 1: Theo thuyết tương đối hẹp, khối lượng m (kg) của một hạt phụ thuộc vào tốc độ di chuyển v (km/s) của nó trong hệ quy chiếu quán tính theo công thức m=mv=m01v2c2, trong đó m0 là khối lượng nghỉ của hạt c = 300 000 km/s là tốc độ ánh sáng. Khi hạt di chuyển với tốc độ càng gần tốc độ ánh sáng thì khối lượng của hạt thay đổi như thế nào? Điều này thể hiện trên đồ thị hàm số m = m(v) ở hình bên như thế nào?

Hoạt động khởi động trang 19 Toán 12 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 12

Lời giải:

Dựa vào đồ thị ta có:

Khi hạt di chuyển với tốc độ càng gần tốc độ ánh sáng thì khối lượng của hạt tiến gần tới vô cùng.

Trên hình điều này được thể hiện đường cong biểu diễn m(v) sẽ tiến dần đến vô cùng khi v → c. Điều này cho thấy rằng khối lượng của hạt sẽ tăng tới vô cùng khi tốc độ di chuyển của nó tiến gần tốc độ ánh sáng.

1. Đường tiệm cận đứng

Hoạt động khám phá 1 trang 19 Toán 12 Tập 1: Cho hàm số y=1x1 có đồ thị như Hình 1.

a) Tính limx1+1x1;limx11x1.

b) Gọi M là điểm trên đồ thị có hoành độ x. Đường thẳng đi qua M và vuông góc với trục Oy cắt đường thẳng x = 1 tại điểm N. Tính MN theo x và nhận xét về MN khi x → 1+; x → 1.

Hoạt động khám phá 1 trang 19 Toán 12 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 12

Lời giải:

a) limx1+1x1=+;limx11x1=.

b) Có MN = |x – 1|.

Có limx1+=limx1=limx1=0.

Nhận xét MN tiến dần về 0 khi x → 1+; x → 1.

Thực hành 1 trang 20 Toán 12 Tập 1: Tìm tiệm cận đứng của đồ thị các hàm số sau:

a) y=fx=2x+3x+5;                                   b) y=gx=x22xx1.

Lời giải:

a) Tập xác định: D = ℝ\{5}.

Có limx5+fx=limx5+2x+3x+5=; limx5fx=limx52x+3x+5=+.

Vậy x = 5 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

b) Tập xác định: D = ℝ\{1}.

Có limx1+gx=limx1+x22xx1=; limx1gx=limx1x22xx1=+.

Vậy x = 1 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

2. Đường tiệm cận ngang

Hoạt động khám phá 2 trang 21 Toán 12 Tập 1: Cho hàm số y=x+1x có đồ thị như Hình 4.

a) Tìm limx+x+1x;limxx+1x

b) Đường thẳng vuông góc với trục Ox tại điểm x cắt đồ thị hàm số tại điểm M và cắt đường thẳng y = 1 tại điểm N (Hình 4). Tính MN theo x và nhận xét về MN khi x → +∞ hoặc x → −∞.

Hoạt động khám phá 2 trang 21 Toán 12 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 12

Lời giải:

a) limx+x+1x=limx+1+1x1=1;limxx+1x=limx1+1x1=1.

b) Ta có MN = |f(x) – 1| = x+1x1=1x.

limx+1x=0;limx1x=0.

Nhận xét MN tiến dần về 0 khi khi x → +∞ hoặc x → −∞.

Thực hành 2 trang 21 Toán 12 Tập 1: Tìm tiệm cận ngang của đồ thị các hàm số sau:

a) y=fx=x14x+1;                                    b) y=gx=xx+2.

Lời giải:

a) limx+fx=limx+x14x+1=limx+11x4+1x=14;

limxfx=limxx14x+1=limx11x4+1x=14.

Vậy y=14 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

b) limx+gx=limx+xx+2=limx+11+2x=1;

limxgx=limxxx+2=limx11+2x=1.

Vậy y = 1 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

3. Đường tiệm cận xiên

Hoạt động khám phá 3 trang 22 Toán 12 Tập 1: Cho đồ thị của hàm số y=x2+1x và đường thẳng y = x. Đường thẳng vuông góc với trục Ox tại điểm x cắt đồ thị hàm số tại điểm M và cắt đường thẳng y = x tại điểm N (Hình 7).

a) Tính limxx2+1xx và limx+x2+1xx

b) Tính MN theo x và nhận xét về MN khi x → +∞ hoặc x → −∞.

Hoạt động khám phá 3 trang 22 Toán 12 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 12

Lời giải:

a) limxx2+1xx=limx1x=0limx+x2+1xx=limx+1x=0

b) Ta có MN = |f(x) – x| =1x

Có limx1x=0; limx+1x=0.

Nhận xét MN tiến dần về 0 khi khi x → +∞ hoặc x → −∞.

Thực hành 3 trang 24 Toán 12 Tập 1: Tìm tiệm cận xiên của đồ thị hàm số y=2x23xx+5.

Lời giải:

Tập xác định: D = ℝ\{−5}.

Có y=2x23xx+5=2x13+65x+5

Có limx+y2x13=limx+2x13+65x+52x13=limx+65x+5=0

limxy2x13=limx2x13+65x+52x13=limx65x+5=0

Do đó y = 2x – 13 là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.

Thực hành 4 trang 24 Toán 12 Tập 1: Nếu trong một ngày, một xưởng sản xuất được x kilôgam sản phẩm thì chi phí trung bình (tính bằng nghìn đồng) cho một sản phẩm được cho bởi công thức: Cx=50x+2000x. Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số y = C(x).

Lời giải:

Có limx0+Cx=limx0+50x+2000x=+;limx0Cx=limx050x+2000x=

Vậy x = 0 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Có limx+Cx=limx+50+2000x1=50;limxCx=limx50+2000x1=50.

Vậy y = 50 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

Bài tập

Bài 1 trang 24 Toán 12 Tập 1: Tìm các tiệm cận đứng và tiệm cận ngang của đồ thị hàm số sau:

a) y=4x52x3;                        b) y=2x+74x3;               c) y=5x3x7.

Lời giải:

a) Tập xác định: D=\32

Có limx32+y=limx32+4x52x3=+;limx32y=limx324x52x3=.

Vậy x=32 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

limx+y=limx+4x52x3=limx+45x23x=2; limxy=limx4x52x3=limx45x23x=2

Vậy y = 2 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

b) Tập xác định: D=\34.

Có limx34+y=limx34+2x+74x3=+;limx34y=limx342x+74x3=.

Vậy x=34 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

limx+y=limx+2x+74x3=limx+2+7x43x=12; limxy=limx2x+74x3=limx2+7x43x=12.

Vậy y=12 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

c) Tập xác định: D=\73.

Có limx73+y=limx73+5x3x7=+;limx73y=limx735x3x7=.

Vậy x=73 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

limx+y=limx+5x3x7=limx+537x=53;limxy=limx5x3x7=limx537x=53.

Vậy y=53 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

Bài 2 trang 24 Toán 12 Tập 1: Tìm các tiệm cận đứng và tiệm cận xiên của đồ thị hàm số sau:

a) y=x2+22x4;                          b) y=2x23x6x+2;                  c) y=2x2+9x+112x+5.

Lời giải:

a) Tập xác định: D=\2.

Có limx2+y=limx2+x2+22x4=+;limx2y=limx2x2+22x4=.

Vậy x = 2 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Có y=x2+22x4=12x+1+62x4.

Có limx+y12x+1=limx+12x+1+62x412x+1=limx+62x4=0.

limxy12x+1=limx12x+1+62x412x+1=limx62x4=0.

Vậy y=12x+1 là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.

b) Tập xác định: D=\2.

limx2+y=limx2+2x23x6x+2=+; limx2y=limx22x23x6x+2=

Vậy x = −2 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Có y=2x23x6x+2=2x7+8x+2.

Có limx+y2x7=limx+2x7+8x+22x7=limx+8x+2=0;

limxy2x7=limx2x7+8x+22x7=limx8x+2=0

Vậy y = 2x – 7 là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.

c) Tập xác định: D=\52.

limx52+y=limx52+2x2+9x+112x+5=+; limx52y=limx522x2+9x+112x+5=

Vậy x=52 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Có y=2x2+9x+112x+5=x+2+12x+5.

Có limx+yx+2=limx+x+2+12x+5x+2=limx+12x+5=0;

limxyx+2=limxx+2+12x+5x+2=limx12x+5=0

Vậy y = x + 2 là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.

Bài 3 trang 24 Toán 12 Tập 1: Tìm các tiệm cận của đồ thị hàm số sau:

Bài 3 trang 24 Toán 12 Tập 1 Chân trời sáng tạo | Giải Toán 12

Lời giải:

a) Dựa vào đồ thị ta có:

x = 1; x = 2 là hai tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

y = 0 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

b) Dựa vào đồ thị ta có:

x = 0 là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

y = x + 1 là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số.

c) Dựa vào đồ thị ta có:

y = 1 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số.

Bài 4 trang 25 Toán 12 Tập 1: Nồng độ oxygen trong hồ theo thời gian t cho bởi công thức yt=515t9t2+1, với y được tính theo mg/l và t được tính theo giờ, t ≥ 0. Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số y = y(t). Từ đó, có nhận xét gì về nồng độ oxygen trong hồ khi thời gian t trở nên rất lớn.

Lời giải:

Có limt+yt=limt+515t9t2+1=limt+515t9+1t2=5;

limtyt=limt515t9t2+1=limt515t9+1t2=5

Do đó y = 5 là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số và hàm số không có tiệm cận đứng, tiệm cận xiên.

Nhận xét:

Khi thời t trở nên rất lớn, nồng độ oxygen trong hồ sẽ tiến dần về giá trị cố định là 5 mg/l. Điều này có thể được hiểu sau một thời gian dài, môi trường trong hồ sẽ đạt đến một trạng thái ổn định nồng độ oxygen không thay đổi nhiều.

Bài 5 trang 25 Toán 12 Tập 1: Tìm tiệm cận của đồ thị hàm số khối lượng hạt m=mv=m01v2c2 trong hoạt động khởi động (trang 19).

Lời giải:

Tập xác định: D = (0; c].

Có limvc+mv=limvc+m01v2c2=+; limvcmv=limvcm01v2c2=+

Do đó v = c là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số.

Hàm số không có tiệm cận ngang.

Xem thêm các bài giải bài tập Toán lớp 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 2. Giá trị lớn nhất, giá trị nhỏ nhất của hàm số

Bài 3. Đường tiệm cận của đồ thị hàm số

Bài 4. Khảo sát và vẽ đồ thị một số hàm số cơ bản

Bài tập cuối chương I

Bài 1. Vectơ và các phép toán trong không gian

Bài 2. Toạ độ của vectơ trong không gian

Lý thuyết Đường tiệm cận của đồ thị hàm số

1. Đường tiệm cận đứng

Đường thẳng x=x0 gọi là đường tiệm cận đứng (gọi tắt là tiệm cận đứng) của đồ thị hàm số y = f(x) nếu ít nhất một trong các điều kiện sau được thỏa mãn:limxx0+f(x)=+;limxx0+f(x)=;limxx0f(x)=+;limxx0f(x)=.

Ví dụ: Tìm TCĐ của đồ thị hàm số y=f(x)=3xx+2

Ta có: limx2+3x2x+2=+

Vậy đồ thị hàm số có TCĐ là x = -2.

2. Đường tiệm cận ngang

Đường thẳng y=y0 gọi là đường tiệm cận ngang (hay tiệm cận ngang) của đồ thị hàm số y = f(x) nếu limx+f(x)=y0 hoặc limxf(x)=y0.

Ví dụ: Tìm TCN của đồ thị hàm số y=f(x)=3x2x+1

Ta có: limx+3x2x+1=limx3x2x+1=3

Vậy đồ thị hàm số f(x) có TCN là y = 3.

3. Đường tiệm cận xiên

Đường thẳng y=ax+b(a0) gọi là đường tiệm cận xiên (gọi tắt là tiệm cận xiên) của đồ thị hàm số y = f(x) nếu

limx+f(x)=[f(x)(ax+b)]=0 hoặc limxf(x)=[f(x)(ax+b)]=0.

Ví dụ: Tìm TCX của đồ thị hàm số y=f(x)=x+1x+2

Ta có: limx+[f(x)x]=limx+1x+2=0

Vậy đồ thị hàm số có TCX là y = x.

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Lên đầu trang