Bài tập giới hạn hàm số
1 Giới hạn hàm phân thức hữu tỉ
- Nếu tử và mẫu số đều có nghiệm x a thì ta đơn giản tử và mẫu cho x a .
- Một số hằng đẳng thức thường dùng:
1. a 2 b 2 a b a b
2. a3 b3 a ba 2 ab b 2
3. a 3 b3 a ba 2 ab b 2
4. a n bn a ba n1 a n2b ... ab n2 b n1
5. a n b n a b a n1 a n2b a n3b 2 ... ab n2 b n1 với n lẻ.
Tính các giới hạn:
2 x 2 11x 21
a. lim 2
x 7 x 9 x 14
b.lim
x 1
1
3
e.lim
x1 1 x
1 x 3
a
b
f .lim
; a, b
a
x 1 1 x
1 x b
x 4 x 3 x 2 3x 2
x 3 x 2 x 1
x n 1 x n1 1... x nk 1 1
g .lim
x1
x 1 x2 1... x k 1
xn a n na n1 x a
x4 2x2 3
c.lim 2
x 1 x 3 x 2
x m 1
; m, n
d .lim n
x 1 x 1
h.lim
,n
x a
2
xa
Giải:
x 72 x 3
2 x 2 11x 21
2 x 3 17
lim
lim
2
x 7 x 9 x 14
x 7 x 7 x 2
x7 x 2
5
a.lim
x 1 x 2 x 2
x 4 x 3 x 2 3x 2
x2 x 2
lim
lim
2
b.lim
2
x 1
x 1
x1
x 3 x 2 x 1
x 1
x 1 x 1
2
x 1 x3 x 2 3x 3
x4 2x2 3
lim
8
c.lim 2
x 1 x 3 x 2
x 1
x 1 x 2
d .lim
x 1
2
x m1 x m
... x
1
x 1 x x ... x 1
x 1
m
m so hang
lim
lim n1
n
n
2
n
1
n
2
x1 x
x 1 x1 x 1 x x ... x 1
x
... x
1 n
m
m1
m2
n so hang
1
x 1 x 2
3
x x2
e.lim
lim
lim
1
3
2
x1
1 x 1 x x1 1 x 1 x x x1 1 x 1 x x 2
2
f. Phân tích:
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
a
b
1
a
b
1 x a 1 x b 1 x 1 x x 2 ... x a1 1 x x 2 ... x b1
a 1 x ... xb1 b 1 x ... x a1
1 x 1 x ... x a1 1 x ... xb1
Khi thay x 1 vào đa thức f x a 1 x ... x b1 b 1 x ... x a1 thì x 1 là nghiệm.
Dùng sơ đồ Hoocne ta phân tích được :
f x x 1 a x b2 2 x b3 ... b 2 x b 1 b x a2 2 x a3 ... a 1 Vậy :
b2
b3
a2
a3
a x 2 x ... b 2 x b 1 b x 2 x ... a 1
a
b
1 x a 1 xb
1 x ... x a1 1 x ... xb1
a 1 2 3 ... b 1 b 1 2 ... a 1
a
b
lim
a
b
x1 1 x
a.b
1 x
b b 1
a a 1
b.
a b
2
2
ab
2
g. Ta có phân tích:
x n 1 x 1 x n1 x n2 ... 1
a.
x n1 1 x 1 x n2 x n3 ... 1
...
x nk 1 1 x 1 x nk x nk 1 ... 1
x n 1 x n1 1... x nk 1 1 x 1 x n1 ... 1 x n2 ... 1... x nk ... 1
k
x 1
x 2 1 x 1 x 1
x 3 1 x 1 x 2 x 1
...
x k 1 x 1 x k 1 x k 2 ... 1
x 1 x 2 1... x k 1 x 1 x 1 x 2 x 1... x k 1 x k 2 ... 1
Vậy:
k
x 1 x n1 ... 1 x n2 ... 1... x nk ... 1
x n 1 x n1 1... x nk 1 1
lim
lim
k
x1
x 1
x 1 x 2 1... x k 1
x 1 x 1 x 2 x 1... x k 1 x k 2 ... 1
k
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
x n1 ... 1 xn2 ... 1... xnk ... 1 n.n 1...n k 1
x1
1.2...k
x 1 x 2 x 1... x k 1 x k 2 ... 1
lim
n. n 1...n k 1
n n 1...n k 1n k !
k!
k ! n k !
h. Đặt x a t x t a; t 0, x a , ta có:
Cnk
xn a n na n1 x a t an a n na n1t
Cn0t n Cn1t n1.a ... Cnn2t 2 .a n2 Cnn1t.a n1 Cnn a n a n na n1.t
t 2 Cn0 t n2 Cn1t n3.a ... Cnn2 a n2
Vậy:
lim
x n a n na n1 x a
x a
2
x a
t a a n na n1t
n
lim
t 0
t
2
lim Cn0t n2 Cn1t n3 .a ... Cnn2 a n2
t 0
Cnn2 a n2
2 Giới hạn của các biểu thức vô tỉ
1. Tính các giới hạn:
1 x x 2 1
a. lim
x0
x
1
2
2
3 x x 9 2x x2
b. lim
x2
x 2 3x 2
5x
15
c. lim 3
KQ :
x0 1 x 3 1 x
2
3
d. lim
x0
e.
f.
g.
h.
i.
j.
lim
1 3x 3 1 2 x
x x2
3
x
lim
lim
lim
lim
x
x
x
KQ :
x 2 1 x 2 1
lim
x
x
KQ :
1 x 3 x
x 5 x x
x 2 x x
x 2 x x
x 2 5x x
1
2
5
3
KQ : 0
KQ : 0
KQ :
5
2
2
KQ :
2
KQ :1
2
KQ :
2
2
k. lim x 13 x 13
x
KQ :
KQ : 0
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
Giải:
1 x x 2 1
lim
a. lim
x0
x0
x
x
x x2
1 x x 2 1
lim
x 0
1 x
1 x x 1
2
3 x x2 9 2 x x 2
lim
x 2
x 2 3x 2
x 2 x 1
b. lim
x2
lim
x2
3
x 1 3 x x 2 9 2 x x 2
1
2
3x 6
3 x x 2 9 2 x x2
1
2
1/3
2/3
2/3
5 x 1 x 1 x 2 1 x
5x
c. lim
lim
3
x0 3
x0
1 x 1 x
1 x 1 x
1/3
5
15
2/3
2/3
lim 1 x 1 x 2 1 x
x 0 2
2
3
3
1 3 x 1 2 x
1 3x 1 2 x
lim
d. lim
2
1/3
2/3
2/3
x0
x 0
xx
x 1 x 1 3 x 1 3 x1 2 x 1 2 x
5
5
lim
1/3
2/3
2/3
x 0
1 x 1 3 x 1 3 x1 2 x 1 2 x 3
2
2
e. lim x 2 1 x 2 1 lim
lim
0
2
2
x
x
x
1
1
x 1 x 1
x 1 2 1 2
x
x
1
f. lim 3 1 x 3 x lim x 3 x3 1 lim
0
2/3
x
x
x 2
x x 3 x 3 1 x3 1
5
5
x 2 5 x x lim x 1 1 lim x 1 1
x
x
x
x
x
5x
5x
x 2 5 x x lim
lim
h. lim
x
x
x 2 5 x x x x 1 5 x
x
5x
5
5
lim
lim
x
x
2
5
5
x 1 x
1 1
x
x
2
x
2
x 2 2 x x lim
lim
1
i. lim
x
x
x
2
2
1 1
x 1 x
x
x
2
2
j. lim
x 2 2 x x lim x 1 x lim x 1 1
x
x
x
x
x
g.
lim
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
2
2
1/3
1/3
1/3
1/3
k. lim x 13 x 13 lim x 1 x 1 x 1 x 1
x
x
1/3
1/3
2 x 1 x 1
lim
0
1/3
2/3
2/3
x
2
x 1 x 1 x 1
2. Tính các giới hạn:
5
1 3x 4 1 2 x
a. lim
3
x0
1 x 1 x
KQ : 6
a x n ax
2 1
b. lim
, n KQ : a n
x0
x
n
3
5
7
1 3x 1 x 1 x 1 x
c. lim
4
x0
1 2x x 6 1 x
1
n
3
d. lim
a 2 ax x 2 3 a 2 ax x 2
n
1 x2 x
1
1 x2 x
n
KQ : 2n
x0
f.
313
280
2
KQ : a 6
3
a x ax
x0
e. lim
KQ :
x
n
k
1 ax 1 bx
lim
, n, k , a, b 0
x0
x
KQ :
ak bn
nk
Giải:
Ta sử dụng các giới hạn :
Với lim u x 0
x x 0
n
lim
x0
1 x 1 1
x
n
1 x 1
n
;
lim
x x0
1 u x 1
u x
1 u x
1
.
n
1
x x0
x
u x
Hoặc thay vô cùng bé (VCB) tương đương : (VCB )
u x
x
n 1 u x 1
n 1 x 1 , x 0;
, u x 0
n
n
lim
1 x 1 x, x 0 ;
x0
;
1 u x
1 u x , u x 0
1 3x 4 1 2 x
x
.
3
3
x0
x 0
x
1 x 1 x
1 x 1 x
5 1 3x 4 1 1 1 2 x
x
lim
3 1 x 1 1 1 x
x 0
x
5
a. lim
1 3x 4 1 2 x
lim
lim
5
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
4
5
1
2
x
1
3
1
x
1
1
.
lim 3x 3 .
2
.
4
x 0
3
3x
2 x 1 x 1 1 x 1
x
x
1
1
1
6
0. 2.
5
2 1 / 3 1 / 2
x
x
n
a n 1 1 1 n 1
n
a
a
a x n ax
lim
b. lim
x0
x 0
x
x
a.
a
x
x
n 1 1 n 1 1
1
1
n
1 1
1 2 1
a
a
a
lim
a n a n
x
x
n n n
a x0
a
a
1 3x 3 1 x 5 1 x 7 1 x
c. lim
x0
4
lim
1 2x x 6 1 x
1 x 1 1 x 1
1 2 x 1 x 1 x 1
1 3x 1
x 0
lim
3
5
4
x 1 / 2 1 1 / 6
d. lim
a ax x a ax x
2
2
3
2
2
lim
a x ax
x0
1
6
a lim
3x x x x
2
3 5 7
lim
x 0
x
2x
x
4
6
VCB
313
280
3
3
1 x 1
6
x 3 / 2 1 / 3 1 / 5 1 / 7
x 0
7
2
2
a 2 3 1 x x 2 3 1 x x 2
a
a
a
a
x 0
a
1 x a
1 x a
3 1 x x 2 2 1 3 1 x x 2 2 1
a
a
a
a
1 x a 1 1 x a 1
x0
1 x x 2 1 x 2 x
2x
2 2
1
1
VCB 1
3
a
a
3
a
a
2
a 6 lim
a 6 lim 3a a 6
x 0
x 0 x
x x
3
a
2a 2a
e. lim
x0
n
1 x2 x
x
1 x2 x
n
1
lim
x 0
1 x 2 x 1 1
x
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
n
1 x 2 x 1
n
1
lim
x 0
VCB
lim
n
1 x 2 x 1 1 1 1
x
n
1 x2 x 1 n
x 0
x 0
1 ax 1 1 bx 1
1 ax k 1 bx
lim
x0
x0
x
x
ax
bx
VCB
k ab
lim n
x 0
x
n k
n
lim
k
3 Giới hạn hàm lượng giác
Các giới hạn lượng giác thường dùng:
Với lim u x 0 :
x x 0
lim
sin u x
sin x
1 ; lim
1
x x 0
x
u x
lim
tan x
1;
x
lim
arctan x
1;
x
lim
arcsin x
1;
x
lim
lim
x 0
x 0
x 0
x 0
1 cos x
1
;
2
x 0
2
x
1 cos x
0;
x 0
x
lim
x x 0
lim
x x 0
lim
x x 0
lim
x x 0
lim
x x 0
tan u x
u x
1
arctan u x
1
u x
arcsin u x
u x
1
1 cos u x
u x
2
1 cos u x
u x
n
lim 2nx 2n
1 x2 x 1
x
n
f.
1 x 2 x 1
1
2
0
Tính các giới hạn:
x
2
a. lim
KQ : 0
x
x
arctan x
b. lim
KQ : 0
x
2x
sin
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
x
c.
x2 4
x 2 arctan x 2
d. lim
x 0
tan x sin x
x2
e. lim x cot 5x
x 0
f.
KQ : 4
lim
lim 1 x tan
x 1
KQ :
x
2
KQ : 0
1
5
KQ :
2
1 x2
2
KQ :
x 1 sin x
sin x
1
h. lim 2
KQ :
x x 2
2
cos mx cos nx
1
i. lim
KQ : n 2 m 2
2
x 0
2
x
1
3
j. lim x 2 cos cos
KQ : 4
x
x
x
g. lim
k. lim
x 0
l.
lim
sin a x sin a x 2 sin a
1 cos x
m. lim sin x 2 1 sin x 2 1
cos x 1
x 0
x2
x
x
cos sin
2
2
o. lim
cos
x
x
r.
lim
x 0
2 cos x 1
1 tan2 x
KQ : 0
1
KQ :
KQ :
1
4
2
3
3
x
4
KQ : 2 cos a
1
KQ :
2
sin x
3
p. lim
x 1 2 cos x
KQ :
n. lim
q. lim
KQ : sin a
x2
cos a x cos a x 2 cos a
x 0
x
1
4
1 tan x 1 tan x
sin x
KQ : 1
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
s.
m
cos ax m cos bx
lim
x 0
x2
KQ :
t.
cos x 3 cos x
lim
x 0
sin2 x
1
3
KQ :
1 cos x cos 2x
x 0
tan x 2
u. lim
1 x sin x cos x
x
sin 2
2
v. lim
x 0
KQ :
b2 a 2
2m
3
2
KQ : 4
Giải:
x
1
là đại lượng bị chặn,
là một vô cùng bé khi x . Tích của một đại
2
x
lượng bị chặn và vô cùng bé là một vô cùng bé.
x
sin
2 0
lim
x
x
b. Chứng minh: lim arctan x
x
2
Ta có lim tan t đặt x tan t nên t arctan x
2
t
a. Ta có sin
2
arctan x
lim
0
x
x 4x
2x
x2 4
x 2
lim
.x 2 1.4 4
c. lim
x 2 arctan x 2
x 2 arctan x 2
Vậy: lim
1
1
sin x
tan x sin x
sin x 1 cos x 1
cos x
lim
lim
.
.
1.0.1 0
d. lim
2
2
x 0
x 0
x 0
x
x
cos x
x
x
x
1
5x
1
1
lim
.1
e. lim x cot 5x lim
x 0
x 0 tan 5x
x
0
5
tan 5x
5
5
f. Đặt t 1 x x 1 t x 1 t 0 .
Ta có: tan cot
2
tan
x
t
tan 1 t tan t cot
2
2
2
2 2
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
t
2 . 2 1. 2 2
t
tan
2
g. Ta có sin sin sin x sin x sin 1 x
x
t
lim t cot
lim
Vậy: lim 1 x tan
x 1
t 0
t 0
2
2
1 x 1 x
1 x2
2
2
lim
.
1.
x 1 sin x
x 1 sin 1 x
Vậy: lim
h. Tương tự câu g. : lim
x
i.
sin x 1
sin x
1
.
lim
2
2
x
x
x x 2
1 cos nx 1 cos mx
cos mx cos nx
lim
2
x 0
x 0
x
x2
2
2
2 1 cos nx
2 1 cos mx
n m
.
m
lim n .
2
2
x 0
nx
mx 2 2
lim
1
x t 0
x
a b
a b
sin
Ta có: cos a cos b 2 sin
2
2
1
3
cos cos cos t cos 3t 2 sin 2t sin t
x
x
1
3
cos t cos 3t
2 sin 2t sin t
Vậy: lim x 2 cos cos lim
lim
2
x
t 0
x
x t 0
t
t2
j.
Đổi biến: t
sin 2t sin t
.
4
t 0
2t
t
a b
a b
cos
k. Ta có: sin a sin b 2 sin
2
2
sin a x sin a x 2 sin a cos x
4.lim
Vậy: lim
sin a x sin a x 2 sin a
2
x 0
1
sin a
2
x
a b
a b
Ta có: cos a cos b 2 cos
cos
2
2
cos a x cos a x 2 cos a cos x
lim
x 0
l.
x
2 sin a 1 cos x
2 sin a cos x 2 sin a
x 0
x2
lim
2
2 sin a.
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
Vậy: lim
cos a x cos a x 2 cos a
1 cos x
x 0
m. Ta có: sin a sin b 2 cos
lim
x 0
2 cos a cos x 2 cos a
2 cos a
1 cos x
a b
a b
sin
2
2
x2 1 x2 1
x2 1 x2 1
sin
2
2
x2 1 x2 1
1
2 cos
. sin
2
x2 1 x2 1
sin x 2 1 sin x 2 1 2 cos
Khi x thì sin
1
0 tức là một vô cùng bé. cos
x2 1 x2 1
2
x2 1 x2 1
là một đại lượng bị chặn, do đó tích của một vô cùng bé và đại lượng bị chặn là một vô cùng
bé
Vậy: lim sin x 2 1 sin x 2 1 0
x
n. lim
x 0
1 cos x 1 1 cos x 1 1 1
cos x 1
1
lim
.
.
2
2
x 0
cos x 1
2 2
4
x
x
x x t x t 0
2
2
2
sin a b sin a cos b sin b cos a
o. Đổi biến: t
Ta có:
cos a b cos a cos b sin a sin b
t
t
x
x
sin cos sin
4 2
4 2
2
2
1
t
t
1
t
t
t
cos sin
cos sin 2 sin
2
2
2
2
2
2
2
t
t
x
x
t
cos sin
cos sin
2 sin
4
2
4
2
2
2 lim
2. t 1
Vậy: lim
lim
t 0
t 0
cos x
sin t
t
x
2
2.
2
cos t
2
2
cos
x t x t 0
3
3
3
Ta có: cos a b cos a cos b sin a sin b
p. Đổi biến: t x
2 cos x 2 cos t cos t 3 sin t
3
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
sin x
3
sin t
sin t
1
1
.
lim
lim
Vậy: lim
1 2 cos x
t 0
t 0
t 1 cos t
x
1 cos t 3 sin t
3 sin t
3
3
t
t
q. Đổi biến: t x x t x t 0
4
4
4
Ta có: 2 cos x 2 cos t cos t sin t
4
2t
2
cos
2
2 sin 2t
cos2 x sin 2 x
2 cos 2x
Và : 1 tan2 x
2
1 cos 2x
cos x
1 sin 2t
1 cos 2t
2
Vậy: lim
x
4
2 cos x 1
cos t sin t 1
lim
.1 sin 2t
2
t
0
2 sin 2t
1 tan x
sin t 1 cos t 2t
1 sin t 1 cos t 2t
1
.
lim .
.
.1 sin 2t lim
. 1 sin 2t
t 0 2
2t
sin 2t
4 t 0 t
t
sin 2t
r.
1
1
. 1 0.1.1
4
4
1 tan x 1 tan x
1 tan x 1 tan x tan x
.
lim
x
0
sin x
tan x
sin x
1 tan x
1 tan x 1
lim
1 / 2 1 / 2.1 1
x 0
tan x cos x
tan x
lim
x 0
m 1 cos ax 1 1 1 m 1 cos bx 1
cos ax m cos bx
lim
x 0
x 0
x2
x2
m
m
1 cos ax 1 1 cos ax 1 2 1 1 cos bx 1 cos bx 1 2
lim
.
.a
.
.b
2
2
x 0
cos
bx
1
cos ax 1
ax
bx
2
2
1 1
1 1
b a
. .a 2 .b 2
2
m
m 2
2m
m
s.
t.
lim
cos x 1 1 3 1 cos x 1
cos x 3 cos x
lim
x 0
x 0
sin2 x
sin2 x
cos x 1 1 3 1 cos x 1
lim
2
x 0 sin 2 x
sin
x
lim
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
cos x 1 x 2
1 3 1 cos x 1 cos x 1 x 2
lim
. 2
.
. 2
2
2
x 0
cos
1
x
x
sin
x
x
sin x
1
1 / 2.1 1 / 3 .1 / 2.1
3
1 cos x cos x cos x 1 cos 2x 1
1 cos x cos 2x
lim
x 0
x 0
tan x 2
tan x 2
1 cos x
1 1 cos 2x 1
lim
cos x .
2
x 0 tan x 2
tan
x
1 1 cos 2x 1 cos 2x 1 4x 2
1 cos x
x2
lim
cos x .
.
.
.
2
2
2
2
x 0
x
x
x
tan
tan
x
cos
2
1
2x
1
1
1
3
.1 1. . .4
2
2
2 2
u. lim
1 x sin x cos x
1 x sin x 1 1 cos x
lim
x 0
x 0
x
x
sin2
sin2
2
2
1 x sin x 1 1 cos x
lim
x 0
2 x
2 x
sin
sin
2
2
2
2
x
x
4.
4.
1 x sin x 1 2 sin x 1 cos x
2 1
1
lim
.
.
.
.4.1
.4 4
2
x 0
x
sin
x
x
x
x
2
2
x
2
2
sin
sin
2
2
v. lim
4 Giới hạn hàm lũy thừa
Khử dạng vô định mũ:
x
e với lim f x 1 . x
Vô định 1 : lim f x
x x 0
x x 0
e với lim x ln f x
Vô định 00 , 0 : lim f x
x x 0
x x 0
Các giới hạn có thể tính bằng các phương pháp tính giới hạn trên.
Tính giới hạn:
x 1
2x 3
a. lim
x
2x 1
x
KQ : e
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức
x4
x 2 1
b. lim 2
x x
KQ : 0
cot x
c. lim 1 tan x
x 0
d. lim 1 3 tan x
x 0
2
cot2 x
KQ : e
KQ : e 3
1
cos x x 2
e. lim
x 0
cos2x
f.
1
cot x
lim sin x
x
2
KQ : e
3
2
KQ : 1
Phóng to hơn hoặc dùng Foxit reader để hiển thị tốt công thức