[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Tác giả: NGUYỄN THU HÀ (Huế)
LÊ BÁ BẢO (Huế)
GIỚI HẠN
CHUYÊN ĐỀ:
GIỚI HẠN HÀM SỐ
Chủ đề 2:
I- LÝ THUYẾT:
1. Các phép toán:
a) Giả sử lim f x L và lim g x M . Khi đó:
x x0
x x0
* lim f ( x) g( x) L M
x x0
* lim f ( x).g( x) L.M
x x0
f ( x) L
* lim
x x0 g( x)
M
M 0
b) Nếu f x 0 và lim f x L , thì L 0 và lim
x x0
x x0
f x L.
(Dấu của f x được xét trên khoảng đang tìm giới hạn hạn, với x x0 )
2. Một số kết quả:
lim x x0 ;
x x0
lim
x
Tổng quát:
1
0
xk
1
0
x x
lim
lim C C R ;
x x0
;
;
lim x k ; k N * .
x
lim f ( x ) lim
x x0
k 2l
lim x k
x
k 2l 1
x x0
1
0
f ( x)
l N *
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
1
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
3. Một vài quy tắc quy tắc về giới hạn vô cực:
* Quy tắc 1:
lim f x
x x0
lim g x
lim f x .g x
x x0
L0
L0
x x0
* Quy tắc 2:
lim f x
lim g x
L0
x x0
x x0
lim
Dấu của g x
x x0
f x
g x
Tuỳ ý
0
+
+
L0
0
L0
Lưu ý: Các quy tắc trên vẫn đúng cho các trường hợp x x0 , x x0 , x và x .
(Dấu của f x được xét trên khoảng đang tìm giới hạn hạn, với x x0 )
4. Định lí kẹp giữa:
Nếu lim h x lim g x L và h x f x g x với mọi x thuộc khoảng chứa x0 thì
x x0
x x0
lim f x L .
x x0
5. Giới hạn một bên:
Điều kiện để hàm số tồn tại giới hạn tại x0:
lim f x L khi và chỉ khi lim f x lim f x L
x x0
x x0
x x0
II- BÀI TẬP TỰ LUẬN:
Dạng 1:
Dạng vô định
0
0
Bài tập 1: Tính giới hạn các hàm số sau:
1) lim
x 2
x 2 3x 10
3x 2 5x 2
4) lim
x1
x 1
1 x
2) lim
x 1
x4 1
x2 2x 3
xn a n
5) lim
x a x a
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
x3 3x 2 2 x
x 2
x2 x 6
3) lim
x n nx n 1
6) lim
x1
x 1
2
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Bài giải:
x 2 x 5 lim x 5 1 .
x 2 3x 10
lim
2
3x 5 x 2 x 2 x 2 3x 1 x2 3x 1
1) lim
x 2
x 1 x 1 x 2 1
x 1 x2 1
x4 1
2) lim 2
lim
lim
1.
x 1 x 2 x 3
x1
x1
x3
x 1 x 3
x x 2 3x 2
x x 1 x 2
x x 1
x 3 3x 2 2 x
2
3) lim
lim
lim
lim
.
2
2
x 2
x 2
x 2
5
x x6
x x6
x 2 x 3 x2 x 3
4) lim
x1
x 1
1 x
lim
x 1
x1
lim
x 1
x1
1 x
x 1 2 .
Lưu ý: Đúng ra đề nên rõ ràng hơn khi thay bởi lim
x 1
x 1
1 x
, nhưng trong một lân cận với x0 1 thì vẫn
đảm bảo x 0 .
x a xn1 axn2 a2 xn3 ... an 2 x an1
x n an
lim
5) lim
x a x a
x a
xa
lim x n1 axn 2 a 2 x n3 ... an 2 x an1 n 2 an1 .
x a
xn 1 n x 1
n x 1
x n nx n 1
xn 1
6) lim
lim
lim
lim
x 1
x 1
x 1 x 1
x 1
x 1
x 1
x 1
lim 1 x x 2 ... xn1 n n 1 n 1 .
x 1
Bài tập tương tự: Tính các giới hạn sau:
1) lim
x n an nan1 x a
x a
x a
3
x h
7) lim
x3
h
h 0
2
1
3
2) lim
x 1 1 x
1 x3
4) lim
x 2 2 x 15
x3
5) lim
7) lim
x 3 3x 2 9 x 2
x3 x 6
8) lim
x 3
3
6) lim
x 1
x 1
x x 5 6
n
1
3) lim
n
x 1 1 x
1 x
x 2
x 2 2 x 15
x 5
x5
x 2 3x 4
x 4
x2 4x
x 2 5x 6
x3 4x2 4x
lim
10)
x 4 x 2 12 x 20
x 2
x2 x 6
Bài tập 2: Tính giới hạn các hàm số sau:
9) lim
1) lim
x 1
x 3 3x 2
x 1
n
2) lim
x0
1 x 1
x
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
3
3) lim
x6
x2 2
x6
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
4) lim
3x 2 4x 2 x 2
x 2 3x 2
5) lim
7) lim
x 1
2
x 2x 3
8) lim
x 1
x1
x 1
3
x 1
x1 4
x 1
13) lim
2x 3x 1
x2 1
x0
3x 2 4 x 2 x 2
x 2 3x 2
9) lim
x 1
Chuyên đề: GIỚI HẠN
11) lim
x 2
14) lim
x0
6) lim
x 2
1 x x2 x 1
x
x 3 3x 58
x2
10) lim
x0 3
x
x 1 1
3
x x2
12) lim
x 1
4x 1 3
x 1
x2 3 2
4 x2 2
9 x2 3
Bài tập 3: Tính giới hạn các hàm số sau:
2) lim
3x 2 3 4x 2 x 2
x 2 3x 2
x 1 x 4 3
x
4) lim
5 x3 3 x 2 7
x2 1
5) lim
3x 2 4 x 2 x 2
x 2 3x 2
6) lim
7) lim
3x 4 3 8 5x
x
8) lim
1) lim
x0
2 1 x 3 8 x
x
3) lim
x0
3
x 1
x0
Dạng 2:
x1
x1
3
x 7 5 x2
x 1
3
1 2x 1 7 x
x
x1
x0
Dạng vô định 0 , ,
Bài tập 1: Tính giới hạn các hàm số sau:
1) lim x5 3x 2
x
2) lim x5 3x 2
x
Hướng dẫn:
3 2
1) lim x5 3x 2 lim x5 1 4 5
x
x
x x
lim x 5
x
Ta có:
3 2
1 4 5
xlim
x x
lim x 5 3x 2
x
1 0
3 2
2) lim x5 3x 2 lim x5 1 4 5
x
x
x x
lim x 5
x
Ta có:
3 2
1 4 5
xlim
x x
lim x 5 3x 2 .
x
1 0
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
4
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Bài tập 2: Tính giới hạn các hàm số sau:
1) lim
x
x 2 2x 1 x 2 6x 3
2) lim
x
x 2 2x 1 x2 6x 3
Hướng dẫn:
1) lim
x
2 1
6 3
x 2 2 x 1 x 2 6 x 3 lim x 1 2 1 2
x
x x
x x
2 1
6 3
lim x 1 2 1 2
x
x x
x x
(Do x 0)
lim x
x
Ta có:
2 1
6 3
1 2 1 2
xlim
x x
x x
2) lim
x
2
2
x 2x 1 x 6x 3
lim
2 x
x
lim
x
4x 2
lim
2
x 2 2x 1 x 2 6 x 3
2 x 1 x 2 6x 3
x 2 2x 1 x2 6x 3
4x 2
lim
2 1
6 3
2 1
6 3
x 1 2 1 2
x 1 2 1 2
x x
x x
x x
x x
2
4
4
x
lim
2.
x
2 1
6 3 2
1 2 1 2
x x
x x
x
x
(Do x 0)
Bài tập tương tự: Tính các giới hạn sau:
20
x3 3x 1
1) lim
x 2 6 x 2 6 x3
4) lim x
x
2) lim x x x
x
x 2 1 x2 2
x 2x 1 x 6x 3
10) lim 2x 1 4 x 4 x 3
12) lim x 2 x x x
8) lim
6) lim
x
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
2
2
x
2
x
3
3
2
x
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
5)
x
lim
3)
2 x 3 3x 2
lim
2x 1
50
x
n
x2 1 x x2 1
30
n
xn
x
x 4 x 1 x 9x
9) lim x 4 x 7 x 2
2
7) lim
2
x
2
x
11) lim 3x 3x 3x 3x
x
13) lim
x
5
3
x3 x 2 3x x 1
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
14) lim
x
x2 1 x
Chuyên đề: GIỚI HẠN
x a x b x
17) lim x x x 2
15) lim
x
16) lim x x x x x x
x
18) lim
x
20) lim
x
3
x3 2 x 2 x 2 2 x
x
24) lim
x
x 3 x 1
2x 5 2x 7
Dạng 3:
1
19) lim
x
x 2 2x 2 x 2 x x
22) lim x .
2
x
21) lim
x
x.
25) lim
x
x 1 x 1
x 2 2 x 1 x
23) lim x.
x
3
x2 4 x2 3
x3 6 x 2 x
Giới hạn một bên
Bài tập 1: Tính giới hạn các hàm số sau:
1) lim
x 2
x 2 3x 3
x2
2) lim
x 2
x3
x2 4
Hướng dẫn:
lim x 2 3x 3 1 0
x 2
x 2 3x 3
1) Ta có: lim x 2 0
lim
.
x 2
x2
x
2
x 2 0 x 2
x3
x3
2) Biến đổi: 2
.
x 4 x 2 x 2
x3 5
0
lim
x2 x 2
4
x3
Ta có: lim x 2 0 lim 2
.
x2 x 4
x2
x 2 0 x 2
Bài tập tương tự: Tính giới hạn các hàm số sau:
1) lim
x 2
x 2 3x 3
x2 x 2
1 x
4) lim x
x0
x
2) lim
x 2 3x 3
x2 x 2
5) lim
x2 x 2
x 1
x 2
x 1
3) lim
x 4
x 3
x4
6) lim
x 2
8 2x 2
x2
3x 1 khi x 1
Bài tập 2: Cho hàm số f x 2
. Tìm lim f ( x) (nếu có).
x 1
x 1 khi x 1
Hướng dẫn:
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
6
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Ta có: lim f ( x) lim x 2 1 2
x 1
x 1
và lim f ( x) lim 3x 1 2
x 1
x 1
Do lim f ( x) lim f ( x) 2 lim f ( x) 2
x 1
x1
x1
x 2 5x 6
Bài tập 2: Cho hàm số f x
mx 4
khi x 2
. Tìm m để hàm số có giới hạn tại x0 2.
khi x 2
Hướng dẫn:
Ta có: lim f ( x) lim x 2 5x 6 0
x 2
x 2
và lim f ( x) lim mx 4 2m 4
x 2
x2
Để hàm số có giới hạn tại x0 2 lim f x lim f x 0 2m 4 m 2 .
x 2
x2
Lúc đó: lim f x 0 .
x 2
Nhận xét: Kỹ năng xác định giới hạn 1 bên và kết quả:
Điều kiện để hàm số tồn tại giới hạn tại x 0:
lim f x L lim f x lim f x L
x x0
x x0
x x0
là cơ sở cho việc xử lí vấn đề HÀM SỐ LIÊN TỤC mà sau này chúng ta được học!
Bài tập tương tự: Tính giới hạn các hàm số sau:
0
khi
x0
2
1) f x x
khi 0 x 1 . Tìm lim f x ; lim f x
x 1
x0
x 2 2 x 1 khi
x
1
1
2
5 2x 3
2) f x 6 5x
x 3
khi x 1
khi 1 x 3 . Tìm lim f x ; lim f x .
x 1
x 3
khi x 3
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
7
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Một số kỹ thuật đặc sắc để tính giới hạn:
KỸ THUẬT ĐỔI BIẾN ĐỂ TÍNH GIỚI HẠN
Đặt vấn đề: Ta xét hai ví dụ sau:
3
Ví dụ 1: Tính giới hạn I lim
x 1
x 1
.
x2 1
3
x 1
x 1
lim
Lời giải: I lim
x 1
x 1 x 1 x
3
3
2
x 1
lim
x 1
x 1
2
3
x 1
x 1 x 1 3 x
2
3 x 1
lim
x1
3
x 1
1
x 1
3
x
2
3 x 1
1
6
Như vậy, phương pháp được dung ở đây là lượng liên hợp bậc ba. Ta có các dạng lượng liên hợp
sau:
Biểu thức
Lượng liên hợp bậc hai
Lượng liên hợp bậc ba
AB
A B
A 2 AB B2
A B
AB
A2 AB B2
A B
A B
A B
A B
3
AB
3
AB
3
AB
3
AB
3
A3 B
3
A3 B
3
A3 B
3
A3 B
2
2
2
2
AB B
A AB B
A B A B
A B A B
A AB B
A AB B
A
3
3
3
3
2
2
2
2
3
2
3
2
3
3
3
3
2
2
4
Ví dụ 2: Tính giới hạn I lim
x 1
x 1
.
x2 1
Lời giải:
4
x 1 4 x 1 x 1
x 1
Cách 1: I lim 2
lim
x 1 x 1
x 1
x 1 x 1 4 x 1 x 1
4
lim
x 1
x 1
x 1 x 1
4
x 1
x 1
lim
x 1
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
1
x 1
8
4
x 1
x 1
1
6
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Phân tích: Cách giải thứ nhất chấp nhận được nhưng không mang tính tổng quát vì nếu ta thay yêu cầu
4
5
x 1
x 1
lim
bởi
yêu
cầu
thì cách giải trên không khả thi!!!
2
x1 x 1
x1 x 2 1
Xét cách giải 2:
lim
4
x 1
x2 1
I lim
x 1
Đặt t 4 x x t 4 . Ta cã: x 1 t 1
Lúc đó: I lim
t 1
t 1
t 1
1
1
lim
lim 6 5 4 3 2
8
6
5
4
3
2
t
1
t
1
t 1
t t t t t t 1 6
t 1 t t t t t t 1
Tương tự: Tìm các giới hạn sau:
4
1) lim
x 1
2x 1 5 x 2
x 1
n
2) lim
x0
1 x 1
x
3) lim
x1
x 2 3x 1 5 x
1 x2
PHƯƠNG PHÁP GỌI SỐ HẠNG VẮNG
(Tham khảo THTT- Thầy Phạm Quốc Phong- Hà Tĩnh)
0
là làm xuất hiện nhân tử chung để:
0
-Hoặc là khử nhân tử chung đưa về dạng xác định.
Bản chất khử dạng vô định
-Hoặc là đưa giới hạn về các dạng cơ bản, quen thuộc đã biết rõ kết quả hoặc
cách giải.
Trong các bài tập khó, trong các đề thi Đại Học, các hạng tử cấu thành nhân tử chung thường thiếu vắng.
Để giải quyết bài toán, điều mấu chốt là khôi phục các hạng tử vắng đó như thế nào? Bài viết này, chúng tôi
xin giới thiệu đến bạn đọc 3 phương pháp để giải quyết vấn đề này.
Phương pháp 1 :
HỆ SỐ BẤT ĐỊNH
Xét ví dụ: Tìm: A lim F( x) , với F( x )
x 1
5 x3 3 x 2 7
x2 1
5 x 2 2 3 x2 7 2 1
Bài giải: A lim
2
2
x 1
6
x
1
x
1
**Trong lời giải trên, ta đã thêm bớt 2 vào tử thức của F( x) . Có 3 câu hỏi đặt ra là:
1) Tại sao phải có số 2 .
2) Tại sao phải là số 2 .
3) Tìm số 2 như thế nào ?
Trả lời 3 câu hỏi trên ta có phương pháp giải loại toán này:
+Trả lời câu hỏi 3: Để tìm số 2, ta đưa ra thuật toán gọi số hạng vắng.
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
9
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
5 x2 c 3 x2 7 c
x2 1
x2 1
Bước 1: c R , ta có:
Bước 2: Trong các số c đó, ta tìm số c sao cho x 2 1 cùng nhân tử với f1 x 5 x 2 c và
f2 x 3 x 2 7 c . Điều đó xãy ra khi chỉ khi c là nghiệm của hệ sau:
c 6
f1 1 0
c 2 c 2 . Đáp số: c 2 là câu trả lời cho câu hỏi 1 và 2.
f 2 1 0
c 2
Tổng quát: Giả sử F x
f x
g x
Bước 1: Phân tích F x
f1 x c
g x
f2 x c
.
g x
Bước 2: Tìm c . Gọi x1 , x2 là nghiệm của g x 0 , khi đó c là nghiệm của hệ:
f1 x1 c 0
f1 x2 c 0
f2 x1 c 0
.
f2 x2 c 0
Với c tìm được thì: lim
x x0
f1 ( x) c
f ( x) c
; lim 2
giải quyết dễ dàng.
x x0
g( x)
g( x)
Bài tập tự giải:
2 x 1 3 8 x
.( ĐHQG HN97)
x0
x
1. lim
x 2 3 20 x
2. lim
4
x
3. lim
x
4. lim
x0
3
x9 2
.
Hướng dẫn: Đặt x y 7.
x3 3x 2 x 2 2 x . Hướng dẫn: Đặt x
cos x 3 cos x
.
sin 2 x
1
.
y
Hướng dẫn: Đặt y sin 2 x.
Phương pháp 2:
GỌI ĐA THỨC VẮNG
n
Bằng cách đặt ẩn phụ t n 1 ax , dễ dàng chứng minh được:
x
Xét ví dụ 1: Tìm A lim
2
1998
x x0
1 ax 1 a
(*)
x
n
1 2 x 1998
x
x 0
Bài giải: Ta có: F x x 2 1998
7
lim
7
1 2x 1
x
x
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
10
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
A lim x 2 1998
x 0
7
Chuyên đề: GIỚI HẠN
1 2x 1
3996
.
lim x
x
0
x
7
Trong ví dụ trên ta đã thêm bớt P x x 2 1998 và tử thức làm xuất hiện dạng
n
1 ax 1
x
Đây là điểm mấu chốt của lời giải .
Tổng quát: Để tìm lim F x ta thêm bớt P(x) vào f(x) làm xuất hiện dạng
x0
n
1 ax 1
, hạng tử vắng
x
ở đây là P x đã “xưng danh” trong biểu thức giới hạn. Nhân tử chung trong phương pháp này
không giản ước được. Khi tìm giới hạn thì lim P x Const .
x0
x4
x
1 4 1 x
2
3
Ví dụ 2: lim
.
x0 3
3
4
4 x 8 x 1 x
2
Bài giải: Gọi tử thức là T , mẫu thức là M ,ta có:
1 x 3 1
T 1 x 3 1
= 3 1
x4
x
1
2
3
x4
x
x
x
x
x
x
x
1 3 1 4 1 3 1 4 1 4 1 4 1 1 4 1 x 1
2
3
2
3
2
3
3
3
1 x 1 4 1
x 3
x
x
1 1 4 1 1
3
2
3
4
1 x 1
T
1
1
1 1
1
x0 x
1.2 2.3 3.4 4
Áp dụng công thức (*) ta có: lim
3
x
x
x
x
M .2 1 3 1 4 1 x 3 1 1 2 3 1 1
2
4
8
4
8
4
1 x 1 .
Áp dụng công thức (*) ta có:
M 3 2 1 5
.
x0 x
8 24 4 24
T
T
24
Và do đó: A lim
.
lim x
x 0 M
x 0 M
5
x
Bài tập tự giải:
lim
F ( x)
với:
x 0 G( x)
Tìm lim
2
2
2
F( x) 1.2 1 2 tan x 2.3 1 3 tan x ... 99.100 1 100 tan x 100 1 tan x
và G( x)
3
4 tan x 3 8 tan x 4 1 tan x ( Hướng dẫn: Đặt y tan x )
2
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
11
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Phương pháp 3: TÁCH BỘ PHẬN KÉP ĐỂ TÌM GIỚI HẠN CỦA PHÂN THỨC CHỨA CĂN.
m
Muốn tìm giới hạn T lim
f x n g x
x a
x a
(*) có dạng vô định
k
1 k min m; n , ta biến đổi bằng cách thêm bớt biểu thức
0
( m , n, k ),
0
h x
x a
k
vào phân thức phải tìm giới
hạn.
m
f x n g x
x a
m
k
m
f1 x h x h x
k
h x n g1 x h x
n
k
x a
x a
f x
g x
x a Q x x a Q x
Trong đó, Q x , Q x là biểu thức liên hợp của
f x h x và h x g x .
f x
g x
Lúc đó: T lim
có dạng xác định quen thuộc.
lim
x a Q x
x a Q x
1
1
k
k
f
f
m
g
1
x a
g
n
1
k
xa
f
k
g
Ví dụ 1: Tìm giới hạn: I lim
x0
1 2 x 3 1 3x
.
x2
0
với mẫu là x 2 nên muốn khử thì ta phải phân tích ở tử có thừa số x 2 .
0
Như vậy, việc tìm “số hạng vắng” không khả thi!!!
Phân tích: Dạng vô định
Ta tìm đa thức vắng như sau:
1 2 x f x 3 1 3x f x
1 2 x 3 1 3x
x2
x2
x2
2
1 2 x f ( x) x g x
Yêu cầu
thì đa thức f x thỏa: f 2 x 1 2 x Ax2 (sau khi nhân lượng
2
2
x
x
liên hợp), vậy chọn được A 1 . Kiểm tra phân thức sau thấy thỏa.
Lúc đó, lời giải như sau:
1 2 x 1 x 3 1 3x 1 x
1 2 x 3 1 3x
I lim
lim
x0
x 0
x2
x2
3
1 2 x 1 x
1 3x 1 x
lim
lim
I1 I 2
2
x0
x0
x
x2
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
12
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
* Tính I1 lim
x2
x0
lim
x0
x 2 1 2x 1 x
*Tính I 2 lim
1 3x 1 x
x2
x 0
x0
2
1 2x
1 2 x 1 x
x0
x0
x 3 1 3x
2
1 x
3
3
x 2 3 1 3x
3x 2 x3
2
2
1
lim
lim
1 x
x 2 1 2 x 1 x
x 0
x2
3
lim
lim
1 2 x 1 x
Chuyên đề: GIỚI HẠN
1 3x 1 x
2
1
2
3
1 3x
1 x
2
1 x
lim
x 0
3
3
2
1 3x 1 x
3 x
3
2
1 3x
1 x
3
1 3x 1 x
2
1 .
3
.
2
Ví dụ 1: Tìm giới hạn:
Vậy I I1 I 2
8 x3 x 2 6 x 9 3 9 x 2 27 x 27
T lim
.
x0
x3
Bài giải: Đặt f x 8x3 x 2 6x 9 8x3 x 3
2
3
g x 9 x 2 27 x 27 x 3 x 3 . Ở đây h x x 3.
Viết lại:
f x x 3 x 3 3 g x
(1)
T lim
x0
x3
x3
Ta có: T1 lim
x0
T2 lim
x 0
= lim
x0
f ( x) x 3
x
3
x 3
lim
x0
3
g x
x3
8x3
x 3 f x x 3
4
(2)
3
3
lim
x 0
x3
x 3 g x
x 3 x 3 g x
2
1
2
x 3 x 3 3 g x 3 g 2 x
Từ (1), (2) và (3) suy ra: T
3
1
27
3
g 2 x
(3)
4 1 37
.
3 27 27
LƯU Ý: + Biểu thức h x được xác định từ các biểu thức f x , g x được gọi là bộ phận kép
trong bài toán tìm giới hạn dạng (*).
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
13
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
+ Một vài số hạng của bộ phận kép h x có thể bị ẩn trong f1 x , g1 x ta phải tìm
chúng để xác định chính xác biểu thức h x .
Ví dụ 2: Tìm giới hạn:
cos 2 x 3 1 3x 3 cos 3x 3 cos x ln(1 x)4
2
4
T lim
x0
x
Bài giải: Đặt f x
g( x)
Viết lại: T lim
3
cos 2x 3 1 3x
1 3x 1
cos2 x
2
2
cos 3x 3 cos x ln(1 x)4
cos3 x ln 1 x . Ở đây h x cos x .
4
f x 3 g x
x
x0
f x cos x
Ta có: T1 lim
x
x0
3
lim
x0
T2 lim
x0
lim
x0
f x cos2 x
x f x cos x
3
lim
x0
1 3x 1
2 x f x cos x
1 3x 1
1
1
.
(5)
x
2 f x cos x 4
cos x 3 g x
x
x 0
lim
f x cos x cos x 3 g x
(4)
lim
x 0
x
x
ln 1 x
x
lim
x 0
cos 2 x g x
2
x cos2 x cos x. 3 g x 3 g x
1
.
cos x cos x. g x g x
2
Từ (4), (5) và (6) suy ra T
3
2
3
1
3
(6)
7
.
12
Ví dụ 3: Tìm giới hạn: T lim
x0
cos 2 x 2 x 4 1 x 2 4 x
.
x2
2
Bài giải: Đặt f x cos2x 2 x 1 x x 2 2 sin 2 x
2
Hay f x 1 x x 2 2 sin 2 x
4
g x 1 2 x 2 4 x 1 x x 4 4 x3 6 x 2 1 1 2 x 2 .
Hay:
1 x
4
g x 1 2 x 2 4 x x 4 4 x 3 6 x 2 1 1 2 x 2 . Ở đây: h x 1 x .
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
14
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
f x 1 x 1 x 4 g x
(7)
T lim
x0
x2
x2
Viết lại:
f x 1 x
Ta có: T1 lim
x2
x0
lim
x 0
f x 1 x
2
x 2 [ f x 1 x ]
lim
x0
x 2 2 sin 2 x
x2
f x 1 x
2
sin x
1 2
x 3
lim
x0
2
f x 1 x
T2 lim
1 x
4
g x
x2
x 0
(8)
lim
x0
x 4 4 x3 6x 2 1 1 2 x 2
3
3
2
x 2 1 x 1 x . 4 g x 1 x . g x 4 g x
4
lim
x0
3
2
4
4
3
4
1 2x2
x2 4x 6
x2
lim
x0
x2
1 x g x
1 x 1 x . g x 1 x . g x
2
1 x 1 x . 4 g x 1 x . g x 4 g x
3
3
g x
5
4
(9)
3 5
1
Từ (7), (8) và (9) suy ra: T
2 4
4
Bài tập tự giải:
1. lim
x 0
1 2x 3 1 3x
(ĐH Thuỷ Lợi 2001)
x2
1 4 x 3 1 12 x
2. lim
x0
x2
3 2x x 2 2 cos 2 x 4 2 4 x x3 1 2 x2
3. lim
x 0
x2
4. lim
x 0
5. lim
x 0
1 52 x x ln 1 x 3 1 3x
3x 2
x3
1 2x 1 x 1 3x 1 3x
2
3
2
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
15
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
KỸ THUẬT TÍNH GIỚI HẠN TẠI VÔ CỰC
Ví dụ 1: Tính giới hạn lim
x
Bài giải: lim
x
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
7 1
3 2
x 2 7 x 1 x 2 3x 2 lim x 2 1 2 x 2 1 2
x
x x
x x
7 1
3 2
lim x 1 2 1 2
x
x x
x x
7 1
3 2
lim x 1 2 1 2
x
x x
x x
lim x
x
Ta có:
7 1
3 2
1 2 1 2
xlim
x x
x x
Nên lim
x
(do x 0)
20
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
x
Bài giải: lim
x
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
7 1
3 2
lim x 1 2 1 2
x
x x
x x
lim x
x
Ta có:
7 1
3 2
1 2 1 2
xlim
x x
x x
7 1
3 2
x 2 7 x 1 x 2 3x 2 lim x 2 1 2 x 2 1 2
x
x x
x x
7 1
3 2
lim x 1 2 1 2
x
x x
x x
x
Ví dụ 2: Tính giới hạn lim
Nên lim
(do x 0)
2 0
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
Ví dụ 3: Tính giới hạn lim
x
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
Bài giải: Nhận xét giới hạn có dạng vô định “ ” khi x nên ta tiến hành khử dạng
vô định bằng cách nhân lượng liên hợp.
Ta có: lim
x
lim
x
x 2 7 x 1 x 2 3x 2 lim
4 x 1
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
lim
x
x
2
x2 7 x 1
x 2 3x 2
2
x 2 7 x 1 x 2 3x 2
1
x 4
x
7 1
3 2
x2 1 2 x 2 1 2
x x
x x
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
16
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
lim
x
x
1
x 4
x
7 1
3 2
1 2 1 2
x x
x x
Ví dụ 4: Tính giới hạn lim
x
3
Chuyên đề: GIỚI HẠN
4
lim
x
1
x
7 1
3 2
1 2 1 2
x x
x x
x3 2 x 2 x x
2.
Bài giải: Phân tích tương tự, tiến hành nhân lượng liên hợp bậc ba.
Ta có:
lim
x
3
3
2
x 2 x x x lim
x
3
3
x3 2 x 2 x
2
x3 2 x 2 x
x
3
3
x
3
x3 2x2 x x2
1
x 2 2
x
2
lim
x
lim
x
2 x x
3
3
2
x 2x x
2
3
lim
3
2
x x 2x x x
2
1
x 2 2
x
2 1
x 3 1 2
x x
2
2 1
3 1 2 1
x x
x
2
3 2 1
2 1
3 x 1 2 x 3 x3 1 2 x2
x x
x x
2
2
Ví dụ 5: Tính giới hạn lim
x
lim
x
2 1
3 1 2
x x
1
x
2
2 1
3 1 2
x x
1
2
.
3
x 2 2 x 1 x .
Bài giải: Dùng kỹ thuật tách để đưa giới hạn cần tìm về các dạng toán quen thuộc.
x 2 x 1 x 1 x
x 2 x 1 x 1 x
3
lim
lim
lim
x
x 2 2 x 1 x lim
x
2
x
x 2 x 1
2
2
2
x 1 x
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
x
17
1
0.
x 1 x
x 2 x 1
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
KỸ THUẬT: XÁC ĐỊNH GIỚI HẠN HÀM SỐ LƯỢNG GIÁC
I- LÝ THUYẾT:
1) Các kết quả cần lưu ý:
* Giới hạn đặc biệt:
lim
x 0
sin x
1
x
* Mở rộng:
sin u( x)
1
u ( x ) 0
u( x)
lim
2) Nhắc lại các công thức thường dùng:
*CÔNG THỨC CỘNG
sin a b sinacosb cosasinb
sin a b sinacosb cosasinb
cos a b cosacosb sinasinb
cos a b cosacosb sinasinb
tana tanb
1 tana.tanb
tana tanb
tan a b
1 tana.tanb
*CÔNG THỨC NHÂN ĐÔI:
tan a b
sin 2a 2sina.cosa
cos2a cos2 a sin 2 a
2cos2 a 1 1 2sin 2 a
2tana
1 tan 2 a
*CÔNG THỨC NHÂN BA:
tan 2a
*CÔNG THỨC TÍCH-TỔNG:
1
sin( a b sin a b
2
1
sin a.sinb cos a b cos a b
2
1
cosa.cosb cos a b cos a b
2
*CÔNG THỨC TỔNG-TÍCH:
sina.cosb
ab
ab
cos
2
2
ab
ab
sina sinb 2cos
sin
2
2
ab
ab
cosa cosb 2cos
cos
2
2
ab
ab
cosa cosb 2sin
sin
2
2
*CÔNG THỨC KHÁC:
sina sinb 2sin
sin3a 3sina 4sin 3a
sina cosa 2sin a
4
cos3a 4cos3 a 3cosa
*CÔNG THỨC TANG:
cosa sina 2cos a
4
a
Đặt t tan . Lúc đó:
2
2t
sina
1 t2
1 t2
cosa
1 t2
2t
tana
1 t2
1 sin 2a sina cosa
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
1 sin 2a sina cosa
tana cota
2
2
2
sin 2a
cota tana 2cot 2a
18
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
II- BÀI TẬP MINH HỌA:
Bài tập: Tính các giới hạn sau:
1) lim
x0
sin 5x
.
x
Hướng dẫn: lim
x0
2) lim
x0
tan 2 x
.
3x
Hướng dẫn: lim
x0
3) lim
x0
sin 5x
sin 5x
lim 5.
5
x 0
x
5x
tan 2x
sin 2 x
2
sin 2x 2
lim
lim
.
x 0 3x.cos2x
x 0 3cos2x
3x
2x
3
1 cos x
.
x2
2
x
x
2 sin
sin
1 cos x
1
2 lim .
2 1
Hướng dẫn: lim
lim
2
2
x0
x 0
x0 2
2
x
x
x
2
2
sin 5x.sin 3x.sin x
.
45x3
sin 5x.sin 3x.sin x
sin 5x sin 3x sin x 1 1
Hướng dẫn: lim
lim
.
.
.
3
x0
x0
5x
3x
x 3 3
45x
sin x.sin 2x....sin nx
5) lim
x0
n! xn
tan x sin x
6) lim
.
x0
sin 3 x
Hướng dẫn:
4) lim
x0
2
sin x
x
x
sin x
sin
2 sin 2
tan x sin x
1
cos
x
1
1
1
2 lim .
2
lim
lim cos x 3
lim
lim
7)
3
2
2
2
x0
x0
x 0 sin x
x 0 sin x
x 0 2
2
sin x
sin x
x sin x
2 x
lim
x a
sin x sin a
.
xa
xa
xa
xa
2 cos
sin
sin
sin x sin a
x
a
2
2 lim cos
2 cos a
lim
.
Hướng dẫn: lim
x a
x a
xa
xa
xa
2 xa
2
1 2x 1
x0
sin 2 x
8) lim
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
19
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Hướng dẫn:
lim
x0
Chuyên đề: GIỚI HẠN
1 2x 1
2 x
1
1
lim
lim
x
0
x
0
sin 2 x
2
sin 2 x
1 2x 1 sin 2x
1 2x 1
2x
1 cos3 x
x0
x sin x
10) lim
1 cos x 1 cos x cos2 x
1 cos3 x
lim
lim
x0
x 0
x sin x
x sin x
Hướng dẫn:
2
2 sin 2
lim
x0
11) lim
x0
x
x
1 cos x cos 2 x
sin
2
2
2 . 1 cos x cos x . 1 1
lim
x0
x sin x
2 2
sin x
x
2
x
sin ax tan bx
( a b 0)
( a b) x
Hướng dẫn:
lim
x0
lim
x0
sin ax tan bx
lim
x0
( a b) x
sin bx
cos bx lim sin ax cos bx sin bx
x 0
( a b) x
( a b) x
sin ax
sin ax a.cos bx
sin bx b
sin ax cos bx
sin bx
lim
lim
.
lim
.
x 0 ( a b) x
x0
x 0
( a b) x
ax a b
bx a b
a
b
1
ab ab
sin 2 x sin 2 a
x a
x2 a2
Hướng dẫn:
12) lim
lim
x a
sin x sin a sin x sin a lim sin x sin a . sin x sin a
sin 2 x sin 2 a
lim
2
2
x a
x a
x a
xa
xa
x a x a
cos
lim
x a
xa
xa
.sin
2
2 . sin x sin a cos a.sin 2a
xa
xa
2a
2
13) lim 1 x tan
x1
x
2
Hướng dẫn:
Đặt t 1 x . Lúc đó ta có:
lim 1 x tan
x1
x
2
lim t tan
t 0
(1 t )
2
t
t
lim t tan lim t cot
t 0
t
0
2 2
2
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
20
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
t
t
cos
cos
2 lim 2.
2 2
lim t
t 0
t t 0
t
sin
sin
2
2
t
2
cos ax cos bx
14) lim
x0
x2
Hướng dẫn: lim
x0
cos x cos x
lim
x 0
x2
2 sin
a b x sin a b x
2
2
x2
a b x sin a b x 2 2
sin
a b
2
2
.
a b
lim
x
0
4
4
a b x a b x
2
2
2
2
x3 8
x 2 tan( x 2)
15) lim
Hướng dẫn:
x 2 2 x 4 cos x 2
x 2 x2 2x 4 cos x 2
x3 8
lim
lim
lim
12
x 2 tan( x 2)
x 2
x2
sin( x 2)
sin( x 2)
x 2
1 cos x.cos 2 x.cos 3x
1 cos x
Hướng dẫn:
16) lim
x 0
1 cos x cos x 1 cos 2x cos x cos 2x 1 cos 3x
1 cos x.cos 2 x.cos 3x
lim
x0
x 0
1 cos x
1 cos x
lim
1 lim
cos x 1 cos 2 x
cos x cos 2 x 1 cos 3x
1 cos x
3x
cos x cos 2 x.2 sin 2
cos x.2 sin 2 x
2
1 lim
lim
x 0
x0
x
x
2 sin 2
2 sin 2
2
2
x 0
1 cos x
lim
x0
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
21
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
2
3x
sin 2
2
cos x cos 2 x.
sin x
3x
cos x
x 1 lim
2 1 4 1 46
1 4 lim
2
2
x0
x
0
9
9 9
x
x
sin
sin
2
2
x
x
2
2
17) lim
sin a 2 x 2 sin a x sin a
x2
x0
Hướng dẫn:
sin a 2x sin a 2 sin a x
lim
x0
x 0
x2
x2
2 sin a x cos x 2 sin a x
2 sin a x cos x 1
2 sin a x cos x 1
lim
lim
lim
2
2
x0
x0
x0
x
x
x2
lim
sin a 2 x 2 sin a x sin a
2
2a 3x
x
2 x
2 cos
.2 sin
sin
2
2 lim cos 2a 3x .
2 cos a
lim
x0
x 0
x
2
x2
2
18) lim
x
2
cos x
x
2
Hướng dẫn:
cos t
2
cos x
sin t
Đặt t x . Lúc đó ta có: lim
lim
lim
1
t
0
t
0
t
t
2
x
2 x
2
cos ax cos bx.cos cx
19) lim
x 0
x2
Hướng dẫn:
cos ax 1 cos cx 1 cos cx 1 cos bx
cos ax cos bx.cos cx
lim
x0
x 0
x2
x2
cos cx 1 cos bx
cos ax 1
1 cos cx
lim
lim
lim
x0
x0
x 0
x2
x2
x2
ax
cx
bx
2 sin 2
2 sin 2
cos cx.2 sin 2
2 lim
2 lim
2
lim
2
2
2
x0
x
0
x
0
x
x
x
lim
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
22
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
2
Chuyên đề: GIỚI HẠN
2
2
ax
cx
ax
sin
sin
2 sin
2
2
2
2
a2
c
b
cos
cx
2 lim .
2 lim
2 b c a
lim
.
.
x0 2
2
2
ax x0 2 cx x0
ax
2
2
2
20) lim
x0
sin a x sin a x
tan a x tan a x
Hướng dẫn:
lim
x0
sin a x sin a x
tan a x tan a x
lim
x0
lim
lim
x 0
2 cos a sin x
sin a x sin a x
cos a x cos a x
2cos a sin x cos a x cos a x
sin a x cos a x cos a x sin a x
2 cos a sin x cos a x cos a x
sin 2 x
cot x cot c
21) lim
xc
xc
Hướng dẫn:
x0
lim
cos a cos a x cos a x
cos x
x0
cos 3 a
cos x cos c
cot x cot c
cos x sin c cos c sin x
lim
lim sin x sin c lim
x c
xc
x c
xc
xc
x c sin x sin c
lim
x c
sin c x
sin c x
1
1
lim
.
x c sin x sin c xc c x sin x sin c sin 2 c
2x 1 3 x 2 1
x0
sin x
Hướng dẫn:
22) lim
2x 1 3 x 2 1
lim
lim
x0
x0
sin x
x0
x0
2x 1 1 1 3 x 2 1
2
sin x
x
2x 1 1
lim
x 0
sin x
2x 1 1
1 3 x2 1
lim
lim
x 0
x 0
sin x
sin x
sin x
lim
lim
2x
lim
2x 1 1
x
2
sin x 3 2
3 2
1
x
1
x
1
x
cos( a x) cos( a x)
x
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
x0
x2
2
sin x 1 3 x 2 1 3 x 2 1
1
23) lim
x0
23
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
Hướng dẫn:
lim
x0
2 sin a sin x
sin x
cos( a x) cos( a x)
lim
lim
2 sin a 2 sin a
x
0
x
0
x
x
x
sin x tan x
x0
x3
Hướng dẫn:
24) lim
2
sin x
x
sin x
sin
sin
x
cos
x
1
1
sin x tan x
sin
x
1
cos x lim
2
lim
lim
lim
25)
3
3
3
x0
x0
x 0
x 0
2
x
x
x cos x
x x 2 cos x
2
sin x.cos x sin x
x
sin
2
Hướng dẫn:
lim
x0
x
x
x
sin 2 cos cos x 2 cos
2
2
2
sin x.cos x sin x
x
x
lim
lim
lim 2 cos cos x 2 cos 0
x0
x
0
x
0
x
x
2
2
sin
sin
2
2
sin 2 2x sin x.sin 4x
x0
x4
Hướng dẫn:
26) lim
lim
x0
sin 2 x sin 2 x 2 cos 2 x sin x
2 sin 2 x sin x cos x cos 2x
sin 2 2 x sin x.sin 4 x
lim
lim
4
4
x0
x0
x
x
x4
4 sin 2 x sin x sin
lim
x4
x0
27) lim
x0
3x
x
3x
x
sin
sin sin
sin
2
x
sin
x
2
2 lim 6
2
2
2 x x 3x x 6
x0
2 2
1 cos x
1 cos x
Hướng dẫn:
lim
x0
1 cos x
1 cos x
lim
x 0
2 sin 2
1 cos x
1 cos x 1 cos x
lim
x0
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
2 sin 2
24
x
2
x
1 cos x
2
CLB Giáo viên trẻ TP Huế
[…Chuyên đề Trắc nghiệm Toán 11…]
Chuyên đề: GIỚI HẠN
2
x
sin 2
lim
x0
x
x
2 sin
2
x
2
x
0
2
1 cos x
28) lim tan 2 x.tan x
x
4
4
Hướng dẫn:
Đặt t
4
x. Lúc đó ta có:
lim tan 2x.tan x lim tan 2 t .tan t lim tan 2t tan t
t
0
t
0
x
4
4
2
4
cos 2t sin t
cos 2t 1
1
.
lim
.
t
0
sin 2t cos t
2 cos t cos t 2
Bài tập tương tự: Tính các giới hạn sau:
lim cot 2t.tan t lim
t 0
t 0
1 cos 5x.cos 7 x
x0
sin 2 11x
1) lim
4) lim
x0
sin x sin 2 x
x
x 1 2 sin 2
2
2) lim
1 1 sin 3x
x0
1 cos x
sin x
6
3) lim
1 2 sin x
x
3
x
6) lim
x 3 2x
tan( x 1)
9) lim
5) lim x 2 sin
x
7) lim
1 tan x 1 sin x
x3
8) lim
10) lim
cos 3x cos 5x.cos 7 x
x2
11) lim
sin x cos x
4x
1
1
14) lim
x 0 sin x
tan x
1
cos x tan x
17) lim
x0
x0
13) lim
x
4
16) lim
x
2
x 1
x
4
x0
6
2 2 cos x
sin x
4
tan x sin x
x.tan x.sin x
Giáo viên: NGUYỄN THU HÀ_LÊ BÁ BẢO
25
1 x 2 cos x
x2
x0
1 cos ax
x 0
x2
12) lim
sin 5x
tan 7 x
15) lim
2 sin x 1
2 cos2 x 1
x0
x
4
18) lim
x c
tan x tan c
xc
CLB Giáo viên trẻ TP Huế