Giải SGK Toán 11 trang 85, 86 Chân trời sáng tạo tập 1

Câu Hỏi Trắc Nghiệm

Bài 1 trang 85 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

\(\lim \frac{{n + 3}}{{{n^2}}}\) bằng: 

A. 1.                                            

B. 0.                                            

C. 3.                                            

D. 2.

Phương pháp:

Bước 1: Chia cả tử và mẫu cho lũy thừa bậc cao nhất của tử và mẫu.

Bước 2: Tính các giới hạn của tử và mẫu rồi áp dụng quy tắc tính giới hạn của thương để tính giới hạn.

Lời giải:

\(\lim \frac{{n + 3}}{{{n^2}}} = \lim \frac{{{n^2}\left( {\frac{1}{n} + \frac{3}{{{n^2}}}} \right)}}{{{n^2}}} = \lim \left( {\frac{1}{n} + \frac{3}{{{n^2}}}} \right) = 0\)

Chọn B.

Bài 2 trang 85 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Tổng của cấp số nhân lùi vô hạn: \(M = 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + ... + \frac{1}{{{4^n}}} + ...\) bằng:

A. \(\frac{3}{4}\).                  

B. \(\frac{5}{4}\).                  

C. \(\frac{4}{3}\).                   

D. \(\frac{6}{5}\).

Phương pháp:

Áp dụng công thức tính tổng của cấp số nhân lùi vô hạn có số hạng đầu \({u_1}\) và công bội \(q\): \(S = {u_1} + {u_2} + ... + {u_n} + ... = \frac{{{u_1}}}{{1 - q}}\)

Lời giải:

Bài 3 trang 85 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{{x^2} - 9}}{{x - 3}}\) bằng:

A. 0.                                            

B. 6.                                            

C. 3.                                             

D. 1.

Phương pháp:

Bước 1: Phân tích tử và mẫu thành tích các nhân tử.

Bước 2: Chia cả tử và mẫu cho nhân tử chung của tử và mẫu.

Bước 3: Áp dụng định lý giới hạn hữu hạn của hàm số.

Lời giải:

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{{x^2} - 9}}{{x - 3}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{\left( {x - 3} \right)\left( {x + 3} \right)}}{{x - 3}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \left( {x + 3} \right) = 3 + 3 = 6\)

Chọn B.

Bài 4 trang 85 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{x^2} + 2{\rm{x}} + m}&{khi\,\,x \ge 2}\\3&{khi\,\,x < 2}\end{array}} \right.\) liên tục tại \(x = 2\) khi:

A. \(m = 3\).                            

B. \(m = 5\).                            

C. \(m =  - 3\).                         

D. \(m =  - 5\).

Phương pháp:

Bước 1: Tính \(f\left( {{x_0}} \right)\).

Bước 2: Tính \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right)\).

Bước 3: Giải phương trình \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) = f\left( {{x_0}} \right)\) để tìm \(m\).

Lời giải:

Bài 5 trang 85 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{2{\rm{x}} - 1}}{x}\) bằng: 

A. 2.                                            

B. ‒1.                                         

C. 0.                                             

D. 1.

Phương pháp:

Bước 1: Chia cả tử và mẫu cho lũy thừa bậc cao nhất của tử và mẫu.

Bước 2: Tính các giới hạn của tử và mẫu rồi áp dụng các quy tắc tính giới hạn để tính giới hạn.

Phương pháp:

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{2{\rm{x}} - 1}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{x\left( {2 - \frac{1}{x}} \right)}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left( {2 - \frac{1}{x}} \right) = 2 - 0 = 2\)

Chọn A.

Bài Tập Tự Luận

Bài 6 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Tìm các giới hạn sau:

a) \(\lim \frac{{3n - 1}}{n}\)                                                   

b) \(\lim \frac{{\sqrt {{n^2} + 2} }}{n}\)      

c) \(\lim \frac{2}{{3n + 1}}\)                                                     

d) \(\lim \frac{{\left( {n + 1} \right)\left( {2n + 2} \right)}}{{{n^2}}}\)

Phương pháp:

Bước 1: Chia cả tử và mẫu cho lũy thừa bậc cao nhất của tử và mẫu.

Bước 2: Tính các giới hạn của tử và mẫu rồi áp dụng quy tắc tính giới hạn của thương để tính giới hạn.

Lời giải:

Bài 7 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Cho tam giác đều có cạnh bằng \(a\), gọi là tam giác \({H_1}\). Nối các trung điểm của \({H_1}\) để tạo thành tam giác \({H_2}\). Tiếp theo, nối các trung điểm của \({H_1}\), để tạo thành tam giác \({H_3}\) (Hình 1). Cứ tiếp tục như vậy, nhận được dãy tam giác \({H_1},{H_2},{H_3},...\)

Tính tổng chu vi và tổng diện tích các tam giác của dãy.

Phương pháp:

Bước 1: Tìm cạnh của tam giác đều thứ \(n\) dựa vào cạnh của tam giác đều thứ \(n - 1\).

Bước 2: Tính chu vi và diện tích của tam giác đều thứ \(n\).

Bước 3: Áp dụng công thức tính tổng của cấp số nhân lùi vô hạn có số hạng đầu \({u_1}\) và công bội \(q\):

\(S = {u_1} + {u_2} + ... + {u_n} + ... = \frac{{{u_1}}}{{1 - q}}\)

Lời giải:

Gọi \({u_n}\) là độ dài cạnh của tam giác đều thứ \(n\).

Ta có: \({u_1} = a;{u_2} = \frac{{{u_1}}}{2};{u_3} = \frac{{{u_2}}}{2};...\)

Từ đó ta thấy \(\left( {{u_n}} \right)\) là một cấp số nhân có số hạng đầu \({u_1} = a\), công bội \(q = \frac{1}{2}\).

Vậy \({u_n} = {u_1}.{q^{n - 1}} = a.{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{n - 1}} = \frac{a}{{{2^{n - 1}}}},n = 1,2,3,...\)

Chu vi của tam giác đều thứ \(n\) là: \({p_n} = 3{u_n} = \frac{{3{\rm{a}}}}{{{2^{n - 1}}}},n = 1,2,3,...\)

Tổng chu vi của các tam giác của dãy là:

\({P_n} = 3{\rm{a}} + \frac{{3{\rm{a}}}}{2} + \frac{{3{\rm{a}}}}{{{2^2}}} + ... + \frac{{3{\rm{a}}}}{{{2^{n - 1}}}} + ... = 3{\rm{a}}\left( {1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{{{2^2}}} + ... + \frac{1}{{{2^{n - 1}}}} + ...} \right)\)

Tổng \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{{{2^2}}} + ... + \frac{1}{{{2^{n - 1}}}} + ...\) là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn có số hạng đầu \({u_1} = 1\), công bội \(q = \frac{1}{2}\).

Vậy \(1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{{{2^2}}} + ... + \frac{1}{{{2^{n - 1}}}} + ... = \frac{1}{{1 - \frac{1}{2}}} = 2 \Rightarrow {P_n} = 3{\rm{a}}.2 = 6{\rm{a}}\).

Diện tích của hình vuông thứ \(n\) là:

\({s_n} = \frac{{u_n^2\sqrt 3 }}{4} = {\left( {\frac{a}{{{2^{n - 1}}}}} \right)^2}.\frac{{\sqrt 3 }}{4} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}.{\left( {\frac{1}{{{2^{n - 1}}}}} \right)^2} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}.\frac{1}{{{4^{n - 1}}}},n = 1,2,3,...\)

Tổng diện tích của các tam giác của dãy là:

\({S_n} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4} + \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}.\frac{1}{4} + \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}.\frac{1}{{{4^2}}} + ... + \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}.\frac{1}{{{4^{n - 1}}}} + ... = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}\left( {1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + ... + \frac{1}{{{4^{n - 1}}}} + ...} \right)\)

Tổng \(1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + ... + \frac{1}{{{4^{n - 1}}}} + ...\) là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn có số hạng đầu \({u_1} = 1\), công bội \(q = \frac{1}{4}\).

Vậy \(1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + ... + \frac{1}{{{4^{n - 1}}}} + ... = \frac{1}{{1 - \frac{1}{4}}} = \frac{4}{3} \Rightarrow {S_n} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{4}.\frac{4}{3} = \frac{{{a^2}\sqrt 3 }}{3}\)

Bài 8 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Tìm các giới hạn sau:

a) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  - 1} \left( {3{x^2} - x + 2} \right)\)  

b) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 4} \frac{{{x^2} - 16}}{{x - 4}}\)                                          

c) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{3 - \sqrt {x + 7} }}{{x - 2}}\)

Phương pháp:

a) Áp dụng định lý giới hạn hữu hạn của hàm số.

b) Bước 1: Phân tích tử và mẫu thành tích các nhân tử.

Bước 2: Chia cả tử và mẫu cho nhân tử chung của tử và mẫu.

Bước 3: Áp dụng định lý giới hạn hữu hạn của hàm số.

c) Bước 1: Nhân cả tử và mẫu với liên hợp của tử.

Bước 2: Phân tích tử và mẫu thành tích các nhân tử.

Bước 3: Chia cả tử và mẫu cho nhân tử chung của tử và mẫu.

Bước 4: Áp dụng định lý giới hạn hữu hạn của hàm số.

Lời giải:

Bài 9 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Tìm các giới hạn sau:

a) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{ - x + 2}}{{x + 1}}\);

b) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{{x - 2}}{{{x^2}}}\).

Phương pháp:

Bước 1: Chia cả tử và mẫu cho lũy thừa bậc cao nhất của tử và mẫu.

Bước 2: Tính các giới hạn của tử và mẫu rồi áp dụng các quy tắc tính giới hạn để tính giới hạn.

Lời giải:

a) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{ - x + 2}}{{x + 1}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{x\left( { - 1 + \frac{2}{x}} \right)}}{{x\left( {1 + \frac{1}{x}} \right)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{ - 1 + \frac{2}{x}}}{{1 + \frac{1}{x}}} = \frac{{\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left( { - 1} \right) + \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{2}{x}}}{{\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } 1 + \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{1}{x}}} = \frac{{ - 1 + 0}}{{1 + 0}} =  - 1\)

b) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{{x - 2}}{{{x^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{{x\left( {1 - \frac{2}{x}} \right)}}{{{x^2}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{1}{x}.\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \left( {1 - \frac{2}{x}} \right)\)

                                \( = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{1}{x}.\left( {\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } 1 - \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } \frac{2}{x}} \right) = 0.\left( {1 - 0} \right) = 0\).

Bài 10 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Tìm các giới hạn sau:

a) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {4^ + }} \frac{1}{{x - 4}}\);

c) \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {2^ - }} \frac{x}{{2 - x}}\).

Phương pháp:

Bước 1: Đưa hàm số \(f\left( x \right)\) về tích của hai hàm số, trong đó một hàm số có giới hạn hữu hạn, còn một hàm số có giới hạn vô cực.

Bước 2: Áp dụng quy tắc xét dấu để tính giới hạn của tích.

Lời giải:

Bài 11 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Xét tính liên tục của hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\sqrt {x + 4} }&{khi\,\,x \ge 0}\\{2\cos x}&{khi\,\,x < 0}\end{array}} \right.\).

Phương pháp:

Bước 1: Tìm tập xác định.

Bước 2: Xét tính liên tục của hàm số \(f\left( x \right)\) trên từng khoảng xác định.

Bước 3: Xét tính liên tục của hàm số \(f\left( x \right)\) tại điểm \({x_0} = 0\).

Bước 4: Kết luận

Lời giải:

Hàm số \(f\left( x \right)\) xác định trên \(\mathbb{R}\).

Trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\), hàm số \(f\left( x \right)\) là hàm căn thức xác định trên \(\left( {0; + \infty } \right)\) nên hàm số liên tục trên khoảng \(\left( {0; + \infty } \right)\).

Trên khoảng \(\left( { - \infty ;0} \right)\), hàm số \(f\left( x \right)\) là hàm lượng giác xác định trên \(\left( { - \infty ;0} \right)\) nên hàm số liên tục trên khoảng \(\left( { - \infty ;0} \right)\).

Vậy hàm số \(f\left( x \right)\) liên tục trên các khoảng \(\left( { - \infty ;0} \right)\) và \(\left( {0; + \infty } \right)\).

Ta có: \(f\left( 0 \right) = \sqrt {0 + 4}  = 2\)

Ta có:       \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \sqrt {x + 4}  = \sqrt {0 + 4}  = 2\)

                   \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} 2\cos x = 2\cos 0 = 2\)

Vì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ - }} f\left( x \right) = 2\) nên \(\mathop {\lim }\limits_{x \to 0} f\left( x \right) = 2 = f\left( 0 \right)\).

Vậy hàm số liên tục tại điểm \(x = 0\).

Vậy hàm số liên tục trên \(\mathbb{R}\).

Bài 12 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Cho hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{{{x^2} - 25}}{{x - 5}}}&{khi\,\,x \ne 5}\\a&{khi\,\,x = 5}\end{array}} \right.\).

Tìm \(a\) để hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục trên \(\mathbb{R}\).

Phương pháp:

Bước 1: Xét tính liên tục của hàm số trên từng khoảng xác định.

Bước 2: Tính \(f\left( {{x_0}} \right)\).

Bước 3: Tính \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right)\).

Bước 4: Giải phương trình \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) = f\left( {{x_0}} \right)\) để tìm \(a\).

Lời giải:

Bài 13 trang 86 SGK Toán 11 tập 1 - Chân trời sáng tạo

Trong một phòng thí nghiệm, nhiệt độ trong tủ sấy được điều khiển tăng từ 10°C, mỗi phút tăng 2°C trong 60 phút, sau đó giảm mỗi phút 3°C trong 40 phút. Hàm số biểu thị nhiệt độ (tính theo °C) trong theo thời gian \(t\) (tính theo phút) có dạng

\(T\left( t \right) = \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{10 + 2t}&{khi\,\,0 \le t \le 60}\\{k - 3t}&{khi\,\,60 < t \le 100}\end{array}} \right.\) (\(k\) là hằng số).

Biết rằng, \(T\left( t \right)\) là hàm liên tục trên tập xác định. Tìm giá trị của \(k\).

Phương pháp:

Bước 1: Tìm tập xác định.

Bước 2: Tính \(T\left( {60} \right)\).

Bước 3: Tính \(\mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ + }} T\left( t \right),\mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ - }} T\left( t \right)\).

Bước 4: Giải phương trình \(\mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ + }} T\left( t \right) = \mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ - }} T\left( t \right) = T\left( {60} \right)\) để tìm \(k\).

Lời giải:

Hàm số \(T\left( t \right)\) có tập xác định là \(\left[ {0;100} \right]\).

Ta có: \(T\left( {60} \right) = 10 + 2.60 = 130\)

\(\begin{array}{l}\mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ + }} T\left( t \right) = \mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ + }} \left( {k - 3t} \right) = k - 3.60 = k - 180\\\mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ - }} T\left( t \right) = \mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ - }} \left( {10 + 2t} \right) = 10 + 2.60 = 130\end{array}\)

Để hàm số liên tục trên tập xác định thì hàm số phải liên tục tại điểm \({t_0} = 60\)

Khi đó: \(\mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ + }} T\left( t \right) = \mathop {\lim }\limits_{t \to {{60}^ - }} T\left( t \right) = T\left( {60} \right) \Leftrightarrow k - 180 = 130 \Leftrightarrow k = 310\)

Vậy với \(k = 310\) thì hàm số \(T\left( t \right)\) liên tục trên tập xác định.

Sachbaitap.com