Blog

Kiểm tra tính liên tục tại một điểm: Khái niệm, ví dụ và phương pháp giải cho lớp 11

T
Tác giả
6 phút đọc
Chia sẻ:
6 phút đọc

1. Giới thiệu chung về "kiểm tra tính liên tục tại một điểm"

Trong giải tích lớp 11, một trong những kiến thức nền tảng và quan trọng nhất là hàm số liên tục và kiểm tra tính liên tục tại một điểm. Việc hiểu rõ về khái niệm này không chỉ giúp bạn giải các bài toán cơ bản mà còn là nền móng để học tốt các phần về giới hạn, đạo hàm và các ứng dụng sau này.

Tính liên tục đóng vai trò quan trọng bởi nó mô tả sự liên mạch, không bị "đứt quãng" của hàm số tại một điểm. Bạn sẽ gặp khái niệm này ở rất nhiều chủ đề liên quan, ví dụ như trong các bài toán về tối ưu, khảo sát hàm số, hoặc thậm chí trong vật lý và các khoa học ứng dụng.

2. Định nghĩa chính xác và rõ ràng về tính liên tục tại một điểm

Cho hàm số f(x)f(x)xác định trên một khoảng chứa điểmx0x_0. Hàm số f(x)f(x) được gọi là liên tục tại điểmx0x_0nếu thỏa mãn cả ba điều kiện sau:

  • 1. Hàm số f(x)f(x)xác định tạix0x_0, tức là f(x0)f(x_0)tồn tại.
  • 2. Giới hạnlimxx0f(x)\lim\limits_{x \to x_0} f(x)tồn tại.
  • 3. Giá trị giới hạn bằng giá trị của hàm số tại điểm đó:limxx0f(x)=f(x0)\lim\limits_{x \to x_0} f(x) = f(x_0).
  • Nói cách khác, hàm số liên tục tạix0x_0nếu đồ thị hàm số "không bị nhảy" hoặc "đứt đoạn" tại điểm đó.

    3. Các bước kiểm tra tính liên tục tại một điểm với ví dụ minh họa

    Để kiểm tra một hàm số f(x)f(x)có liên tục tại điểmx0x_0hay không, bạn cần thực hiện tuần tự các bước dưới đây:

  • Bước 1: Kiểm traf(x0)f(x_0)có xác định hay không.
  • Bước 2: Tínhlimxx0f(x)\lim\limits_{x \to x_0} f(x).
  • Bước 3: So sánh giới hạn vớif(x0)f(x_0).
  • Nếu cả ba điều kiện đều được thỏa mãn, hàm số liên tục tạix0x_0. Ngược lại, nếu một trong các điều kiện không đúng, hàm số không liên tục tạix0x_0.

    Ví dụ minh họa: Xét hàm số f(x)=x21x1f(x) = \frac{x^2 - 1}{x - 1}tạix0=1x_0 = 1.

    • Bước 1:f(1)=12111=00f(1) = \frac{1^2 - 1}{1 - 1} = \frac{0}{0}(không xác định, do đó không liên tục tạix0=1x_0 = 1).

    Giả sử đề bài chof(x)=x21x1f(x) = \frac{x^2 - 1}{x - 1}vớix1x \neq 1f(1)=2f(1) = 2, hãy kiểm tra tính liên tục:

  • f(1)=2f(1) = 2(đã xác định)
  • limx1x21x1=limx1(x1)(x+1)x1=limx1(x+1)=2\lim\limits_{x \to 1} \frac{x^2 - 1}{x - 1} = \lim\limits_{x \to 1} \frac{(x - 1)(x + 1)}{x - 1} = \lim\limits_{x \to 1} (x + 1) = 2
  • • So sánh:f(1)=2f(1) = 2, giới hạn là 22nênf(x)f(x)liên tục tạix=1x = 1.
  • 4. Các trường hợp đặc biệt và lưu ý khi áp dụng

  • • Nếu giới hạn không tồn tại, hàm số không liên tục tại đó.
  • • Nếuf(x0)f(x_0)không xác định, hàm cũng không liên tục.
  • • Các hàm cơ bản như đa thức, lượng giác, mũ, logarit,... luôn liên tục trên miền xác định.
  • • Đối với hàm từng phần, cần kiểm tra liên tục tại điểm "nối".
  • 5. Mối liên hệ với các khái niệm toán học khác

    Tính liên tục liên quan mật thiết đến giới hạn và đạo hàm:

  • • Liên tục gắn liền với khái niệm giới hạn, vì liên tục yêu cầu giới hạn tồn tại và bằng giá trị hàm số.
  • • Hàm số khả vi tại một điểm thì chắc chắn liên tục tại đó. Chiều ngược lại không luôn đúng.
  • • Kiểm tra liên tục là bước đầu của việc khảo sát đồ thị hàm số.
  • 6. Bài tập mẫu có lời giải chi tiết

    Bài tập 1: Kiểm tra tính liên tục của hàm số f(x)=x24x2f(x) = \frac{x^2-4}{x-2}tạix0=2x_0 = 2

    • f(2)=440f(2) = \frac{4-4}{0}không xác định → không liên tục tạix=2x = 2.

    Bài tập 2: Xét hàm số từng phần:


    Kiểm tra liên tục tại x0=1x_0 = 1 .

  • f(1)=21+1=3f(1) = 2 \cdot 1 + 1 = 3
  • limx1f(x)=limx1x2=1\lim\limits_{x \to 1^-} f(x) = \lim\limits_{x \to 1^-} x^2 = 1
  • limx1+f(x)=limx1+2x+1=3\lim\limits_{x \to 1^+} f(x) = \lim\limits_{x \to 1^+} 2x+1 = 3
  • • Vì limx1f(x)limx1+f(x)\lim\limits_{x \to 1^-} f(x) \neq \lim\limits_{x \to 1^+} f(x)nên giới hạn không tồn tại.\rightarrowKhông liên tục tạix=1x = 1.
  • Bài tập 3: Chof(x)=x3f(x) = x^3, hãy kiểm tra tính liên tục tạix0=2x_0 = 2.

  • f(2)=8f(2) = 8xác định.
  • limx2x3=8\lim\limits_{x \to 2} x^3 = 8.
  • • Giá trị giới hạn bằng giá trị hàm số nênf(x)f(x)liên tục tạix=2x=2.
  • 7. Lỗi thường gặp và cách tránh

  • • Chỉ tính giới hạn mà quên kiểm traf(x0)f(x_0)có xác định không.
  • • Chỉ so sánh giới hạn một phía (phải tính cả hai phía nếu là hàm từng phần).
  • • Không lưu ý điều kiện xác định của hàm số tại điểm cần xét.
  • • Không kiểm tra đủ ba điều kiện trong định nghĩa.
  • 8. Tóm tắt: Những điểm chính cần nhớ

  • • Hàm số liên tục tạix0x_0nếu: xác định tạix0x_0, giới hạn tạix0x_0tồn tại và giá trị giới hạn bằng giá trị hàm số tại đó.
  • • Để kiểm tra tính liên tục, luôn thực hiện tuần tự các bước: xác định giá trị hàm tại điểm, tính giới hạn, so sánh kết quả.
  • • Cẩn thận với các hàm từng phần, điểm không xác định, hoặc khi giới hạn hai phía khác nhau.
  • • Hiểu rõ tính liên tục không chỉ giúp làm bài tốt mà còn là nền tảng để học tốt giải tích sau này.
  • Hy vọng với bài hướng dẫn chi tiết trên, bạn đã nắm vững cách kiểm tra tính liên tục tại một điểm, biết giải thích, trình bày các bước và tránh những lỗi thường gặp để đạt điểm tối đa trong các bài kiểm tra và kỳ thi sắp tới.

    T

    Tác giả

    Tác giả bài viết tại Bạn Giỏi.

    Bài trước

    Chứng minh hai đường thẳng vuông góc – Hướng dẫn chi tiết cho học sinh lớp 11

    Nút này mở form phản hồi nơi bạn có thể báo cáo lỗi, đề xuất cải tiến, hoặc yêu cầu trợ giúp. Form sẽ tự động thu thập thông tin ngữ cảnh để giúp chúng tôi hỗ trợ bạn tốt hơn. Phím tắt: Ctrl+Shift+F. Lệnh giọng nói: "phản hồi" hoặc "feedback".