Giải Toán 11 trang 124 Tập 1 Kết nối tri thức

Với Giải Toán 11 trang 124 Tập 1 trong Bài tập cuối Chương 5 Toán 11 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 11 dễ dàng làm bài tập Toán 11 trang 124.

Giải Toán 11 trang 124 Tập 1 Kết nối tri thức

Bài 5.25 trang 124 Toán 11 Tập 1: Cho dãy số (u_n) có tính chất . Có kết luận gì về giới hạn của dãy số này?

Lời giải:

Vì

Do đó, $\underset{n\to +\infty }{\lim }\left(u_n-1\right)=0$. Từ đó suy ra $\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n=1$.

Bài 5.26 trang 124 Toán 11 Tập 1: Tìm giới hạn của các dãy số có số hạng tổng quát cho bởi công thức sau:

a) $u_n=\frac{n^2}{3n^2+7n-2}$;

b) $v_n=\sum _{k=0}^n\frac{3^k+5^k}{6^k}$;

c) ${\text{w}}_n=\frac{\sin n}{4n}$.

Lời giải:

a) $u_n=\frac{n^2}{3n^2+7n-2}$

Ta có: $\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n=\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{n^2}{3n^2+7n-2}$$=\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{n^2}{n^2\left(3+\frac{7}{n}-\frac{2}{n^2}\right)}$$=\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{1}{3+\frac{7}{n}-\frac{2}{n^2}}=\frac{1}{3}$

b) $v_n=\sum _{k=0}^n\frac{3^k+5^k}{6^k}$$=\frac{3^0+5^0}{6^0}+\frac{3^1+5^1}{6^1}+\frac{3^2+5^2}{6^2}+\mathrm{...}+\frac{3^n+5^n}{6^n}$

$=\left(\frac{3^0}{6^0}+\frac{5^0}{6^0}\right)+\left(\frac{3^1}{6^1}+\frac{5^1}{6^1}\right)+\left(\frac{3^2}{6^2}+\frac{5^2}{6^2}\right)+\mathrm{...}+\left(\frac{3^n}{6^n}+\frac{5^n}{6^n}\right)$

$=\left({\left(\frac{1}{2}\right)}^0+{\left(\frac{5}{6}\right)}^0\right)+\left({\left(\frac{1}{2}\right)}^1+{\left(\frac{5}{6}\right)}^1\right)+\left({\left(\frac{1}{2}\right)}^2+{\left(\frac{5}{6}\right)}^2\right)+\mathrm{...}+\left({\left(\frac{1}{2}\right)}^n+{\left(\frac{5}{6}\right)}^n\right)$

Vì ${\left(\frac{1}{2}\right)}^1+{\left(\frac{1}{2}\right)}^2+\mathrm{...}+{\left(\frac{1}{2}\right)}^n$ là tổng n số hạng đầu của cấp số nhân với số hạng đầu là ${\left(\frac{1}{2}\right)}^1=\frac{1}{2}$ và công bội là $\frac{1}{2}$ nên

${\left(\frac{1}{2}\right)}^0+{\left(\frac{1}{2}\right)}^1+{\left(\frac{1}{2}\right)}^2+\mathrm{...}+{\left(\frac{1}{2}\right)}^n={\left(\frac{1}{2}\right)}^0+\frac{\frac{1}{2}\left(1-{\left(\frac{1}{2}\right)}^n\right)}{1-\frac{1}{2}}$$=1+\left(1-{\left(\frac{1}{2}\right)}^n\right)=2-{\left(\frac{1}{2}\right)}^n$.

Tương tự, ta tính được:

${\left(\frac{5}{6}\right)}^0+{\left(\frac{5}{6}\right)}^1+{\left(\frac{5}{6}\right)}^2+\mathrm{...}+{\left(\frac{5}{6}\right)}^n={\left(\frac{5}{6}\right)}^0+\frac{\frac{5}{6}\left(1-{\left(\frac{5}{6}\right)}^n\right)}{1-\frac{5}{6}}$$=1+5\left(1-{\left(\frac{5}{6}\right)}^n\right)=6-5\cdot {\left(\frac{5}{6}\right)}^n$.

Do đó,

Vậy

c) ${\text{w}}_n=\frac{\sin n}{4n}$

Ta có:

Do đó, $\underset{n\to +\infty }{\lim }{\text{w}}_n=\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{\sin n}{4n}=0$.

Bài 5.27 trang 124 Toán 11 Tập 1: Viết các số thập phân vô hạn tuần hoàn sau đây dưới dạng phân số.

a) 1,(01);

b) 5,(132).

Lời giải:

a) Ta có: 1,(01) = 1,010101... = 1 + 0,01 + 0,0001 + 0,000001 + ...

= 10⁰ + 10^-2 + 10^-4 + 10^-6 + ...

Đây là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u₁ = 10⁰ = 1 và q = 10^-2 nên

1,(01) = $\frac{u_1}{1-q}=\frac{1}{1-{10}^{-2}}=\frac{100}{99}$.

b) Ta có: 5,(132) = 5,132132132... = 5 + 0,132 + 0,000132 + 0,000000132 + ...

= 5 + 0,132 + 0,132 . 10^-3 + 0,132 . 10^-6 + ...

Vì 0,132 + 0,132 . 10^-3 + 0,132 . 10^-6 + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u₁ = 0,132 và q = 10^-3 nên

0,132 + 0,132 . 10^-3 + 0,132 . 10^-6 + ... = $\frac{u_1}{1-q}=\frac{0,132}{1-{10}^{-3}}=\frac{44}{333}$.

Do đó 5,(132) = 5 + $\frac{44}{333}$ = $\frac{1709}{333}$.

Bài 5.28 trang 124 Toán 11 Tập 1: Tính các giới hạn sau:

a) $\underset{x\to 7}{\lim }\frac{\sqrt{x+2}-3}{x-7}$;

b) $\underset{x\to 1}{\lim }\frac{x^3-1}{x^2-1}$;

c) $\underset{x\to 1}{\lim }\frac{2-x}{{\left(1-x\right)}^2}$;

d) $\underset{x\to -\infty }{\lim }\frac{x+2}{\sqrt{4x^2+1}}$.

Lời giải:

a) $\underset{x\to 7}{\lim }\frac{\sqrt{x+2}-3}{x-7}$$=\underset{x\to 7}{\lim }\frac{{\left(\sqrt{x+2}\right)}^2-3^2}{\left(x-7\right)\left(\sqrt{x+2}+3\right)}$

$=\underset{x\to 7}{\lim }\frac{x-7}{\left(x-7\right)\left(\sqrt{x+2}+3\right)}$$=\underset{x\to 7}{\lim }\frac{1}{\sqrt{x+2}+3}$$=\frac{1}{\sqrt{7+2}+3}=\frac{1}{6}$.

b) $\underset{x\to 1}{\lim }\frac{x^3-1}{x^2-1}$$=\underset{x\to 1}{\lim }\frac{\left(x-1\right)\left(x^2+x+1\right)}{\left(x-1\right)\left(x+1\right)}$$=\underset{x\to 1}{\lim }\frac{x^2+x+1}{x+1}=\frac{1^2+1+1}{1+1}=\frac{3}{2}$.

c) $\underset{x\to 1}{\lim }\frac{2-x}{{\left(1-x\right)}^2}$

Ta có: $\underset{x\to 1}{\lim }\left(2-x\right)=2-1=1>0$;

$\underset{x\to 1}{\lim }{\left(1-x\right)}^2=0$ và (1 – x)² > 0 với mọi x ≠ 1.

Do vậy, $\underset{x\to 1}{\lim }\frac{2-x}{{\left(1-x\right)}^2}=+\infty$.

d) $\underset{x\to -\infty }{\lim }\frac{x+2}{\sqrt{4x^2+1}}$$=\underset{x\to -\infty }{\lim }\frac{x+2}{\sqrt{x^2\left(4+\frac{1}{x^2}\right)}}$

$=\underset{x\to -\infty }{\lim }\frac{x\left(1+\frac{2}{x}\right)}{-x\sqrt{4+\frac{1}{x^2}}}$$=\underset{x\to -\infty }{\lim }\frac{-\left(1+\frac{2}{x}\right)}{\sqrt{4+\frac{1}{x^2}}}$$=-\frac{1}{2}$.

Bài 5.29 trang 124 Toán 11 Tập 1: Tính các giới hạn một bên:

a)

b) $\underset{x\to 1^{-}}{\lim }\frac{x}{\sqrt{1-x}}$.

Lời giải:

a)

Với mọi x > 3, ta có x – 3 > 0 nên |x – 3| = x – 3.

Do đó,

b) $\underset{x\to 1^{-}}{\lim }\frac{x}{\sqrt{1-x}}$

Ta có: $\underset{x\to 1^{-}}{\lim }x=1>0$; $\underset{x\to 1^{-}}{\lim }\sqrt{1-x}=0$

Và với mọi x < 1, ta có 1 – x > 0, suy ra $\sqrt{1-x}>0$.

Vậy $\underset{x\to 1^{-}}{\lim }\frac{x}{\sqrt{1-x}}=+\infty$.

Bài 5.30 trang 124 Toán 11 Tập 1: Chứng minh rằng giới hạn không tồn tại.

Lời giải:

+) Với x > 0, ta có: |x| = x.

Khi đó, (1)

+) Với x < 0, ta có: |x| = – x.

Khi đó, (2)

Từ (1) và (2) suy ra nên không tồn tại giới hạn

Bài 5.31 trang 124 Toán 11 Tập 1: Giải thích tại sao các hàm số sau đây gián đoạn tại điểm đã cho.

Lời giải:

a) Với x ≠ 0, thì $f\left(x\right)=\frac{1}{x}$, ta có: $\underset{x\to 0^{-}}{\lim }\frac{1}{x}=-\infty$ và $\underset{x\to 0^{+}}{\lim }\frac{1}{x}=+\infty$.

Suy ra $\underset{x\to 0^{-}}{\lim }\frac{1}{x}\ne \underset{x\to 0^{+}}{\lim }\frac{1}{x}$ nên không tồn tại $\underset{x\to 0}{\lim }\frac{1}{x}$.

Vậy hàm số đã cho gián đoạn tại x = 0.

b) Ta có: $\underset{x\to 1^{+}}{\lim }g\left(x\right)$ = $\underset{x\to 1^{+}}{\lim }\left(2-x\right)$ = 2 - 1 = 1;

$\underset{x\to 1^{-}}{\lim }g\left(x\right)$ = $\underset{x\to 1^{-}}{\lim }\left(1+x\right)$ = 1 + 1 = 2.

Suy ra $\underset{x\to 1^{+}}{\lim }g\left(x\right)\ne \underset{x\to 1^{-}}{\lim }g\left(x\right)$ nên không tồn tại $\underset{x\to 1}{\lim }g\left(x\right)$.

Vậy hàm số đã cho gian đoạn tại x = 1.

Bài 5.32 trang 124 Toán 11 Tập 1: Lực hấp dẫn tác dụng lên một đơn vị khối lượng ở khoảng cách r tính từ tâm Trái Đất là

trong đó M và R lần lượt là khối lượng và bán kính của Trái Đất, G là hằng số hấp dẫn. Xét tính liên tục của hàm số F(r).

Lời giải:

Vì M và R lần lượt là khối lượng và bán kính của Trái Đất, G là hằng số hấp dẫn, do đó M, R, G đều khác 0, r là khoảng cách nên r > 0.

Ta có: Tập xác định của hàm số F(r) là (0; +∞).

+) Với r < R thì F(r) = $\frac{GMr}{R^3}$ hay F(r) = $\frac{GM}{R^3}.r$ là hàm đa thức nên nó liên tục trên (0; R).

+) Với r > R thì F(r) = $\frac{GM}{r^2}$ là hàm phân thức nên nó liên tục trên (R; +∞).

+) Tại r = R, ta có F(R) = $\frac{GM}{R^2}$.

$\underset{r\to R^{+}}{\lim }F\left(r\right)=\underset{r\to R^{+}}{\lim }\frac{GM}{r^2}=\frac{GM}{R^2}$; $\underset{r\to R^{-}}{\lim }f\left(R\right)=\underset{r\to R^{-}}{\lim }\frac{GMr}{R^3}=\frac{GMR}{R^3}=\frac{GM}{R^2}$.

Do đó, $\underset{r\to R^{+}}{\lim }F\left(r\right)=\underset{r\to R^{-}}{\lim }F\left(r\right)=\frac{GM}{R^2}$ nên $\underset{r\to R}{\lim }F\left(r\right)=\frac{GM}{R^2}=F\left(R\right)$.

Suy ra hàm số F(r) liên tục tại r = R.

Vậy hàm số F(r) liên tục trên (0; +∞).

Bài 5.33 trang 124 Toán 11 Tập 1: Tìm tập xác định của các hàm số sau và giải thích tại sao các hàm này liên tục trên các khoảng xác định của chúng.

a) $f\left(x\right)=\frac{\cos x}{x^2+5x+6}$;

b) $g\left(x\right)=\frac{x-2}{\sin x}$.

Lời giải:

a) Biểu thức có nghĩa khi x² + 5x + 6 ≠ 0 ⇔ (x + 2)(x + 3) ≠ 0

Do đó, tập xác định của hàm số f(x) là ℝ \ {– 3; – 2} = (–∞; – 3) ∪ (– 3; – 2) ∪ (– 2; +∞).

Suy ra hàm số f(x) xác định trên các khoảng (–∞; – 3), (– 3; – 2) và (– 2; +∞). Trên các khoảng này, tử thức (hàm lượng giác) và mẫu thức (hàm đa thức) là các hàm số liên tục. Vậy hàm số $f\left(x\right)=\frac{\cos x}{x^2+5x+6}$ liên tục trên các khoảng xác định của chúng.

b) Biểu thức $\frac{x-2}{\sin x}$ có nghĩa khi sin x ≠ 0 ⇔ x ≠ kπ, k ∈ ℤ.

Do đó, tập xác định của hàm số g(x) là ℝ \ {kπ | k ∈ ℤ}. Hay hàm số g(x) xác định trên các khoảng (kπ; (k + 1)π) với k ∈ ℤ.

Trên các khoảng xác định của hàm số g(x), tử thức x – 2 (hàm đa thức) và mẫu thức sin x (hàm lượng giác) là các hàm số liên tục.

Vậy hàm số $g\left(x\right)=\frac{x-2}{\sin x}$ liên tục trên các khoảng xác định của chúng.

Bài 5.34 trang 124 Toán 11 Tập 1: Tìm các giá trị của a để hàm số liên tục trên ℝ.

Lời giải:

Ta có: Tập xác định của hàm số f(x) là ℝ.

+) Với x < a thì f(x) = x + 1 là hàm đa thức nên nó liên tục trên (–∞; a).

+) Với x > a thì f(x) = x² là hàm đa thức nên nó liên tục trên (a; +∞).

+) Tại x = a, ta có f(a) = a + 1.

$\underset{x\to a^{-}}{\lim }f\left(x\right)=\underset{x\to a^{-}}{\lim }\left(x+1\right)=a+1$; $\underset{x\to a^{+}}{\lim }f\left(x\right)=\underset{x\to a^{+}}{\lim }{x}^2=a^2$.

Để hàm số f(x) đã cho liên tục trên ℝ thì f(x) phải liên tục tại x = a, điều này xảy ra khi và chỉ khi $\underset{x\to a^{+}}{\lim }f\left(x\right)=\underset{x\to a^{-}}{\lim }f\left(x\right)=f\left(a\right)$⇔ a + 1 = a² ⇔ a² – a – 1 = 0

Suy ra $a=\frac{1-\sqrt{5}}{2}$ hoặc $a=\frac{1+\sqrt{5}}{2}$.

Vậy thì thỏa mãn yêu cầu bài toán.

Lời giải bài tập Toán 11 Bài tập cuối Chương 5 hay khác:

• Giải Toán 11 trang 123

Xem thêm lời giải bài tập Toán lớp 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Toán 11 Bài 15: Giới hạn của dãy số

• Toán 11 Bài 16: Giới hạn của hàm số

• Toán 11 Bài 17: Hàm số liên tục

• Toán 11 Một vài áp dụng của toán học trong tài chính

• Toán 11 Lực căng mặt ngoài của nước

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 11 hay khác:

• Giải sgk Toán 11 Kết nối tri thức
• Giải Chuyên đề học tập Toán 11 Kết nối tri thức
• Giải SBT Toán 11 Kết nối tri thức
• Giải lớp 11 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 11 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 11 Cánh diều (các môn học)

---