Tìm các tiệm cận của đồ thị các hàm số sau:
a) \(y = \dfrac{3 - x}{2x + 1}\)
b) \(y = \dfrac{2x^2 + x - 1}{x + 2}\)
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Cho hai hàm phân thức, cần tìm toàn bộ tiệm cận (ngang, đứng, xiên) của mỗi đồ thị.
Kiến thức cần dùng
Ba loại tiệm cận:
- Tiệm cận ngang \(y = y_0\): khi \(\lim_{x \to +\infty} f(x) = y_0\) hoặc \(\lim_{x \to -\infty} f(x) = y_0\).
- Tiệm cận đứng \(x = x_0\): khi ít nhất một giới hạn một phía tại \(x_0\) bằng \(\pm\infty\); thường xảy ra tại điểm làm mẫu bằng 0.
- Tiệm cận xiên \(y = ax + b\) (\(a \neq 0\)): khi \(\lim_{x \to \pm\infty}[f(x) - (ax+b)] = 0\); xuất hiện khi bậc tử lớn hơn bậc mẫu đúng 1 đơn vị — thực hiện bằng cách chia đa thức.
Phương pháp giải
Với câu a), bậc tử bằng bậc mẫu nên có tiệm cận ngang — tính giới hạn khi \(x \to \pm\infty\) bằng cách chia tử và mẫu cho \(x\); tìm tiệm cận đứng tại điểm làm mẫu triệt tiêu. Với câu b), bậc tử lớn hơn bậc mẫu 1 bậc nên không có tiệm cận ngang — chia đa thức để tách phần nguyên, từ đó xác định tiệm cận xiên; đồng thời tìm tiệm cận đứng tại điểm làm mẫu bằng 0.
Ứng dụng thực tế
Khi một chiếc xe tăng tốc mãi nhưng không bao giờ vượt qua tốc độ giới hạn 120 km/h, ta nói tốc độ đó là "tiệm cận ngang" của hành trình — đồ thị vận tốc tiến gần đường thẳng \(y = 120\) nhưng không chạm vào. Em có thể nghĩ ra tình huống nào tương tự trong đời sống không?
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Với câu a), xem bậc tử và bậc mẫu bằng nhau — chia cả tử và mẫu cho \(x\) rồi tính giới hạn khi \(x \to \pm\infty\). Tìm giá trị \(x\) làm mẫu \(2x+1 = 0\) để kiểm tra tiệm cận đứng.
Gợi ý 2:
Với câu b), bậc tử là 2, bậc mẫu là 1 — hiệu bằng 1, nên cần tìm tiệm cận xiên. Thực hiện phép chia đa thức \(2x^2 + x - 1\) cho \(x + 2\) để đưa hàm số về dạng \(ax + b + \dfrac{r}{x+2}\).
Gợi ý 3:
Sau khi chia xong, tiệm cận xiên chính là \(y = ax + b\) (phần nguyên). Kiểm tra bằng cách tính \(\lim_{x \to \pm\infty}\left[f(x) - (ax+b)\right]\); nếu kết quả bằng 0 thì kết luận đúng.