Cho hàm số \(f\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{3 - \sqrt {9 - x} }}{x}\,\,\,khi\,\,0 < x < 9\\m\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,khi\,\,x = 0\\\dfrac{3}{x}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,khi\,\,x \ge 9\end{array} \right.\). Tìm \(m\) để \(f\left( x \right)\) liên tục trên \(\left[ {0; + \infty } \right)\).
Trả lời bởi giáo viên
Hàm số liên tục trên \(\left( {0;9} \right) \cup \left( {9; + \infty } \right)\), ta cần xét tính liên tục của hàm số tại $x = 0$ và $x = 9.$
$\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \dfrac{{3 - \sqrt {9 - x} }}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \dfrac{{9 - \left( {9 - x} \right)}}{{x\left( {3 + \sqrt {9 - x} } \right)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} \dfrac{1}{{3 + \sqrt {9 - x} }} = \dfrac{1}{6}$
Mà $f\left( 0 \right) = m$ $\Rightarrow $ để hàm số liên tục tại $x = 0$ thì \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {0^ + }} f\left( x \right) = f\left( 0 \right) \Leftrightarrow \dfrac{1}{6} = m\).
$\left. \begin{array}{l}\mathop {\lim }\limits_{x \to {9^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {9^ + }} \dfrac{3}{x} = \dfrac{1}{3}\\\mathop {\lim }\limits_{x \to {9^ - }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {9^ - }} \dfrac{{3 - \sqrt {9 - x} }}{x} = \dfrac{{3 - 0}}{9} = \dfrac{1}{3}\\f\left( 9 \right) = \dfrac{3}{9} = \dfrac{1}{3}\end{array} \right\} $
$ \Rightarrow \mathop {\lim }\limits_{x \to {9^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {9^ - }} f\left( x \right) = f\left( 9 \right) $ $\Rightarrow $ hàm số liên tục tại $x = 9.$
Vậy với \(m = \dfrac{1}{6}\) thì hàm số liên tục trên \(\left[ {0; + \infty } \right)\)
Hướng dẫn giải:
Sử dụng lý thuyết:
- Hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục tại điểm \(x = {x_0}\) khi và chỉ khi \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {x_0}} f\left( x \right) = f\left( {{x_0}} \right)\)
- Hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục trên nửa khoảng \(\left[ {a; + \infty } \right)\) nếu nó liên tục trên \(\left( {a; + \infty } \right)\) và \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {a^ + }} f\left( x \right) = f\left( a \right)\).
Do đó ta chỉ cần xét tính liên tục của hàm số tại $x = 0$ và $x = 9.$