PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN
Ts. Xuân Trường
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 1 / 55
Các nội dung chính
1Giới hạn hàm số
2Hàm số liên tục
3Đạo hàm
4Vi phân
5Khai triển Taylor-Maclaurin
6Qui tắc L’Hospital
7Bài toán tối ưu ứng dụng
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 2 / 55
PHẦN 1
GIỚI HẠN HÀM SỐ
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 3 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.1. Một số giới hạn bản
limx+xα=
+,khi α>0
1,khi α=0
0,khi α<0
limxaC=C(C hằng số)
limx0sinx
x=1
limx0ax1
x=lna,limx0ln(x+1)
x=1
limx→±!1+1
xx=limx0(1+x)1/x=e
limx0(1+x)α1
x=α
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 4 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.2. Điều kiện tồn tại giới hạn
tồn tại lim
xaf(x)
limxa+f(x), limxaf(x)hữu hạn
limxa+f(x)=limxaf(x)
dụ: Xét sự tồn tại của giới hạn sau
lim
x1|x1|
x1
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 5 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.3. Một số tính chất của giới hạn
Nếu f hàm số cấp, xác định tại athì limxaf(x)=f(a).
dụ: limx2!x32x2+4=232.22+4=4
Tính chất kẹp:
g(x)f(x)h(x)
limxag(x)=limxah(x)=Alim
xaf(x)=A
dụ:Tính giới hạn limx0xsin 1
x
|x|xsin 1
x|x|
limx0(|x|)=limx0|x|=0lim
x0xsin 1
x=0
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 6 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.3. Một số tính chất của giới hạn
Giả sử limxaf(x) limxag(x)tồn tại hữu hạn. Khi đó ta
(i)limxa[f(x)±g(x)] =limxaf(x)±limxag(x)
(ii)limxa[f(x).g(x)] =limxaf(x).limxag(x)
(iii)limxaf(x)
g(x)=limxaf(x)
limxag(x)(nếu limxag(x)6=0)
(iv)limxa[f(x)]g(x)=[limxaf(x)]limxag(x)
(limxaf(x)>0)
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 7 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.3. Một số tính chất của giới hạn
Khi xét giới hạn của tổng, hiệu, tích thương các hàm số ta cũng
lưu ý một số điểm như sau
+một số hữu hạn=,×một số dương=
×một số âm=,một số hữu hạn/=0
/một số hữu hạn=
Chú thích: Cách viết trên đây hình thức. Chẳng hạn
+một số hữu hạn=,
được hiểu nếu lim f(x)= limg(x)6=thì
lim [f(x)+g(x)] =.
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 8 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.4. Dạng định
Các dạng định
0
0,
,0.,,1
,00
,0
Khử dạng định
dụ:Tính các giới hạn sau
A=lim
x0
1cosx
x2 B=lim
x1
3+x2
x1
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 9 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.5. Vô cùng bé
Định nghĩa: Nếu limxaα(x)=0 thì ta nói α(x) một cùng bé
(vcb) khi xdần đến a.
dụ: sin x,ln (1+x),(1+x)α1 các vcb khi x0.
Lưu ý: Tổng, hiệu tích các vcb cũng một vcb
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 10 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.5. Vô cùng bé
So sánh các vcb: Giả sử α(x),β(x) các vcb khi xa
K=lim
xa
α(x)
β(x)
-K=0: α(x) vcb bậc cao hơn β(x). hiệu α(x)=0(β(x))
-K6=0,:α(x) β(x)cùng bậc. hiệu α(x)=O(β(x))
-K=1: α(x) β(x)tương đương. hiệu α(x)β(x)
dụ: So sánh hai vcb sau khi x0
α(x)=p4+x22 β(x)=sinx
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 11 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.5. Vô cùng bé
Một số cặp vcb tương đương: khi x0 ta
sinxxtanxxarcsin xx
arctan xx1cos x1
2x2ex1x
ln (1+x)x(1+x)α1αx
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 12 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.5. Vô cùng bé
Khử dạng định 0
0:
-Nếu α(x) β(x) các vcb (khi xa) αα1,ββ1thì
lim
xa
α(x)
β(x)=lim
xa
α1(x)
β1(x).
dụ 1: Tính giới hạn
lim
x0
5
1+x31
ln (1+2x3)
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 13 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.5. Vô cùng bé
Khử dạng định 0
0:
dụ 2: Tính giới hạn
lim
x0!e2x1sinx
x3+1cosx
-Hai nguyên tắc khi thay vcb tương đương
αα ββα.βα.β
α1=0(α2)α1+α2α2
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 14 / 55
1. Giới hạn hàm số
1.6. Bài tập Tính các giới hạn sau đây
A=limx0(ex1).sin2x
x3+tan4x
B=limx0!cotx1
sinx
C=limx1ln(cos(x1))
3
x22x+21
D=limx0(cosx)1
x
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 15 / 55
PHẦN 2
HÀM SỐ LIÊN TỤC
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 16 / 55
2. Hàm số liên tục
2.1. Định nghĩa
Hàm số y=f(x)liên tục tại anếu fxác định tại a
lim
xaf(x)=lim
xa+f(x)=f(a)
Liên tục một bên
liên tục n trái: limxaf(x)=f(a)
liên tục n phải: limxa+f(x)=f(a)
Liên tục trên đoạn [a,b]
-Liên tục tại mọi điểm c(a,b)
-Liên tục bên phải tại a bên trái tại b
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 17 / 55
2. Hàm số liên tục
2.2. dụ:
Tìm mđể hàm số y=f(x)=
3
1+xcosx
x,x6=0,
m,x=0.
liên tục tại 0.
Cho hàm số
f(x)=
ex+11
x+1,x<1,
ax +b,1x<1,
x22,x1.
Tìm a,bđể hàm số liên tục trên R.
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 18 / 55
2. Hàm số liên tục
2.3. Một số tính chất
Mọi hàm số cấp xác định tại asẽ liên tục tại a.
Tổng, hiệu, tích thương các hàm số liên tục một hàm liên tục.
Hợp hai hàm số liên tục một hàm số liên tục.
Nếu hàm số fliên tục trên [a,b]thì ta
(i)x1,x2[a,b]:
f(x1)=m=minx[a,b]f(x)
f(x2)=M=maxx[a,b]f(x)
(ii)c[m,M],xc[a,b]:f(xc)=c
(iii)f(a)f(b)<0 x0(a,b):f(x0)=0
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 19 / 55
PHẦN 3
ĐẠO HÀM
Ts. Xuân Trường () PHÉP TÍNH VI PHÂN HÀM MỘT BIẾN 20 / 55