🛠️ Công cụ

Bài 3: Đường tiệm cận của đồ thị hàm số

Lý thuyết tiệm cận đứng, tiệm cận ngang và tiệm cận xiên cùng các dạng bài tập thực hành — Toán 12 Kết nối tri thức.

📖 Lý thuyết ✍️ Dạng toán & bài tập 🎯 Trắc nghiệm

I. Lý thuyết

1. Đường tiệm cận ngang

Đường thẳng y=y0y = y_0 được gọi là đường tiệm cận ngang của đồ thị hàm số y=f(x)y = f(x) nếu: limx+f(x)=y0hoặclimxf(x)=y0\lim_{x \to +\infty} f(x) = y_0 \quad \text{hoặc} \quad \lim_{x \to -\infty} f(x) = y_0

2. Đường tiệm cận đứng

Đường thẳng x=x0x = x_0 được gọi là đường tiệm cận đứng của đồ thị hàm số y=f(x)y = f(x) nếu ít nhất một trong các điều kiện sau được thỏa mãn: limxx0+f(x)=+,limxx0+f(x)=,limxx0f(x)=+,limxx0f(x)=\lim_{x \to x_0^+} f(x) = +\infty, \quad \lim_{x \to x_0^+} f(x) = -\infty, \quad \lim_{x \to x_0^-} f(x) = +\infty, \quad \lim_{x \to x_0^-} f(x) = -\infty

3. Đường tiệm cận xiên

Đường thẳng y=ax+by = ax + b (a0a \ne 0) được gọi là đường tiệm cận xiên của đồ thị hàm số y=f(x)y = f(x) nếu: limx+[f(x)(ax+b)]=0hoặclimx[f(x)(ax+b)]=0\lim_{x \to +\infty} [f(x) - (ax + b)] = 0 \quad \text{hoặc} \quad \lim_{x \to -\infty} [f(x) - (ax + b)] = 0

📋 Cách tìm tiệm cận xiên
  1. Dùng giới hạn:
    • a=limxf(x)xa = \lim_{x \to \infty} \dfrac{f(x)}{x}
    • b=limx[f(x)ax]b = \lim_{x \to \infty} [f(x) - ax]
  2. Dùng phép chia đa thức: Nếu hàm số có dạng f(x)=ax+b+r(x)q(x)f(x) = ax + b + \dfrac{r(x)}{q(x)} với limxr(x)q(x)=0\lim_{x \to \infty} \dfrac{r(x)}{q(x)} = 0 thì y=ax+by = ax + b là tiệm cận xiên (thường gặp ở hàm phân thức bậc 2 trên bậc 1).

🔷 Dạng 1: Tìm tiệm cận đứng và tiệm cận ngang

📌 Phương pháp giải

Phương pháp:

  • Tiệm cận ngang: Tính giới hạn khi x±x \to \pm \infty. Đối với hàm phân thức y=ax+bcx+dy = \dfrac{ax+b}{cx+d}, tiệm cận ngang là y=a/cy = a/c.
  • Tiệm cận đứng: Tìm điểm x0x_0 làm mẫu thức bằng 0 nhưng tử thức khác 0.
🔍 Ví dụ 1 (Dễ)

Tìm các đường tiệm cận của đồ thị hàm số y=2x3x+1y = \dfrac{2x - 3}{x + 1}.

💡 Xem lời giải
  • TXĐ: D=R{1}D = \mathbb{R} \setminus \{-1\}.
  • Tiệm cận ngang: limx±2x3x+1=2y=2\lim_{x \to \pm \infty} \dfrac{2x - 3}{x + 1} = 2 \Rightarrow y = 2.
  • Tiệm cận đứng: limx1+2x3x+1=x=1\lim_{x \to -1^+} \dfrac{2x - 3}{x + 1} = -\infty \Rightarrow x = -1.
🔍 Ví dụ 2 (Dễ)

Xác định tiệm cận của y=1x2x+4y = \dfrac{1 - x}{2x + 4}.

💡 Xem lời giải
  • Mẫu số 2x+4=0x=22x + 4 = 0 \Leftrightarrow x = -2. Vì tử số tại -2 là 3 khác 0 nên x=2x = -2 là tiệm cận đứng.
  • Bậc tử bằng bậc mẫu, tỉ số hệ số xx1/2y=1/2-1/2 \Rightarrow y = -1/2 là tiệm cận ngang.
🔍 Ví dụ 3 (Trung bình)

Tìm tiệm cận của đồ thị hàm số y=x21x1y = \dfrac{x^2 - 1}{x - 1}.

💡 Xem lời giải

Rút gọn: y=(x1)(x+1)x1=x+1y = \dfrac{(x-1)(x+1)}{x-1} = x + 1 (với x1x \ne 1). limx1y=2\lim_{x \to 1} y = 2 (hữu hạn) \Rightarrow Không có tiệm cận đứng. Hàm số đa thức y=x+1y = x+1 không có tiệm cận ngang.

🔍 Ví dụ 4 (Trung bình)

Tìm số đường tiệm cận của y=x2+1xy = \dfrac{\sqrt{x^2 + 1}}{x}.

💡 Xem lời giải
  • Tiệm cận đứng: x=0x = 0 (mẫu = 0, tử = 1).
  • Tiệm cận ngang:
    • x+,y1y=1x \to +\infty, y \to 1 \Rightarrow y = 1.
    • x,y1y=1x \to -\infty, y \to -1 \Rightarrow y = -1. Vậy có 3 đường tiệm cận.
🔍 Ví dụ 5 (Khó)

Tìm tiệm cận đứng của y=x2x24x+4y = \dfrac{x - 2}{x^2 - 4x + 4}.

💡 Xem lời giải

y=x2(x2)2=1x2y = \dfrac{x - 2}{(x-2)^2} = \dfrac{1}{x - 2}. limx2y=x=2\lim_{x \to 2} y = \infty \Rightarrow x = 2 là tiệm cận đứng.

📝 Thực hành — Dạng 1

Tiệm cận ngang của đồ thị hàm số $y = \dfrac{x - 3}{2x + 1}$ là:
Số đường tiệm cận của đồ thị hàm số $y = \dfrac{x - 1}{x^2 - 1}$ là:
Đồ thị hàm số $y = \dfrac{2x + 1}{x - 3}$ có tâm đối xứng là giao của hai tiệm cận. Tọa độ đó là:
Đúng / SaiXét đồ thị hàm số $y = \dfrac{\sqrt{x} + 1}{x - 4}$. Các khẳng định sau đúng hay sai?
a)Tập xác định của hàm số là $[0; +infty) setminus {4}$
b)Đồ thị có tiệm cận ngang là $y = 0$
c)Đồ thị có tiệm cận đứng là $x = 4$ và $x = -4$
d)Đồ thị chỉ có duy nhất một tiệm cận đứng
Tìm tiệm cận đứng $x$ của đồ thị hàm số $y = \dfrac{x+5}{2x-6}$.

🔷 Dạng 2: Tìm đường tiệm cận xiên

📌 Phương pháp giải

Phương pháp: Dành cho hàm phân thức bậc tử lớn hơn bậc mẫu 1 đơn vị. Chia tử cho mẫu để đưa về dạng y=ax+b+RQ(x)y = ax + b + \dfrac{R}{Q(x)}. Tiệm cận xiên là y=ax+by = ax + b.

🔍 Ví dụ 1 (Dễ)

Tìm tiệm cận xiên của y=x2+x+1x1y = \dfrac{x^2 + x + 1}{x - 1}.

💡 Xem lời giải

y=x(x1)+2x+1x1=x+2(x1)+3x1=x+2+3x1y = \dfrac{x(x-1) + 2x + 1}{x-1} = x + \dfrac{2(x-1) + 3}{x-1} = x + 2 + \dfrac{3}{x-1}. Tiệm cận xiên: y=x+2y = x + 2.

🔍 Ví dụ 2 (Dễ)

Xác định tiệm cận xiên của y=2x23x+1xy = \dfrac{2x^2 - 3x + 1}{x}.

💡 Xem lời giải

y=2x2x3xx+1x=2x3+1xy = \dfrac{2x^2}{x} - \dfrac{3x}{x} + \dfrac{1}{x} = 2x - 3 + \dfrac{1}{x}. Tiệm cận xiên: y=2x3y = 2x - 3.

🔍 Ví dụ 3 (Trung bình)

Tìm tiệm cận xiên của y=x24x+2y = \dfrac{x^2 - 4}{x + 2}.

💡 Xem lời giải

y=(x2)(x+2)x+2=x2y = \dfrac{(x-2)(x+2)}{x+2} = x - 2 (với x2x \ne -2). Hàm đại số là đường thẳng, không có tiệm cận.

🔍 Ví dụ 4 (Trung bình)

Tìm tiệm cận xiên khi x+x \to +\infty của y=x2+4xy = \sqrt{x^2 + 4x}.

💡 Xem lời giải

a=limx+x2+4xx=1a = \lim_{x \to +\infty} \dfrac{\sqrt{x^2+4x}}{x} = 1. b=limx+(x2+4xx)=limx+4xx2+4x+x=2b = \lim_{x \to +\infty} (\sqrt{x^2+4x} - x) = \lim_{x \to +\infty} \dfrac{4x}{\sqrt{x^2+4x}+x} = 2. Tiệm cận xiên: y=x+2y = x + 2.

🔍 Ví dụ 5 (Khó)

Tìm tiệm cận xiên của y=x3+1x2+xy = \dfrac{x^3 + 1}{x^2 + x}.

💡 Xem lời giải

Chia đa thức: x3+1=(x2+x)(x1)+x+1x^3+1 = (x^2+x)(x-1) + x+1. y=x1+x+1x2+x=x1+1xy = x-1 + \dfrac{x+1}{x^2+x} = x-1 + \dfrac{1}{x}. Tiệm cận xiên: y=x1y = x - 1.

📝 Thực hành — Dạng 2

Đồ thị hàm số $y = \dfrac{x^2 - 2x + 3}{x - 1}$ có tiệm cận xiên là:
Tiệm cận xiên của $y = \dfrac{2x^2 + x}{x + 1}$ là đường thẳng:
Đúng / SaiXét hàm số $y = x + 1 + \dfrac{1}{x-2}$. Khẳng định nào đúng?
a)Tiệm cận đứng là $x = 2$
b)Tiệm cận ngang là $y = 1$
c)Tiệm cận xiên là $y = x + 1$
d)Tâm đối xứng là $I(2; 3)$
Tìm hệ số góc $a$ của đường tiệm cận xiên của hàm số $y = \dfrac{3x^2 - 5}{x + 4}$.

🔷 Dạng 3: Bài toán thực tế liên quan đến tiệm cận

📌 Phương pháp giải

Phương pháp: Thiết lập hàm số cho đại lượng (chi phí trung bình, nồng độ…). Đường tiệm cận ngang thường thể hiện giá trị ổn định của đại lượng đó khi thời gian hoặc số lượng tiến tới vô hạn.

🔍 Ví dụ 1 (Trung bình) — Chi phí trung bình

Chi phí sản xuất xx sản phẩm là C(x)=500+2xC(x) = 500 + 2x (triệu đồng). Chi phí trung bình cho mỗi sản phẩm là f(x)=C(x)/xf(x) = C(x)/x. Tìm tiệm cận ngang và nêu ý nghĩa.

💡 Xem lời giải

f(x)=500+2xx=2+500xf(x) = \dfrac{500 + 2x}{x} = 2 + \dfrac{500}{x}. Tiệm cận ngang là y=2y = 2. Ý nghĩa: Khi số lượng sản phẩm sản xuất rất lớn, chi phí trung bình cho mỗi sản phẩm tiến gần về 2 triệu đồng.

🔍 Ví dụ 2 (Trung bình) — Nồng độ thuốc

Nồng độ thuốc trong máu sau tt giờ là C(t)=4tt2+1C(t) = \dfrac{4t}{t^2 + 1}. Tìm tiệm cận ngang khi t+t \to +\infty.

💡 Xem lời giải

limt+4tt2+1=0\lim_{t \to +\infty} \dfrac{4t}{t^2 + 1} = 0. Tiệm cận ngang y=0y = 0. Nghĩa là sau một thời gian rất dài, thuốc sẽ bị đào thải hết khỏi máu.


📝 Bài tập tự luận — Tổng hợp

Câu 1. Tìm tất cả các đường tiệm cận của đồ thị các hàm số sau: a) y=4x1x+3y = \dfrac{4x - 1}{x + 3} b) y=x24x+3x29y = \dfrac{x^2 - 4x + 3}{x^2 - 9} c) y=x2+2x1x+2y = \dfrac{x^2 + 2x - 1}{x + 2}

Câu 2. Tìm tiệm cận xiên của hàm số y=4x2+x+1y = \sqrt{4x^2 + x + 1} khi x+x \to +\infty.

Câu 3. Cho bảng biến thiên của hàm số y=f(x)y = f(x)limxf(x)=3\lim_{x \to -\infty} f(x) = 3limx1f(x)=+\lim_{x \to 1^-} f(x) = +\infty. Xác định hai đường tiệm cận tương ứng.

Câu 4. Một công ty sản xuất máy tính bỏ túi thấy rằng chi phí để sản xuất xx chiếc máy tính là C(x)=150.000+30xC(x) = 150.000 + 30x (đơn vị: nghìn đồng). Tìm chi phí trung bình tối thiểu cho mỗi chiếc máy tính khi số lượng sản xuất tăng lên vô hạn.

Câu 5. Chứng minh rằng đồ thị hàm số y=ax+bcx+dy = \dfrac{ax+b}{cx+d} luôn có một tiệm cận đứng và một tiệm cận ngang nếu adbc0ad - bc \ne 0c0c \ne 0.

✏️ Luyện tập trắc nghiệm →
🎯

Luyện tập trắc nghiệm

Câu hỏi ngẫu nhiên từ ngân hàng đề — kiểm tra kiến thức ngay!

🚀 Làm bài trắc nghiệm →
Miễn phí · Không giới hạn lần làm
📑 Mục lục