Chương 1: Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số

Bài 4. Đường tiệm cận

Tìm hiểu về đường tiệm cận đứng và tiệm cận ngang của đồ thị hàm số. Ứng dụng vào khảo sát hàm số.

🟢 Dễ 75 phút

Lý thuyết

1 1. Đường tiệm cận ngang

Định nghĩa

Đường thẳng $y = y_0$ được gọi là tiệm cận ngang của đồ thị hàm số $y = f(x)$ nếu thỏa mãn một trong các điều kiện:

  • $\lim\limits_{x \to +\infty} f(x) = y_0$
  • $\lim\limits_{x \to -\infty} f(x) = y_0$

Ý nghĩa hình học

Khi $x$ tiến ra vô cực (về phía dương hoặc âm), đồ thị hàm số tiến gần đến đường thẳng $y = y_0$ nhưng không cắt (hoặc cắt tại hữu hạn điểm).

Chú ý

  • Đồ thị hàm số có thể có 0, 1 hoặc 2 tiệm cận ngang
  • Nếu $\lim\limits_{x \to +\infty} f(x) = \lim\limits_{x \to -\infty} f(x) = y_0$ thì chỉ có 1 TCN: $y = y_0$
  • Nếu hai giới hạn khác nhau thì có 2 TCN

2 2. Đường tiệm cận đứng

Định nghĩa

Đường thẳng $x = x_0$ được gọi là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số $y = f(x)$ nếu thỏa mãn một trong các điều kiện:

  • $\lim\limits_{x \to x_0^+} f(x) = +\infty$ hoặc $-\infty$
  • $\lim\limits_{x \to x_0^-} f(x) = +\infty$ hoặc $-\infty$

Ý nghĩa hình học

Khi $x$ tiến gần đến $x_0$, đồ thị hàm số tiến ra vô cực (lên trên hoặc xuống dưới).

Cách tìm nhanh

Với hàm phân thức $y = \dfrac{P(x)}{Q(x)}$:

  • Nếu $Q(x_0) = 0$ và $P(x_0) \neq 0$ thì $x = x_0$ là tiệm cận đứng
  • Rút gọn phân thức trước khi tìm TCĐ

3 3. Quy trình tìm tiệm cận

Tìm tiệm cận ngang

  1. Tính $\lim\limits_{x \to +\infty} f(x)$
  2. Tính $\lim\limits_{x \to -\infty} f(x)$
  3. Nếu giới hạn bằng một số $y_0$ thì $y = y_0$ là TCN

Tìm tiệm cận đứng

  1. Tìm các điểm $x_0$ mà $f(x)$ không xác định
  2. Tính $\lim\limits_{x \to x_0^+} f(x)$ và $\lim\limits_{x \to x_0^-} f(x)$
  3. Nếu một trong hai giới hạn bằng $\pm \infty$ thì $x = x_0$ là TCĐ

4 4. Các dạng hàm số thường gặp

Hàm phân thức hữu tỉ: $y = \dfrac{ax + b}{cx + d}$ $(c \neq 0, ad \neq bc)$

  • TCĐ: $x = -\dfrac{d}{c}$ (nghiệm của mẫu)
  • TCN: $y = \dfrac{a}{c}$ (tỉ số hệ số bậc cao nhất)

Hàm bậc nhất trên bậc hai: $y = \dfrac{ax + b}{cx^2 + dx + e}$

  • TCĐ: Nghiệm của $cx^2 + dx + e = 0$ (nếu tử $\neq 0$ tại nghiệm đó)
  • TCN: $y = 0$ (vì bậc tử < bậc mẫu)

Hàm bậc hai trên bậc nhất: $y = \dfrac{ax^2 + bx + c}{dx + e}$

  • TCĐ: $x = -\dfrac{e}{d}$
  • TCN: Không có (vì bậc tử > bậc mẫu)
  • tiệm cận xiên $y = mx + n$ (nâng cao)

Các dạng bài tập

1 Dạng 1: Tìm tiệm cận của hàm phân thức

Phương pháp giải

Phương pháp giải

Hàm $y = \dfrac{ax + b}{cx + d}$:

  • TCĐ: $x = -\dfrac{d}{c}$
  • TCN: $y = \dfrac{a}{c}$

Hàm tổng quát:

  1. Rút gọn phân thức (nếu có)
  2. Tìm nghiệm mẫu → TCĐ
  3. Tính giới hạn vô cực → TCN

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ 1: Tìm tiệm cận của đồ thị hàm số $y = \dfrac{2x + 1}{x - 3}$
GIẢI

Giải:

Tiệm cận đứng:

Mẫu bằng 0: $x - 3 = 0 \Leftrightarrow x = 3$

Kiểm tra: Tử số tại $x = 3$: $2(3) + 1 = 7 \neq 0$

Vậy $x = 3$ là tiệm cận đứng

Tiệm cận ngang:

$\lim\limits_{x \to \pm\infty} \dfrac{2x + 1}{x - 3} = \lim\limits_{x \to \pm\infty} \dfrac{2 + \frac{1}{x}}{1 - \frac{3}{x}} = 2$

Vậy $y = 2$ là tiệm cận ngang

VÍ DỤ 2
Ví dụ 2: Tìm tiệm cận của $y = \dfrac{x^2 - 4}{x + 2}$
GIẢI

Giải:

Rút gọn:

$y = \dfrac{(x-2)(x+2)}{x+2} = x - 2$ với $x \neq -2$

Hàm số này là hàm bậc nhất (trừ điểm $x = -2$)

Kết luận:

  • Không có tiệm cận đứng (vì đã rút gọn)
  • Không có tiệm cận ngang (vì là hàm bậc nhất)

Lưu ý: Đồ thị là đường thẳng $y = x - 2$ bị "thủng" tại điểm $(-2, -4)$

2 Dạng 2: Đếm số tiệm cận

Phương pháp giải

Phương pháp giải

  1. Tìm tất cả TCĐ (đếm số nghiệm của mẫu thỏa mãn)
  2. Tìm TCN (tính 2 giới hạn vô cực, nếu bằng nhau → 1 TCN, khác nhau → 2 TCN)
  3. Tổng số tiệm cận = số TCĐ + số TCN

Ví dụ minh họa

VÍ DỤ 1
Ví dụ: Đồ thị hàm số $y = \dfrac{x + 1}{x^2 - 4}$ có bao nhiêu tiệm cận?
GIẢI

Giải:

Tiệm cận đứng:

$x^2 - 4 = 0 \Leftrightarrow x = \pm 2$

Tử số tại $x = 2$: $2 + 1 = 3 \neq 0$ → $x = 2$ là TCĐ

Tử số tại $x = -2$: $-2 + 1 = -1 \neq 0$ → $x = -2$ là TCĐ

Vậy có 2 tiệm cận đứng

Tiệm cận ngang:

$\lim\limits_{x \to \pm\infty} \dfrac{x + 1}{x^2 - 4} = 0$ (vì bậc tử < bậc mẫu)

Vậy có 1 tiệm cận ngang $y = 0$

Kết luận: Tổng cộng có 3 tiệm cận

Sẵn sàng thử thách bản thân?

Hoàn thành 10 câu hỏi để củng cố kiến thức và kiểm tra mức độ hiểu bài

Làm bài tập ngay

Bài học trong chương: Chương 1: Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị hàm số