Giải bài 9 trang 32 sách bài tập toán 12 - Chân trời sáng tạo

Đề bài

Cho hàm số \(y = \frac{{{x^2} + 2{\rm{x}} - 2}}{{{\rm{x}} - 1}}\)

a) Tìm toạ độ giao điểm \(I\) của hai đường tiệm cận của đồ thị hàm số.

b) Với \(t\) tuỳ ý \(\left( {t \ne 0} \right)\), gọi \(M\) và \(M'\) lần lượt là hai điểm trên đồ thị hàm số có hoành độ lần lượt là \({x_M} = {x_I} - t\) và \({x_{M'}} = {x_I} + t\). So sánh các tung độ \({y_M}\) và \({y_{M'}}\).

Từ đó, suy ra rằng hai điểm \(M\) và \(M'\) đối xứng với nhau qua \(I\).

Lời giải chi tiết

a) Tập xác định: \(D = \mathbb{R}\backslash \left\{ 1 \right\}\).

Ta có:

• \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ - }} \left( {\frac{{{x^2} + 2{\rm{x}} - 2}}{{{\rm{x}} - 1}}} \right) =  - \infty ;\mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} f\left( x \right) = \mathop {\lim }\limits_{x \to {1^ + }} \left( {\frac{{{x^2} + 2{\rm{x}} - 2}}{{{\rm{x}} - 1}}} \right) =  + \infty \)

Vậy \({\rm{x}} = 1\) là tiệm cận đứng của đồ thị hàm số đã cho.

• \(a = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{f\left( x \right)}}{x} = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{{x^2} + 2{\rm{x}} - 2}}{{{\rm{x}}\left( {{\rm{x}} - 1} \right)}} = 1\) và

\(b = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left[ {f\left( x \right) - x} \right] = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \left[ {\frac{{{x^2} + 2{\rm{x}} - 2}}{{{\rm{x}} - 1}} - x} \right] = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{{3{\rm{x}} - 2}}{{x - 1}} = 3\)

Vậy đường thẳng \(y = x + 3\) là tiệm cận xiên của đồ thị hàm số đã cho.

Vậy \(I\left( {1;4} \right)\) là giao điểm của hai đường tiệm cận của đồ thị hàm số.

b) Ta có: \({x_M} = {x_I} - t = 1 - t \Rightarrow {y_M} = \frac{{x_M^2 + 2{{\rm{x}}_M} - 2}}{{{{\rm{x}}_M} - 1}} = \frac{{{{\left( {1 - t} \right)}^2} + 2\left( {1 - t} \right) - 2}}{{\left( {1 - t} \right) - 1}} = \frac{{ - {t^2} + 4t - 1}}{t}\)

\({x_{M'}} = {x_I} + t = 1 + t \Rightarrow {y_{M'}} = \frac{{x_{M'}^2 + 2{{\rm{x}}_{M'}} - 2}}{{{{\rm{x}}_{M'}} - 1}} = \frac{{{{\left( {1 + t} \right)}^2} + 2\left( {1 + t} \right) - 2}}{{\left( {1 + t} \right) - 1}} = \frac{{{t^2} + 4t + 1}}{t}\)

Vì:

\(\begin{array}{l}{x_M} + {x_{M'}} = \left( {{x_I} - t} \right) + \left( {{x_I} + t} \right) = 2{x_I};\\{y_M} + {y_{M'}} = \frac{{ - {t^2} + 4t - 1}}{t} + \frac{{{t^2} + 4t + 1}}{t} = \frac{{\left( { - {t^2} + 4t - 1} \right) + \left( {{t^2} + 4t + 1} \right)}}{t} = 8 = 2{y_I}\end{array}\)

nên \(I\) là trung điểm của \(MM'\).

Vậy hai điểm \(M\) và \(M'\) đối xứng với nhau qua \(I\).