Một người lái xe từ địa điểm A đến địa điểm B trong thời gian 3 giờ. Biết quãng đường từ A đến B dài 180 km. Chứng tỏ rằng có ít nhất một thời điểm trên hành trình, xe chạy với vận tốc 60 km/h.

Lời giải:

a) Gọi x (km, x > 0) là quãng đường khách di chuyển và y (đồng) là số tiền khách phải trả theo quãng đường di chuyển x.  

Với x ≤ 0,5, ta có y = 10 000.

Với 0,5 < x ≤ 30, ta có: y = 10 000 + 13 500(x – 0,5) hay y = 13 500x + 3 250.

Với x > 30, ta có: y = 10 000 + 13 500 . 29,5 + 11 000(x – 30) hay y = 11 000x + 78 250.

Vậy công thức hàm số mô tả số tiền khách phải trả theo quãng đường di chuyển là

\(y = \left\{ \begin{array}{l}10\,000,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0 < x \le 0,5\\13\,500x + 3\,250,\,\,\,\,\,\,\,\,0,5 < x \le 30\\11\,000x + \,78\,250,\,\,\,\,\,x > 30\end{array} \right.\) .

b) +) Với 0 < x < 0,5 thì y = 10 000 là hàm hằng nên nó liên tục trên (0; 0,5).

+) Với 0,5 < x < 30 thì y = 13500x + 3 250 là hàm đa thức nên nó liên tục trên (0,5; 30).

+) Với x > 30 thì y = 11 000x + 78 250 là hàm đa thức nên nó liên tục trên (30; +∞).

+) Ta xét tính liên tục của hàm số tại x = 0,5 và x = 30.

- Tại x = 0,5, ta có y(0,5) = 10 000;

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to {{0,5}^ - }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {{0,5}^ - }} 10\,\,000 = 10\,000\);

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to {{0,5}^ + }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {{0,5}^ + }} \left( {13\,\,500x + 3250} \right)\)= 13 500 . 0,5 + 3 250 = 10 000.

Do đó, \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {{0,5}^ - }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {{0,5}^ + }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 0,5} y = y\left( {0,5} \right)\) nên hàm số liên tục tại x = 0,5.

- Tại x = 30, ta có: y(30) = 13 500 . 30 + 3 250 = 408 250;

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to {{30}^ - }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {{30}^ - }} \left( {13\,\,500x + 3250} \right)\) = 13 500 . 30 + 3 250 = 408 250;

\(\mathop {\lim }\limits_{x \to {{30}^ + }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {{30}^ + }} \left( {11\,\,000x + 78\,250} \right)\) = 11 000 . 30 + 78 250 = 408 250.

Do đó, \(\mathop {\lim }\limits_{x \to {{30}^ - }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to {{30}^ + }} y = \mathop {\lim }\limits_{x \to 30} y = y\left( {30} \right)\) nên hàm số liên tục tại x = 30.

Vậy hàm số ở câu a liên tục trên (0; +∞).