গণিত • MIST • মিলিটারি ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ভর্তি পরীক্ষা ২০২৪-২০২৫

গণিত প্রশ্ন

18.

∫dxx+1−x\int \frac{dx}{\sqrt{x} + \sqrt{1-x}} এর মান নির্ণয় কর।

উত্তর ও ব্যাখ্যা

AI-তৈরি নমুনা উত্তর

ধরি, I=∫dxx+1−xI = \int \frac{dx}{\sqrt{x} + \sqrt{1-x}}

হর ও লবকে (x−1−x)(\sqrt{x} - \sqrt{1-x}) দ্বারা গুণ করে পাই,
I=∫x−1−x(x+1−x)(x−1−x)dx=∫x−1−x2x−1dxI = \int \frac{\sqrt{x} - \sqrt{1-x}}{(\sqrt{x} + \sqrt{1-x})(\sqrt{x} - \sqrt{1-x})} dx = \int \frac{\sqrt{x} - \sqrt{1-x}}{2x - 1} dx

ধরি, x=sin⁡2θx = \sin^2\theta
তাহলে, dx=2sin⁡θcos⁡θ dθ=sin⁡2θ dθdx = 2\sin\theta\cos\theta\, d\theta = \sin 2\theta\, d\theta
এবং 2x−1=2sin⁡2θ−1=−cos⁡2θ2x - 1 = 2\sin^2\theta - 1 = -\cos 2\theta

সুতরাং,
I=∫sin⁡θ−cos⁡θ−cos⁡2θ(2sin⁡θcos⁡θ) dθI = \int \frac{\sin\theta - \cos\theta}{-\cos 2\theta} (2\sin\theta\cos\theta)\, d\theta
=∫cos⁡θ−sin⁡θcos⁡2θ−sin⁡2θ(2sin⁡θcos⁡θ) dθ= \int \frac{\cos\theta - \sin\theta}{\cos^2\theta - \sin^2\theta} (2\sin\theta\cos\theta)\, d\theta
=∫2sin⁡θcos⁡θcos⁡θ+sin⁡θdθ= \int \frac{2\sin\theta\cos\theta}{\cos\theta + \sin\theta} d\theta
=∫(cos⁡θ+sin⁡θ)2−1cos⁡θ+sin⁡θdθ= \int \frac{(\cos\theta + \sin\theta)^2 - 1}{\cos\theta + \sin\theta} d\theta
=∫(cos⁡θ+sin⁡θ)dθ−∫dθ2cos⁡(θ−π4)= \int (\cos\theta + \sin\theta) d\theta - \int \frac{d\theta}{\sqrt{2}\cos\left(\theta - \frac{\pi}{4}\right)}
=sin⁡θ−cos⁡θ−12∫sec⁡(θ−π4)dθ= \sin\theta - \cos\theta - \frac{1}{\sqrt{2}} \int \sec\left(\theta - \frac{\pi}{4}\right) d\theta
=sin⁡θ−cos⁡θ−12ln⁡∣sec⁡(θ−π4)+tan⁡(θ−π4)∣+C= \sin\theta - \cos\theta - \frac{1}{\sqrt{2}} \ln \left| \sec\left(\theta - \frac{\pi}{4}\right) + \tan\left(\theta - \frac{\pi}{4}\right) \right| + C

যেহেতু sin⁡θ=x\sin\theta = \sqrt{x} এবং cos⁡θ=1−x\cos\theta = \sqrt{1-x}:
tan⁡(θ−π4)=tan⁡θ−1tan⁡θ+1=x−1−xx+1−x\tan\left(\theta - \frac{\pi}{4}\right) = \frac{\tan\theta - 1}{\tan\theta + 1} = \frac{\sqrt{x} - \sqrt{1-x}}{\sqrt{x} + \sqrt{1-x}}
এবং sec⁡(θ−π4)=2cos⁡θ+sin⁡θ=2x+1−x\sec\left(\theta - \frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{\cos\theta + \sin\theta} = \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{x} + \sqrt{1-x}}

অতএব,
I=x−1−x−12ln⁡∣2+x−1−xx+1−x∣+CI = \sqrt{x} - \sqrt{1-x} - \frac{1}{\sqrt{2}} \ln \left| \frac{\sqrt{2} + \sqrt{x} - \sqrt{1-x}}{\sqrt{x} + \sqrt{1-x}} \right| + C

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন