গণিত • BUET • বাংলাদেশ প্রকৌশল বিশ্ববিদ্যালয় ভর্তি পরীক্ষা ২০১১-২০১২

গণিত প্রশ্ন

5.

∫π3π2dx1+sin⁡x−cos⁡x \int_{\frac{π}{3}}^{\frac{π}{2}} \frac{dx}{1 + \sin{x} - \cos{x}} এর মান নির্ণয় কর।

উত্তর ও ব্যাখ্যা

AI-তৈরি নমুনা উত্তর

ধরি,
I=∫π3π2dx1+sin⁡x−cos⁡xI = \int_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{\pi}{2}} \frac{dx}{1 + \sin x - \cos x}

আমরা জানি,
1−cos⁡x=2sin⁡2x21 - \cos x = 2\sin^2\frac{x}{2} এবং sin⁡x=2sin⁡x2cos⁡x2\sin x = 2\sin\frac{x}{2}\cos\frac{x}{2}

∴1+sin⁡x−cos⁡x=2sin⁡2x2+2sin⁡x2cos⁡x2=2cos⁡2x2(tan⁡2x2+tan⁡x2)\therefore 1 + \sin x - \cos x = 2\sin^2\frac{x}{2} + 2\sin\frac{x}{2}\cos\frac{x}{2} = 2\cos^2\frac{x}{2}\left(\tan^2\frac{x}{2} + \tan\frac{x}{2}\right)

সুতরাং,
I=∫π3π212sec⁡2x2tan⁡x2(1+tan⁡x2)dxI = \int_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{\pi}{2}} \frac{\frac{1}{2}\sec^2\frac{x}{2}}{\tan\frac{x}{2}(1 + \tan\frac{x}{2})} dx

ধরি, t=tan⁡x2  ⟹  dt=12sec⁡2x2 dxt = \tan\frac{x}{2} \implies dt = \frac{1}{2}\sec^2\frac{x}{2}\,dx

সীমা পরিবর্তন:
x=π3  ⟹  t=tan⁡π6=13x = \frac{\pi}{3} \implies t = \tan\frac{\pi}{6} = \frac{1}{\sqrt{3}}
x=π2  ⟹  t=tan⁡π4=1x = \frac{\pi}{2} \implies t = \tan\frac{\pi}{4} = 1

∴I=∫131dtt(1+t)=∫131(1t−11+t)dt\therefore I = \int_{\frac{1}{\sqrt{3}}}^{1} \frac{dt}{t(1+t)} = \int_{\frac{1}{\sqrt{3}}}^{1} \left(\frac{1}{t} - \frac{1}{1+t}\right) dt
=[ln⁡t−ln⁡(1+t)]131= \left[ \ln t - \ln(1+t) \right]_{\frac{1}{\sqrt{3}}}^{1}
=[ln⁡(t1+t)]131= \left[ \ln\left(\frac{t}{1+t}\right) \right]_{\frac{1}{\sqrt{3}}}^{1}
=ln⁡(11+1)−ln⁡(131+13)= \ln\left(\frac{1}{1+1}\right) - \ln\left(\frac{\frac{1}{\sqrt{3}}}{1+\frac{1}{\sqrt{3}}}\right)
=ln⁡(12)−ln⁡(13+1)= \ln\left(\frac{1}{2}\right) - \ln\left(\frac{1}{\sqrt{3}+1}\right)
=ln⁡(3+12)= \ln\left(\frac{\sqrt{3}+1}{2}\right)

নির্ণেয় মান: ln⁡(3+12)\ln\left(\frac{\sqrt{3}+1}{2}\right)

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন