উচ্চতর গণিত ১ম পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০১৭

উচ্চতর গণিত ১ম পত্র প্রশ্ন

f(x)=x3−9x2+24x−12 f(x)=x^{3}-9 x^{2}+24 x-12 φ(x)=112−16x2 \varphi(x)=\frac{1}{\sqrt{12-16 x^{2}}} এবং ψ(x)=tan⁡−1(x5) \psi(x)=\tan ^{-1}\left(\frac{x}{5}\right)

  1. ক)

    x এর সাপেক্ষে xx x^{x} এর লঘিষ্ঠ ও গরিষ্ঠ মান নির্ণয় কর।

    (1)
  2. খ)

    উদ্দীপকের আলোকে f(x) এর লঘিষ্ঠ ও গরিষ্ঠ মান নির্ণয় কর।

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের আলোকে নির্ণয় কর: (i) ∫φ(x)dx \int \varphi(x) d x ; (ii) ∫ψ(x)dx \int \psi(x) d x

    (3)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ধরি, y=xxy = x^x
    উভয়পক্ষে স্বাভাবিক লগারিদম নিয়ে পাই,
    ln⁡y=xln⁡x\ln y = x \ln x
    xx এর সাপেক্ষে অন্তরীকরণ করে,
    1ydydx=1⋅ln⁡x+x⋅1x=1+ln⁡x\frac{1}{y} \frac{dy}{dx} = 1 \cdot \ln x + x \cdot \frac{1}{x} = 1 + \ln x
      ⟹  dydx=xx(1+ln⁡x)\implies \frac{dy}{dx} = x^x (1 + \ln x)

    চরম মানের জন্য, dydx=0\frac{dy}{dx} = 0
      ⟹  xx(1+ln⁡x)=0\implies x^x (1 + \ln x) = 0
    যেহেতু বাস্তব মানের জন্য x>0x > 0 এবং xx≠0x^x \neq 0,
    ∴1+ln⁡x=0  ⟹  ln⁡x=−1  ⟹  x=e−1=1e\therefore 1 + \ln x = 0 \implies \ln x = -1 \implies x = e^{-1} = \frac{1}{e}

    আবার, d2ydx2=ddx[xx(1+ln⁡x)]=xx(1+ln⁡x)2+xx⋅1x\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d}{dx} [x^x (1 + \ln x)] = x^x (1 + \ln x)^2 + x^x \cdot \frac{1}{x}
    x=1ex = \frac{1}{e} হলে, d2ydx2=0+(1e)1e⋅e>0\frac{d^2y}{dx^2} = 0 + \left(\frac{1}{e}\right)^{\frac{1}{e}} \cdot e > 0
    সুতরাং, x=1ex = \frac{1}{e} বিন্দুতে লঘিষ্ঠ মান বিদ্যমান।

    অতএব, লঘিষ্ঠ মান =(1e)1e=e−1/e= \left(\frac{1}{e}\right)^{\frac{1}{e}} = e^{-1/e} এবং কোনো গরিষ্ঠ মান নেই।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, f(x)=x3−9x2+24x−12f(x) = x^3 - 9x^2 + 24x - 12
    ∴f′(x)=3x2−18x+24=3(x2−6x+8)=3(x−2)(x−4)\therefore f'(x) = 3x^2 - 18x + 24 = 3(x^2 - 6x + 8) = 3(x - 2)(x - 4)
    এবং f′′(x)=6x−18f''(x) = 6x - 18

    চরম মানের জন্য, f′(x)=0f'(x) = 0
      ⟹  3(x−2)(x−4)=0\implies 3(x - 2)(x - 4) = 0
      ⟹  x=2\implies x = 2 অথবা x=4x = 4

    এখন,
    x=2x = 2 হলে, f′′(2)=6(2)−18=−6<0f''(2) = 6(2) - 18 = -6 < 0
    সুতরাং, x=2x = 2 বিন্দুতে গরিষ্ঠ মান বিদ্যমান।
    ∴\therefore গরিষ্ঠ মান =f(2)=23−9(2)2+24(2)−12=8−36+48−12=8= f(2) = 2^3 - 9(2)^2 + 24(2) - 12 = 8 - 36 + 48 - 12 = 8

    x=4x = 4 হলে, f′′(4)=6(4)−18=6>0f''(4) = 6(4) - 18 = 6 > 0
    সুতরাং, x=4x = 4 বিন্দুতে লঘিষ্ঠ মান বিদ্যমান।
    ∴\therefore লঘিষ্ঠ মান =f(4)=43−9(4)2+24(4)−12=64−144+96−12=4= f(4) = 4^3 - 9(4)^2 + 24(4) - 12 = 64 - 144 + 96 - 12 = 4

    অতএব, গরিষ্ঠ মান 88 এবং লঘিষ্ঠ মান 44।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    (i) ∫φ(x) dx=∫112−16x2 dx\int \varphi(x)\,dx = \int \frac{1}{\sqrt{12 - 16x^2}}\,dx
    =∫116(1216−x2) dx=14∫1(32)2−x2 dx= \int \frac{1}{\sqrt{16\left(\frac{12}{16} - x^2\right)}}\,dx = \frac{1}{4} \int \frac{1}{\sqrt{\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 - x^2}}\,dx
    =14sin⁡−1(x32)+c=14sin⁡−1(2x3)+c= \frac{1}{4} \sin^{-1}\left(\frac{x}{\frac{\sqrt{3}}{2}}\right) + c = \frac{1}{4} \sin^{-1}\left(\frac{2x}{\sqrt{3}}\right) + c (যেখানে cc সমাকলন ধ্রুবক)

    (ii) ∫ψ(x) dx=∫tan⁡−1(x5) dx\int \psi(x)\,dx = \int \tan^{-1}\left(\frac{x}{5}\right)\,dx
    খণ্ডশ সমাকলন (integration by parts) করে পাই,
    =tan⁡−1(x5)∫1 dx−∫[ddx(tan⁡−1(x5))∫1 dx]dx= \tan^{-1}\left(\frac{x}{5}\right) \int 1\,dx - \int \left[ \frac{d}{dx}\left(\tan^{-1}\left(\frac{x}{5}\right)\right) \int 1\,dx \right] dx
    =xtan⁡−1(x5)−∫151+(x5)2⋅x dx= x \tan^{-1}\left(\frac{x}{5}\right) - \int \frac{\frac{1}{5}}{1 + \left(\frac{x}{5}\right)^2} \cdot x\,dx
    =xtan⁡−1(x5)−∫5x25+x2 dx= x \tan^{-1}\left(\frac{x}{5}\right) - \int \frac{5x}{25 + x^2}\,dx
    =xtan⁡−1(x5)−52∫2x25+x2 dx= x \tan^{-1}\left(\frac{x}{5}\right) - \frac{5}{2} \int \frac{2x}{25 + x^2}\,dx
    =xtan⁡−1(x5)−52ln⁡∣25+x2∣+c= x \tan^{-1}\left(\frac{x}{5}\right) - \frac{5}{2} \ln|25 + x^2| + c (যেখানে cc সমাকলন ধ্রুবক)

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন