গণিত • MIST • মিলিটারি ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ভর্তি পরীক্ষা ২০২৪-২০২৫
গণিত প্রশ্ন
11.
Evaluate the value of ∫dxx+1−x\int \frac{dx}{\sqrt{x} + \sqrt{1-x}}.
উত্তর ও ব্যাখ্যা
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
To evaluate: I=∫x+1−xdx
Multiply the numerator and denominator by (x−1−x): I=∫(x+1−x)(x−1−x)x−1−xdx=∫x−(1−x)x−1−xdx=∫2x−1x−1−xdx
Let x=sin2θ, so dx=2sinθcosθdθ:
Then x=sinθ, 1−x=cosθ, and 2x−1=2sin2θ−1=−cos2θ.
Substituting these into the integral: I=∫−cos2θsinθ−cosθ⋅2sinθcosθdθ I=∫cos2θ−sin2θcosθ−sinθ⋅sin2θdθ I=∫(cosθ−sinθ)(cosθ+sinθ)cosθ−sinθ⋅sin2θdθ I=∫cosθ+sinθsin2θdθ
Notice that (sinθ+cosθ)2=1+sin2θ⟹sin2θ=(sinθ+cosθ)2−1.
Therefore, I=∫((sinθ+cosθ)−sinθ+cosθ1)dθ
Alternatively, let u=sinθ−cosθ, then du=(cosθ+sinθ)dθ and u2=1−sin2θ⟹sin2θ=1−u2: I=∫(sinθ+cosθ)dθ−∫2cos(θ−4π)1dθ I=sinθ−cosθ−21lnsec(θ−4π)+tan(θ−4π)+C
More simply, in terms of x:
Using the substitution 2x−1=sint, 2dx=costdt: I=x(1−x)+21arcsin(2x−1)+C