উচ্চতর গণিত ১ম পত্র • Rajshahi Board • রাজশাহী বোর্ড ২০২১

উচ্চতর গণিত ১ম পত্র প্রশ্ন

f(x)=tan⁡−1x f(x) = \tan^{-1}x এবং 2g(x)=2sin⁡x+sin⁡2x. 2g(x) = 2\sin x + \sin 2x.

  1. ক)

    y=cosec−11+x22x y = \text{cosec}^{-1} \frac{1 + x^{2}}{2x} হলে dydx \frac{dy}{dx} নির্ণয় কর।

    (1)
  2. খ)

    y=tan⁡{mf(x)} y = \tan {mf(x)} হলে প্রমাণ কর যে, (1+x2)y2+2xy1=2myy1. (1 + x^{2})y_{2} + 2xy_{1} = 2myy_{1}.

    (2)
  3. গ)

    0<x<π 0 < x < \pi ব্যবধিতে g(x) g(x) ফাংশনটির চরমমান নির্ণয় কর।

    (3)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, y=cosec⁡−1(1+x22x)y = \operatorname{cosec}^{-1}\left(\frac{1+x^2}{2x}\right)
      ⟹  y=sin⁡−1(2x1+x2)\implies y = \sin^{-1}\left(\frac{2x}{1+x^2}\right)
    আমরা জানি, sin⁡−1(2x1+x2)=2tan⁡−1x\sin^{-1}\left(\frac{2x}{1+x^2}\right) = 2\tan^{-1}x (যখন ∣x∣≤1|x| \le 1)
    অতএব, y=2tan⁡−1xy = 2\tan^{-1}x

    xx-এর সাপেক্ষে অন্তরীকরণ করে পাই,
    dydx=2⋅11+x2=21+x2\frac{dy}{dx} = 2 \cdot \frac{1}{1+x^2} = \frac{2}{1+x^2}।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, f(x)=tan⁡−1xf(x) = \tan^{-1}x
    সুতরাং, y=tan⁡{mtan⁡−1x}y = \tan\{m\tan^{-1}x\}
      ⟹  tan⁡−1y=mtan⁡−1x\implies \tan^{-1}y = m\tan^{-1}x

    xx-এর সাপেক্ষে অন্তরীকরণ করে পাই:
    11+y2⋅y1=m1+x2\frac{1}{1+y^2} \cdot y_1 = \frac{m}{1+x^2}
      ⟹  (1+x2)y1=m(1+y2)\implies (1+x^2)y_1 = m(1+y^2)

    পুনরায় xx-এর সাপেক্ষে অন্তরীকরণ করে পাই:
    ddx[(1+x2)y1]=mddx(1+y2)\frac{d}{dx}[(1+x^2)y_1] = m \frac{d}{dx}(1+y^2)
      ⟹  (1+x2)y2+2xy1=m(2yy1)\implies (1+x^2)y_2 + 2x y_1 = m(2y y_1)
      ⟹  (1+x2)y2+2xy1=2myy1\implies (1+x^2)y_2 + 2xy_1 = 2myy_1 (প্রমাণিত)।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, 2g(x)=2sin⁡x+sin⁡2x2g(x) = 2\sin x + \sin 2x
      ⟹  g(x)=sin⁡x+12sin⁡2x\implies g(x) = \sin x + \frac{1}{2}\sin 2x

    g′(x)=cos⁡x+12(2cos⁡2x)=cos⁡x+cos⁡2xg'(x) = \cos x + \frac{1}{2}(2\cos 2x) = \cos x + \cos 2x
    চরমমানের জন্য, g′(x)=0g'(x) = 0
      ⟹  cos⁡2x+cos⁡x=0\implies \cos 2x + \cos x = 0
      ⟹  2cos⁡2x−1+cos⁡x=0\implies 2\cos^2 x - 1 + \cos x = 0
      ⟹  2cos⁡2x+2cos⁡x−cos⁡x−1=0\implies 2\cos^2 x + 2\cos x - \cos x - 1 = 0
      ⟹  2cos⁡x(cos⁡x+1)−1(cos⁡x+1)=0\implies 2\cos x(\cos x + 1) - 1(\cos x + 1) = 0
      ⟹  (2cos⁡x−1)(cos⁡x+1)=0\implies (2\cos x - 1)(\cos x + 1) = 0

    যেহেতু 0<x<π0 < x < \pi, তাই cos⁡x+1≠0\cos x + 1 \neq 0 (কারণ x=πx = \pi ব্যবধির বাইরে)।
    সুতরাং, 2cos⁡x−1=0  ⟹  cos⁡x=122\cos x - 1 = 0 \implies \cos x = \frac{1}{2}
      ⟹  x=π3∈(0,π)\implies x = \frac{\pi}{3} \in (0, \pi)

    এখন, দ্বিতীয় অন্তরজ নির্ণয় করি:
    g′′(x)=−sin⁡x−2sin⁡2xg''(x) = -\sin x - 2\sin 2x
    x=π3x = \frac{\pi}{3} বিন্দুতে,
    g′′(π3)=−sin⁡π3−2sin⁡2π3=−32−2(32)=−332<0g''\left(\frac{\pi}{3}\right) = -\sin\frac{\pi}{3} - 2\sin\frac{2\pi}{3} = -\frac{\sqrt{3}}{2} - 2\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right) = -\frac{3\sqrt{3}}{2} < 0

    যেহেতু g′′(π3)<0g''\left(\frac{\pi}{3}\right) < 0, তাই x=π3x = \frac{\pi}{3} বিন্দুতে ফাংশনটির গুরুমান (সর্বোচ্চ মান) বিদ্যমান।

    নির্ণেয় চরমমান (গুরুমান):
    g(π3)=sin⁡π3+12sin⁡2π3=32+12(32)=334g\left(\frac{\pi}{3}\right) = \sin\frac{\pi}{3} + \frac{1}{2}\sin\frac{2\pi}{3} = \frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2}\left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right) = \frac{3\sqrt{3}}{4}।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন