উচ্চতর গণিত ১ম পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০১৯

উচ্চতর গণিত ১ম পত্র প্রশ্ন

y=2x……(i)x2∓y2=8x..(ii)f(x)=sin⁡4x \begin{array}{l}y=2 x \ldots \ldots (i) \ x^{2} \mp y^{2}=8 x ..(ii)\ f(x)=\sin ^{4} x\end{array}

  1. ক)

    ∫sin⁡xsin⁡x−cos⁡xdx \int \frac{\sin x}{\sin x-\cos x} d x নির্ণয় কর।

    (1)
  2. খ)

    মান নির্ণয় কর: ∫0πxf(x)dx \int_{0}^{\pi} \mathrm{x} f(\mathrm{x}) \mathrm{dx} .

    (2)
  3. গ)

    (i) ও (ii) রেখাদ্বয় দ্বারা আবদ্ধ ক্ষুদ্রতম অংশের ক্ষেত্রফল নির্ণয় কর।

    (3)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ধরি, I=∫sin⁡xsin⁡x−cos⁡xdxI = \int \frac{\sin x}{\sin x - \cos x} dx

    আমরা লবকে নিম্নরূপে সাজাতে পারি:
    sin⁡x=12[(sin⁡x−cos⁡x)+(sin⁡x+cos⁡x)]\sin x = \frac{1}{2} [(\sin x - \cos x) + (\sin x + \cos x)]

    অতএব,
    I=12∫(sin⁡x−cos⁡x)+(sin⁡x+cos⁡x)sin⁡x−cos⁡xdxI = \frac{1}{2} \int \frac{(\sin x - \cos x) + (\sin x + \cos x)}{\sin x - \cos x} dx
    =12∫1 dx+12∫sin⁡x+cos⁡xsin⁡x−cos⁡xdx= \frac{1}{2} \int 1 \, dx + \frac{1}{2} \int \frac{\sin x + \cos x}{\sin x - \cos x} dx
    =12x+12ln⁡∣sin⁡x−cos⁡x∣+c= \frac{1}{2} x + \frac{1}{2} \ln |\sin x - \cos x| + c

    যেখানে cc একটি সমাকলন ধ্রুবক।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, f(x)=sin⁡4xf(x) = \sin^4 x
    নির্ণেয় মান, I=∫0πxsin⁡4x dxI = \int_0^\pi x \sin^4 x \, dx ...(1)

    আমরা জানি, ∫0ag(x)dx=∫0ag(a−x)dx\int_0^a g(x) dx = \int_0^a g(a-x) dx
    ∴I=∫0π(π−x)sin⁡4(π−x) dx=∫0π(π−x)sin⁡4x dx\therefore I = \int_0^\pi (\pi - x) \sin^4(\pi - x) \, dx = \int_0^\pi (\pi - x) \sin^4 x \, dx
    ⇒I=π∫0πsin⁡4x dx−∫0πxsin⁡4x dx\Rightarrow I = \pi \int_0^\pi \sin^4 x \, dx - \int_0^\pi x \sin^4 x \, dx
    ⇒I=π∫0πsin⁡4x dx−I\Rightarrow I = \pi \int_0^\pi \sin^4 x \, dx - I
    ⇒2I=π∫0πsin⁡4x dx=2π∫0π/2sin⁡4x dx\Rightarrow 2I = \pi \int_0^\pi \sin^4 x \, dx = 2\pi \int_0^{\pi/2} \sin^4 x \, dx
    ⇒I=π∫0π/2sin⁡4x dx\Rightarrow I = \pi \int_0^{\pi/2} \sin^4 x \, dx

    এখন,
    sin⁡4x=(sin⁡2x)2=(1−cos⁡2x2)2=14(1−2cos⁡2x+cos⁡22x)\sin^4 x = (\sin^2 x)^2 = \left(\frac{1 - \cos 2x}{2}\right)^2 = \frac{1}{4}(1 - 2\cos 2x + \cos^2 2x)
    =14(1−2cos⁡2x+1+cos⁡4x2)=18(3−4cos⁡2x+cos⁡4x)= \frac{1}{4}\left(1 - 2\cos 2x + \frac{1 + \cos 4x}{2}\right) = \frac{1}{8}(3 - 4\cos 2x + \cos 4x)

    অতএব,
    I=π8∫0π/2(3−4cos⁡2x+cos⁡4x)dxI = \frac{\pi}{8} \int_0^{\pi/2} (3 - 4\cos 2x + \cos 4x) dx
    =π8[3x−2sin⁡2x+sin⁡4x4]0π/2= \frac{\pi}{8} \left[ 3x - 2\sin 2x + \frac{\sin 4x}{4} \right]_0^{\pi/2}
    =π8(3π2−0+0)=3π216= \frac{\pi}{8} \left( \frac{3\pi}{2} - 0 + 0 \right) = \frac{3\pi^2}{16}।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকে (ii) নং সমীকরণটি বৃত্তের সমীকরণ: x2+y2=8xx^2 + y^2 = 8x বা (x−4)2+y2=42(x-4)^2 + y^2 = 4^2, যার কেন্দ্র (4,0)(4, 0) এবং ব্যাসার্ধ r=4r = 4।
    এবং (i) নং সমীকরণ: y=2xy = 2x।

    ছেদবিন্দু নির্ণয়:
    x2+(2x)2=8x⇒5x2=8x⇒x(5x−8)=0x^2 + (2x)^2 = 8x \Rightarrow 5x^2 = 8x \Rightarrow x(5x - 8) = 0
    ∴x=0\therefore x = 0 অথবা x=85x = \frac{8}{5}।
    x=0x = 0 হলে y=0y = 0 এবং x=85x = \frac{8}{5} হলে y=165y = \frac{16}{5}।
    সুতরাং ছেদবিন্দুদ্বয় (0,0)(0,0) এবং (85,165)\left(\frac{8}{5}, \frac{16}{5}\right)।

    (i) ও (ii) রেখাদ্বয় দ্বারা প্রথম চতুর্ভাগে আবদ্ধ ক্ষুদ্রতম অংশের ক্ষেত্রফল:
    A=∫08/5(yবৃত্ত−yরেখা) dx=∫08/5(8x−x2−2x) dxA = \int_0^{8/5} (y_{বৃত্ত} - y_{রেখা}) \, dx = \int_0^{8/5} (\sqrt{8x - x^2} - 2x) \, dx
    এখানে, ∫08/52x dx=[x2]08/5=(85)2=6425=2.56\int_0^{8/5} 2x \, dx = [x^2]_0^{8/5} = \left(\frac{8}{5}\right)^2 = \frac{64}{25} = 2.56
    এবং ∫16−(x−4)2 dx=x−428x−x2+162arcsin⁡(x−44)\int \sqrt{16 - (x-4)^2} \, dx = \frac{x-4}{2}\sqrt{8x-x^2} + \frac{16}{2}\arcsin\left(\frac{x-4}{4}\right)
    সীমা 00 থেকে 85\frac{8}{5} বসালে:
    x=85x = \frac{8}{5} হলে: −12/52(165)+8arcsin⁡(−35)=−9625−8arcsin⁡(0.6)\frac{-12/5}{2} \left(\frac{16}{5}\right) + 8\arcsin\left(-\frac{3}{5}\right) = -\frac{96}{25} - 8\arcsin(0.6)
    x=0x = 0 হলে: −42(0)+8arcsin⁡(−1)=−8(π2)=−4π\frac{-4}{2}(0) + 8\arcsin(-1) = -8\left(\frac{\pi}{2}\right) = -4\pi
    অতএব,
    ∫08/58x−x2 dx=4π−9625−8arcsin⁡(0.6)\int_0^{8/5} \sqrt{8x-x^2} \, dx = 4\pi - \frac{96}{25} - 8\arcsin(0.6)
    সুতরাং নির্ণেয় ক্ষেত্রফল:
    A=4π−9625−8arcsin⁡(0.6)−6425=4π−16025−8arcsin⁡(0.6)=4π−325−8arcsin⁡(0.6)≈1.018A = 4\pi - \frac{96}{25} - 8\arcsin(0.6) - \frac{64}{25} = 4\pi - \frac{160}{25} - 8\arcsin(0.6) = 4\pi - \frac{32}{5} - 8\arcsin(0.6) \approx 1.018 বর্গ একক।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন