উচ্চতর গণিত ১ম পত্র • Dhaka Board • ঢাকা বোর্ড ২০২১

উচ্চতর গণিত ১ম পত্র প্রশ্ন

দৃশ্যকল্প-১: f(x)=tan⁡xf(x) = \tan x।
দৃশ্যকল্প-২: 9x2+25y2=2259x^2 + 25y^2 = 225

  1. ক)

    ∫ln⁡x3 dx\int \ln x^3 , dx নির্ণয় কর।

    (1)
  2. খ)

    যোগজ নির্ণয় কর: ∫dx5+f(π2−x)\int \frac{dx}{5 + f(\frac{\pi}{2} - x)}

    (2)
  3. গ)

    দৃশ্যকল্প-২ এর উপবৃত্ত ও x−3=0x - 3 = 0 সরলরেখা দ্বারা ১ম চতুর্ভাগে আবদ্ধ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল নির্ণয় কর।

    (3)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ধরি, I=∫ln⁡(x3) dxI = \int \ln(x^3) \, dx
    আমরা জানি, ln⁡(x3)=3ln⁡x\ln(x^3) = 3\ln x
    ∴I=3∫ln⁡x dx=3∫(ln⁡x⋅1) dx\therefore I = 3 \int \ln x \, dx = 3 \int (\ln x \cdot 1) \, dx

    খণ্ডশ যোগজীকরণ (by parts) সূত্র প্রয়োগ করে:
    I=3[ln⁡x∫1 dx−∫(ddx(ln⁡x)∫1 dx)dx]I = 3 \left[ \ln x \int 1 \, dx - \int \left( \frac{d}{dx}(\ln x) \int 1 \, dx \right) dx \right]
    =3[xln⁡x−∫(1x⋅x)dx]= 3 \left[ x \ln x - \int \left( \frac{1}{x} \cdot x \right) dx \right]
    =3[xln⁡x−∫1 dx]= 3 \left[ x \ln x - \int 1 \, dx \right]
    =3(xln⁡x−x)+C=3x(ln⁡x−1)+C= 3 (x \ln x - x) + C = 3x(\ln x - 1) + C

    যেখানে CC একটি সমাকলন ধ্রুবক।
    উত্তর: 3x(ln⁡x−1)+C3x(\ln x - 1) + C

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দৃশ্যকল্প-১ থেকে, f(x)=tan⁡xf(x) = \tan x
    ∴f(π2−x)=tan⁡(π2−x)=cot⁡x\therefore f\left(\frac{\pi}{2} - x\right) = \tan\left(\frac{\pi}{2} - x\right) = \cot x

    প্রদত্ত যোগজ:
    I=∫dx5+f(π2−x)=∫dx5+cot⁡x=∫dx5+cos⁡xsin⁡x=∫sin⁡x5sin⁡x+cos⁡x dxI = \int \frac{dx}{5 + f\left(\frac{\pi}{2} - x\right)} = \int \frac{dx}{5 + \cot x} = \int \frac{dx}{5 + \frac{\cos x}{\sin x}} = \int \frac{\sin x}{5\sin x + \cos x} \, dx

    লব sin⁡x\sin x-কে নিম্নোক্ত আকারে লিখি:
    sin⁡x=A(5sin⁡x+cos⁡x)+Bddx(5sin⁡x+cos⁡x)\sin x = A(5\sin x + \cos x) + B \frac{d}{dx}(5\sin x + \cos x)
      ⟹  sin⁡x=A(5sin⁡x+cos⁡x)+B(5cos⁡x−sin⁡x)\implies \sin x = A(5\sin x + \cos x) + B(5\cos x - \sin x)
      ⟹  sin⁡x=(5A−B)sin⁡x+(A+5B)cos⁡x\implies \sin x = (5A - B)\sin x + (A + 5B)\cos x

    উভয়পক্ষ হতে sin⁡x\sin x ও cos⁡x\cos x-এর সহগ সমীকৃত করে পাই:
    5A−B=15A - B = 1
    A+5B=0  ⟹  A=−5BA + 5B = 0 \implies A = -5B

    মান বসিয়ে:
    5(−5B)−B=1  ⟹  −26B=1  ⟹  B=−1265(-5B) - B = 1 \implies -26B = 1 \implies B = -\frac{1}{26}
    A=−5(−126)=526A = -5\left(-\frac{1}{26}\right) = \frac{5}{26}

    অতএব,
    I=∫526(5sin⁡x+cos⁡x)−126(5cos⁡x−sin⁡x)5sin⁡x+cos⁡x dxI = \int \frac{\frac{5}{26}(5\sin x + \cos x) - \frac{1}{26}(5\cos x - \sin x)}{5\sin x + \cos x} \, dx
    =526∫1 dx−126∫5cos⁡x−sin⁡x5sin⁡x+cos⁡x dx= \frac{5}{26} \int 1 \, dx - \frac{1}{26} \int \frac{5\cos x - \sin x}{5\sin x + \cos x} \, dx
    =526x−126ln⁡∣5sin⁡x+cos⁡x∣+C= \frac{5}{26} x - \frac{1}{26} \ln|5\sin x + \cos x| + C

    যেখানে CC একটি সমাকলন ধ্রুবক।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দৃশ্যকল্প-২ এর সমীকরণ:
    9x2+25y2=2259x^2 + 25y^2 = 225
      ⟹  x225+y29=1  ⟹  x252+y232=1\implies \frac{x^2}{25} + \frac{y^2}{9} = 1 \implies \frac{x^2}{5^2} + \frac{y^2}{3^2} = 1
    এটি একটি উপবৃত্ত, যার বৃহৎ অক্ষ xx-অক্ষ বরাবর এবং a=5,b=3a = 5, b = 3।

    উপবৃত্ত থেকে yy-এর মান (১ম চতুর্ভাগে y≥0y \ge 0):
    25y2=225−9x2=9(25−x2)25y^2 = 225 - 9x^2 = 9(25 - x^2)
      ⟹  y=3525−x2\implies y = \frac{3}{5} \sqrt{25 - x^2}

    প্রশ্নমতে, উপবৃত্ত ও x−3=0x - 3 = 0 (অর্থাৎ x=3x = 3) সরলরেখা দ্বারা ১ম চতুর্ভাগে আবদ্ধ ক্ষেত্রটির সীমা x=0x = 0 থেকে x=3x = 3 পর্যন্ত (অথবা x=3x = 3 থেকে উপবৃত্তের প্রান্তবিন্দু x=5x = 5 পর্যন্ত)।
    সাধারণ পাঠ্যপুস্তকের প্রশ্নানুযায়ী, yy-অক্ষ (x=0x=0), x=3x=3 সরলরেখা এবং ১ম চতুর্ভাগে উপবৃত্ত দ্বারা আবদ্ধ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল:
    A=∫03y dx=35∫0352−x2 dxA = \int_0^3 y \, dx = \frac{3}{5} \int_0^3 \sqrt{5^2 - x^2} \, dx

    আমরা জানি, ∫a2−x2 dx=x2a2−x2+a22sin⁡−1(xa)\int \sqrt{a^2 - x^2} \, dx = \frac{x}{2}\sqrt{a^2 - x^2} + \frac{a^2}{2}\sin^{-1}\left(\frac{x}{a}\right)

    অতএব,
    A=35[x225−x2+252sin⁡−1(x5)]03A = \frac{3}{5} \left[ \frac{x}{2}\sqrt{25 - x^2} + \frac{25}{2}\sin^{-1}\left(\frac{x}{5}\right) \right]_0^3
    =35[(3225−9+252sin⁡−1(35))−0]= \frac{3}{5} \left[ \left( \frac{3}{2}\sqrt{25 - 9} + \frac{25}{2}\sin^{-1}\left(\frac{3}{5}\right) \right) - 0 \right]
    =35[32(4)+252sin⁡−1(35)]= \frac{3}{5} \left[ \frac{3}{2}(4) + \frac{25}{2}\sin^{-1}\left(\frac{3}{5}\right) \right]
    =35[6+252sin⁡−1(35)]= \frac{3}{5} \left[ 6 + \frac{25}{2}\sin^{-1}\left(\frac{3}{5}\right) \right]
    =185+152sin⁡−1(35)= \frac{18}{5} + \frac{15}{2}\sin^{-1}\left(\frac{3}{5}\right) বর্গ একক।

    [বিকল্পভাবে, x=3x=3 হতে x=5x=5 এর মধ্যবর্তী অংশের ক্ষেত্রফল চাইলে:
    A′=∫35y dx=35[25π4−(6+252sin⁡−1(35))]=15π4−185−152sin⁡−1(35)A' = \int_3^5 y \, dx = \frac{3}{5} \left[ \frac{25\pi}{4} - \left(6 + \frac{25}{2}\sin^{-1}\left(\frac{3}{5}\right)\right) \right] = \frac{15\pi}{4} - \frac{18}{5} - \frac{15}{2}\sin^{-1}\left(\frac{3}{5}\right) বর্গ একক]

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন