উচ্চতর গণিত ২য় পত্র • Barishal Board • বরিশাল বোর্ড ২০২১

উচ্চতর গণিত ২য় পত্র প্রশ্ন

উদ্দীপক-১: sec⁡α=px,sec⁡β=qy \sec \alpha=\frac{p}{x}, \sec \beta=\frac{q}{y} . উদ্দীপক-২: f(x)=sec⁡x f(x)=\sec x .

  1. ক)

    sec⁡2(cot⁡−11)+sin⁡2(cos⁡−112) \sec ^{2}\left(\cot ^{-1} 1\right)+\sin ^{2}\left(\cos ^{-1} \frac{1}{2}\right) এর মান নির্ণয় কর।

    (1)
  2. খ)

    উদ্দীপক-১ এα+β=γ এ \alpha+\beta=\gamma হলে প্রমাণ কর যে, x2p2+y2q2−2xypqcos⁡γ=sin⁡2γ \frac{x^{2}}{p^{2}}+\frac{y^{2}}{q^{2}}-\frac{2 x y}{p q} \cos \gamma=\sin ^{2} \gamma

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপক-২ এর আলোকে f(x).f(3x) + 2 = 0 সমীকরণের সাধারণ সমাধান নির্ণয় কর।

    (3)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    প্রদত্ত রাশি,
    sec⁡2(cot⁡−11)+sin⁡2(cos⁡−112)\sec^2(\cot^{-1} 1) + \sin^2\left(\cos^{-1} \frac{1}{2}\right)
    =1+tan⁡2(cot⁡−11)+1−cos⁡2(cos⁡−112)= 1 + \tan^2(\cot^{-1} 1) + 1 - \cos^2\left(\cos^{-1} \frac{1}{2}\right)
    =1+[tan⁡(tan⁡−11)]2+1−[cos⁡(cos⁡−112)]2= 1 + \left[\tan(\tan^{-1} 1)\right]^2 + 1 - \left[\cos\left(\cos^{-1} \frac{1}{2}\right)\right]^2
    =1+(1)2+1−(12)2= 1 + (1)^2 + 1 - \left(\frac{1}{2}\right)^2
    =1+1+1−14= 1 + 1 + 1 - \frac{1}{4}
    =3−14= 3 - \frac{1}{4}
    =114= \frac{11}{4} (Ans.)

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপক-১ থেকে পাই,
    sec⁡α=px  ⟹  cos⁡α=xp\sec \alpha = \frac{p}{x} \implies \cos \alpha = \frac{x}{p}
    sec⁡β=qy  ⟹  cos⁡β=yq\sec \beta = \frac{q}{y} \implies \cos \beta = \frac{y}{q}

    অতএব,
    sin⁡α=1−cos⁡2α=1−x2p2\sin \alpha = \sqrt{1 - \cos^2 \alpha} = \sqrt{1 - \frac{x^2}{p^2}}
    sin⁡β=1−cos⁡2β=1−y2q2\sin \beta = \sqrt{1 - \cos^2 \beta} = \sqrt{1 - \frac{y^2}{q^2}}

    দেওয়া আছে,
    α+β=γ\alpha + \beta = \gamma
      ⟹  α=γ−β\implies \alpha = \gamma - \beta
      ⟹  cos⁡α=cos⁡(γ−β)\implies \cos \alpha = \cos(\gamma - \beta)
      ⟹  cos⁡α=cos⁡γcos⁡β+sin⁡γsin⁡β\implies \cos \alpha = \cos \gamma \cos \beta + \sin \gamma \sin \beta
      ⟹  cos⁡α−cos⁡βcos⁡γ=sin⁡βsin⁡γ\implies \cos \alpha - \cos \beta \cos \gamma = \sin \beta \sin \gamma

    উভয়পক্ষকে বর্গ করে পাই,
    (cos⁡α−cos⁡βcos⁡γ)2=sin⁡2βsin⁡2γ(\cos \alpha - \cos \beta \cos \gamma)^2 = \sin^2 \beta \sin^2 \gamma
      ⟹  cos⁡2α−2cos⁡αcos⁡βcos⁡γ+cos⁡2βcos⁡2γ=(1−cos⁡2β)sin⁡2γ\implies \cos^2 \alpha - 2\cos \alpha \cos \beta \cos \gamma + \cos^2 \beta \cos^2 \gamma = (1 - \cos^2 \beta)\sin^2 \gamma
      ⟹  cos⁡2α−2cos⁡αcos⁡βcos⁡γ+cos⁡2βcos⁡2γ=sin⁡2γ−cos⁡2βsin⁡2γ\implies \cos^2 \alpha - 2\cos \alpha \cos \beta \cos \gamma + \cos^2 \beta \cos^2 \gamma = \sin^2 \gamma - \cos^2 \beta \sin^2 \gamma
      ⟹  cos⁡2α−2cos⁡αcos⁡βcos⁡γ+cos⁡2β(cos⁡2γ+sin⁡2γ)=sin⁡2γ\implies \cos^2 \alpha - 2\cos \alpha \cos \beta \cos \gamma + \cos^2 \beta (\cos^2 \gamma + \sin^2 \gamma) = \sin^2 \gamma
      ⟹  cos⁡2α+cos⁡2β−2cos⁡αcos⁡βcos⁡γ=sin⁡2γ\implies \cos^2 \alpha + \cos^2 \beta - 2\cos \alpha \cos \beta \cos \gamma = \sin^2 \gamma

    এখন, cos⁡α=xp\cos \alpha = \frac{x}{p} এবং cos⁡β=yq\cos \beta = \frac{y}{q} বসিয়ে পাই,
    x2p2+y2q2−2⋅xp⋅yqcos⁡γ=sin⁡2γ\frac{x^2}{p^2} + \frac{y^2}{q^2} - 2 \cdot \frac{x}{p} \cdot \frac{y}{q} \cos \gamma = \sin^2 \gamma
      ⟹  x2p2+y2q2−2xypqcos⁡γ=sin⁡2γ\implies \frac{x^2}{p^2} + \frac{y^2}{q^2} - \frac{2xy}{pq}\cos \gamma = \sin^2 \gamma (প্রমাণিত)।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপক-২ অনুযায়ী, f(x)=sec⁡xf(x) = \sec x

    প্রদত্ত সমীকরণ:
    f(x)⋅f(3x)+2=0f(x) \cdot f(3x) + 2 = 0
      ⟹  sec⁡x⋅sec⁡3x+2=0\implies \sec x \cdot \sec 3x + 2 = 0
      ⟹  1cos⁡xcos⁡3x+2=0\implies \frac{1}{\cos x \cos 3x} + 2 = 0
      ⟹  1+2cos⁡3xcos⁡x=0\implies 1 + 2\cos 3x \cos x = 0 [যেখানে cos⁡x≠0\cos x \neq 0 এবং cos⁡3x≠0\cos 3x \neq 0]
      ⟹  1+cos⁡(3x+x)+cos⁡(3x−x)=0\implies 1 + \cos(3x + x) + \cos(3x - x) = 0
      ⟹  1+cos⁡4x+cos⁡2x=0\implies 1 + \cos 4x + \cos 2x = 0
      ⟹  2cos⁡22x+cos⁡2x=0\implies 2\cos^2 2x + \cos 2x = 0
      ⟹  cos⁡2x(2cos⁡2x+1)=0\implies \cos 2x(2\cos 2x + 1) = 0

    হয়, cos⁡2x=0\cos 2x = 0
      ⟹  2x=(2n+1)π2\implies 2x = (2n + 1)\frac{\pi}{2}
      ⟹  x=(2n+1)π4\implies x = (2n + 1)\frac{\pi}{4} [যেখানে n∈Zn \in \mathbb{Z}]

    অথবা,
    2cos⁡2x+1=02\cos 2x + 1 = 0
      ⟹  cos⁡2x=−12\implies \cos 2x = -\frac{1}{2}
      ⟹  cos⁡2x=cos⁡(π−π3)=cos⁡(2π3)\implies \cos 2x = \cos\left(\pi - \frac{\pi}{3}\right) = \cos\left(\frac{2\pi}{3}\right)
      ⟹  2x=2nπ±2π3\implies 2x = 2n\pi \pm \frac{2\pi}{3}
      ⟹  x=nπ±π3\implies x = n\pi \pm \frac{\pi}{3} [যেখানে n∈Zn \in \mathbb{Z}]

    কিন্তু cos⁡x≠0\cos x \neq 0 এবং cos⁡3x≠0\cos 3x \neq 0 হতে হবে।
    যদি x=(2n+1)π4x = (2n + 1)\frac{\pi}{4} হয়, তবে cos⁡x=cos⁡((2n+1)π4)≠0\cos x = \cos\left((2n + 1)\frac{\pi}{4}\right) \neq 0 এবং cos⁡3x=cos⁡(3(2n+1)π4)≠0\cos 3x = \cos\left(3(2n + 1)\frac{\pi}{4}\right) \neq 0, যা সংজ্ঞায়িত।
    আবার x=nπ±π3x = n\pi \pm \frac{\pi}{3} এর ক্ষেত্রেও cos⁡x≠0\cos x \neq 0 এবং cos⁡3x=cos⁡(3nπ±π)=±1≠0\cos 3x = \cos(3n\pi \pm \pi) = \pm 1 \neq 0।

    অতএব, নির্ণেয় সাধারণ সমাধান:
    x=(2n+1)π4x = (2n + 1)\frac{\pi}{4} অথবা x=nπ±π3x = n\pi \pm \frac{\pi}{3}, যেখানে n∈Zn \in \mathbb{Z}।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন