গণিত • MIST • মিলিটারি ইনস্টিটিউট অব সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজি ভর্তি পরীক্ষা ২০২৪-২০২৫

গণিত প্রশ্ন

7.

If x=a(θ+sin⁡θ)x = a(\theta + \sin\theta) and y=a(1−cos⁡θ)y = a(1 - \cos\theta), then find d2ydx2\frac{d^2y}{dx^2} in terms of θ2\frac{\theta}{2}.

উত্তর ও ব্যাখ্যা

AI-তৈরি নমুনা উত্তর

Given,
x=a(θ+sin⁡θ)  ⟹  dxdθ=a(1+cos⁡θ)=2acos⁡2(θ2)x = a(\theta + \sin\theta) \implies \frac{dx}{d\theta} = a(1 + \cos\theta) = 2a\cos^2\left(\frac{\theta}{2}\right)
y=a(1−cos⁡θ)  ⟹  dydθ=asin⁡θ=2asin⁡(θ2)cos⁡(θ2)y = a(1 - \cos\theta) \implies \frac{dy}{d\theta} = a\sin\theta = 2a\sin\left(\frac{\theta}{2}\right)\cos\left(\frac{\theta}{2}\right)

Therefore,
dydx=dydθdxdθ=2asin⁡(θ2)cos⁡(θ2)2acos⁡2(θ2)=tan⁡(θ2)\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{dy}{d\theta}}{\frac{dx}{d\theta}} = \frac{2a\sin\left(\frac{\theta}{2}\right)\cos\left(\frac{\theta}{2}\right)}{2a\cos^2\left(\frac{\theta}{2}\right)} = \tan\left(\frac{\theta}{2}\right)

Differentiating with respect to xx:
d2ydx2=ddx[tan⁡(θ2)]=ddθ[tan⁡(θ2)]⋅dθdx\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{d}{dx}\left[\tan\left(\frac{\theta}{2}\right)\right] = \frac{d}{d\theta}\left[\tan\left(\frac{\theta}{2}\right)\right] \cdot \frac{d\theta}{dx}
d2ydx2=12sec⁡2(θ2)⋅12acos⁡2(θ2)=14asec⁡4(θ2)\frac{d^2y}{dx^2} = \frac{1}{2}\sec^2\left(\frac{\theta}{2}\right) \cdot \frac{1}{2a\cos^2\left(\frac{\theta}{2}\right)} = \frac{1}{4a}\sec^4\left(\frac{\theta}{2}\right)

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন