উচ্চতর গণিত ২য় পত্র • Cumilla Board • কুমিল্লা বোর্ড ২০২৩

উচ্চতর গণিত ২য় পত্র প্রশ্ন

f(x)=cos⁡x−cos⁡7xf(x) = \cos x - \cos 7x এবং g(x)=sin⁡xg(x) = \sin x.

  1. ক)

    প্রমাণ কর যে, sin⁡−12x1+x2=cos⁡−11−x21+x2\sin^{-1} \frac{2x}{1 + x^2} = \cos^{-1} \frac{1 - x^2}{1 + x^2}

    (1)
  2. খ)

    f(α)=sin⁡4αf(\alpha) = \sin 4\alpha সমীকরণের সাধারণ সমাধান নির্ণয় কর।

    (2)
  3. গ)

    g(πg(π2−x))=g(π2−πg(x))g\left(\pi g\left(\frac{\pi}{2} - x\right)\right) = g\left(\frac{\pi}{2} - \pi g(x)\right) হলে দেখাও যে, x=±π4+cos⁡−1122x = \pm \frac{\pi}{4} + \cos^{-1} \frac{1}{2\sqrt{2}}

    (3)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    ধরি, x=tan⁡θ  ⟹  θ=tan⁡−1xx = \tan \theta \implies \theta = \tan^{-1} x

    বামপক্ষ =sin⁡−12x1+x2= \sin^{-1} \frac{2x}{1 + x^2}
    =sin⁡−1(2tan⁡θ1+tan⁡2θ)= \sin^{-1} \left(\frac{2\tan \theta}{1 + \tan^2 \theta}\right)
    =sin⁡−1(sin⁡2θ)=2θ=2tan⁡−1x= \sin^{-1}(\sin 2\theta) = 2\theta = 2\tan^{-1} x

    ডানপক্ষ =cos⁡−11−x21+x2= \cos^{-1} \frac{1 - x^2}{1 + x^2}
    =cos⁡−1(1−tan⁡2θ1+tan⁡2θ)= \cos^{-1} \left(\frac{1 - \tan^2 \theta}{1 + \tan^2 \theta}\right)
    =cos⁡−1(cos⁡2θ)=2θ=2tan⁡−1x= \cos^{-1}(\cos 2\theta) = 2\theta = 2\tan^{-1} x

    ∴sin⁡−12x1+x2=cos⁡−11−x21+x2\therefore \sin^{-1} \frac{2x}{1 + x^2} = \cos^{-1} \frac{1 - x^2}{1 + x^2} (প্রমাণিত)।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, f(x)=cos⁡x−cos⁡7xf(x) = \cos x - \cos 7x
    ∴f(α)=cos⁡α−cos⁡7α\therefore f(\alpha) = \cos \alpha - \cos 7\alpha

    শর্তানুসারে,
    f(α)=sin⁡4αf(\alpha) = \sin 4\alpha
      ⟹  cos⁡α−cos⁡7α=sin⁡4α\implies \cos \alpha - \cos 7\alpha = \sin 4\alpha
      ⟹  2sin⁡(α+7α2)sin⁡(7α−α2)=sin⁡4α\implies 2 \sin\left(\frac{\alpha + 7\alpha}{2}\right) \sin\left(\frac{7\alpha - \alpha}{2}\right) = \sin 4\alpha
      ⟹  2sin⁡4αsin⁡3α=sin⁡4α\implies 2 \sin 4\alpha \sin 3\alpha = \sin 4\alpha
      ⟹  2sin⁡4αsin⁡3α−sin⁡4α=0\implies 2 \sin 4\alpha \sin 3\alpha - \sin 4\alpha = 0
      ⟹  sin⁡4α(2sin⁡3α−1)=0\implies \sin 4\alpha (2 \sin 3\alpha - 1) = 0

    হয়, sin⁡4α=0\sin 4\alpha = 0
      ⟹  4α=nπ,[n∈Z]\implies 4\alpha = n\pi, \quad [n \in \mathbb{Z}]
      ⟹  α=nπ4,[n∈Z]\implies \alpha = \frac{n\pi}{4}, \quad [n \in \mathbb{Z}]

    অথবা,
    2sin⁡3α−1=02 \sin 3\alpha - 1 = 0
      ⟹  sin⁡3α=12=sin⁡π6\implies \sin 3\alpha = \frac{1}{2} = \sin \frac{\pi}{6}
      ⟹  3α=nπ+(−1)nπ6,[n∈Z]\implies 3\alpha = n\pi + (-1)^n \frac{\pi}{6}, \quad [n \in \mathbb{Z}]
      ⟹  α=nπ3+(−1)nπ18,[n∈Z]\implies \alpha = \frac{n\pi}{3} + (-1)^n \frac{\pi}{18}, \quad [n \in \mathbb{Z}]

    ∴\therefore নির্ণেয় সমাধান: α=nπ4\alpha = \frac{n\pi}{4} অথবা α=nπ3+(−1)nπ18\alpha = \frac{n\pi}{3} + (-1)^n \frac{\pi}{18}, যেখানে n∈Zn \in \mathbb{Z}।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে, g(x)=sin⁡xg(x) = \sin x
    ∴g(π2−x)=sin⁡(π2−x)=cos⁡x\therefore g\left(\frac{\pi}{2} - x\right) = \sin\left(\frac{\pi}{2} - x\right) = \cos x

    প্রদত্ত সমীকরণ:
    g(πg(π2−x))=g(π2−πg(x))g\left(\pi g\left(\frac{\pi}{2} - x\right)\right) = g\left(\frac{\pi}{2} - \pi g(x)\right)
      ⟹  g(πcos⁡x)=g(π2−πsin⁡x)\implies g(\pi \cos x) = g\left(\frac{\pi}{2} - \pi \sin x\right)
      ⟹  sin⁡(πcos⁡x)=sin⁡(π2−πsin⁡x)\implies \sin(\pi \cos x) = \sin\left(\frac{\pi}{2} - \pi \sin x\right)
      ⟹  sin⁡(πcos⁡x)=cos⁡(πsin⁡x)\implies \sin(\pi \cos x) = \cos(\pi \sin x)
      ⟹  cos⁡(πsin⁡x)=cos⁡(π2−πcos⁡x)\implies \cos(\pi \sin x) = \cos\left(\frac{\pi}{2} - \pi \cos x\right)
      ⟹  πsin⁡x=±(π2−πcos⁡x)\implies \pi \sin x = \pm \left(\frac{\pi}{2} - \pi \cos x\right)

    (+)(+) চিহ্ন নিয়ে, πsin⁡x=π2−πcos⁡x  ⟹  cos⁡x+sin⁡x=12\pi \sin x = \frac{\pi}{2} - \pi \cos x \implies \cos x + \sin x = \frac{1}{2}
    (−)(-) চিহ্ন নিয়ে, πsin⁡x=−π2+πcos⁡x  ⟹  cos⁡x−sin⁡x=12\pi \sin x = -\frac{\pi}{2} + \pi \cos x \implies \cos x - \sin x = \frac{1}{2}

    একত্রে,
    cos⁡x±sin⁡x=12\cos x \pm \sin x = \frac{1}{2}

    উভয় পক্ষে 12\frac{1}{\sqrt{2}} গুণ করে,
    cos⁡x⋅12±sin⁡x⋅12=122\cos x \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} \pm \sin x \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} = \frac{1}{2\sqrt{2}}
      ⟹  cos⁡xcos⁡π4±sin⁡xsin⁡π4=122\implies \cos x \cos\frac{\pi}{4} \pm \sin x \sin\frac{\pi}{4} = \frac{1}{2\sqrt{2}}
      ⟹  cos⁡(x∓π4)=122\implies \cos\left(x \mp \frac{\pi}{4}\right) = \frac{1}{2\sqrt{2}}
      ⟹  x∓π4=cos⁡−1(122)\implies x \mp \frac{\pi}{4} = \cos^{-1}\left(\frac{1}{2\sqrt{2}}\right)
      ⟹  x=±π4+cos⁡−1(122)\implies x = \pm \frac{\pi}{4} + \cos^{-1}\left(\frac{1}{2\sqrt{2}}\right) (দেখানো হলো)।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন