উচ্চতর গণিত ১ম পত্র • Cumilla Board • কুমিল্লা বোর্ড ২০২৩

উচ্চতর গণিত ১ম পত্র প্রশ্ন

f(x)=ln⁡x,g(x)=(x+1+x2)f(x)=\ln x, g(x)=\left(x+\sqrt{1+x^{2}}\right)

  1. ক)

    x\mathrm{x} এর সাপেক্ষে (cos⁡−1x)\left(\cos ^{-1} \sqrt{x}\right) এর অন্তরজ নির্ণয় কর।

    (2)
  2. খ)

    উদ্দীপকের আলোকে মূল নিয়মে f(x) এর অন্তরজ নির্ণয় কর।

    (4)
  3. গ)

    z={g(x)}m\mathrm{z}={\mathrm{g}(\mathrm{x})}^{\mathrm{m}} হলে, উদ্দীপকের আলোকে প্রমাণ কর যে, (1+x2)d2zdx2+xd2zdx−m2z=0\left(1+x^{2}\right) \frac{d^{2} z}{d x^{2}}+x \frac{d^{2} z}{d x}-m^{2} z=0

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    প্রশ্নের স্পষ্ট LaTeX পাঠ অনুযায়ী y=cos⁡−1xy=\cos^{-1}\sqrt{x} ধরা হচ্ছে। শৃঙ্খল নিয়মে

    dydx=−11−x12x=−12x(1−x),0<x<1\boxed{\frac{dy}{dx}=-\frac{1}{\sqrt{1-x}}\frac{1}{2\sqrt{x}}=-\frac{1}{2\sqrt{x(1-x)}}},\quad 0<x<1।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    x>0x>0 এবং x+h>0x+h>0 ধরে মূল নিয়মে

    f′(x)=lim⁡h→0f(x+h)−f(x)h=lim⁡h→0ln⁡(x+h)−ln⁡xh=lim⁡h→0ln⁡(1+h/x)hf'(x)=\lim_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}=\lim_{h\to0}\frac{\ln(x+h)-\ln x}{h}=\lim_{h\to0}\frac{\ln(1+h/x)}{h}।

    u=h/xu=h/x রাখলে h=xuh=xu এবং u→0u\to0। সুতরাং

    f′(x)=1xlim⁡u→0ln⁡(1+u)u=1xln⁡[lim⁡u→0(1+u)1/u]=1xln⁡e=1xf'(x)=\frac1x\lim_{u\to0}\frac{\ln(1+u)}u=\frac1x\ln\left[\lim_{u\to0}(1+u)^{1/u}\right]=\frac1x\ln e=\boxed{\frac1x}।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উৎসের লিখনত্রুটি: দ্বিতীয় পদে x d2z/dxx\,d^2z/dx লেখা হয়েছে; এটি শুদ্ধ দ্বিতীয়-অন্তরজ লিখন নয়। সেটি xz′′xz'' বোঝালে দাবিটিও সাধারণভাবে মিথ্যা। যেমন m=1,x=1m=1,x=1-এ z=1+2z=1+\sqrt2 এবং z′′=1/(22)z''=1/(2\sqrt2); তখন

    (1+x2)z′′+xz′′−m2z=322−(1+2)=−1−24≠0(1+x^2)z''+xz''-m^2z=\frac3{2\sqrt2}-(1+\sqrt2)=-1-\frac{\sqrt2}{4}\ne0। তাই ওই পাঠ প্রমাণ করা যায় না।

    ঘোষিত সংশোধনের অনুমান: দ্বিতীয় পদটি x dz/dx=xz′x\,dz/dx=xz' হবে। এই মানক পরিচিতিটি একই প্রদত্ত g(x)g(x) ও zz দিয়ে প্রমাণ করছি। r=1+x2r=\sqrt{1+x^2} এবং g=x+r>0g=x+r>0। তাই

    g′=1+xr=grg'=1+\frac xr=\frac gr, ফলে z=gmz=g^m থেকে z′=mgm−1g′=mzrz'=mg^{m-1}g'=\frac{mz}{r}। আবার অন্তরজ নিলে

    z′′=mz′r−mxzr3z''=\frac{mz'}r-\frac{mxz}{r^3}। উভয় দিকে r2r^2 গুণ করে এবং rz′=mzrz'=mz ব্যবহার করলে

    r2z′′=mrz′−mxzr=m2z−xz′r^2z''=mrz'-\frac{mxz}r=m^2z-xz'।

    অতএব (1+x2)d2zdx2+xdzdx−m2z=0\boxed{(1+x^2)\frac{d^2z}{dx^2}+x\frac{dz}{dx}-m^2z=0}। এটি ঘোষিত সংশোধিত পরিচিতির প্রমাণ; উৎসের বিকৃত দ্বিতীয়-অন্তরজ পদকে সত্য বলে চালানো নয়।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন