असततता और अवकलनीयता प्रश्न 1
प्रश्न 1 - 24 जनवरी - शिफ्ट 1
मान लीजिए $$ f(x) = \begin{cases} x^2 \sin \left(\frac{1}{x}\right) & \text{यदि } x \neq 0 \\ 0 & \text{यदि } x = 0 \end{cases} $$ तब (x = 0) पर
(1) $f$ असतत नहीं है लेकिन अवकलनीय नहीं है
(2) $f$ असतत नहीं है लेकिन $f^{\prime}$ असतत है
(3) $f$ और $f^{\prime}$ दोनों असतत नहीं है
(4) $f^{\prime}$ असतत नहीं है लेकिन अवकलनीय नहीं है
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उत्तर: (2)
समाधान:
सूत्र: एक बिंदु पर फलन की असततता , एक बिंदु पर अवकलनीयता
$f(x)$ की असततता: $f(0^{+})=h^{2} \cdot \sin \frac{1}{h}=0$
$f(0^{-})=(-h)^{2} \cdot \sin (\frac{-1}{h})=0$
$f(0)=0$
$\because \ \text{बाईं ओर की सीमा} = \text{दाईं ओर की सीमा} = f(0)$
$\Rightarrow \ f(x)$ $x=0$ पर असतत नहीं है
$f^{\prime}(0^{+})=\lim _{h \to 0} \frac{f(0+h)-f(0)}{h}=\frac{h^{2} \cdot \sin (\frac{1}{h})-0}{h}=0$
$f^{\prime}(0^{-})=\lim _{h \to 0} \frac{f(0-h)-f(0)}{-h}=\frac{h^{2} \cdot \sin (\frac{1}{-h})-0}{-h}=0$
$\because \ \text{बाईं ओर के अवकलज} = \text{दाईं ओर के अवकलज}$ $x=0$ पर
$\Rightarrow \ f(x)$ $x=0$ पर अवकलनीय है
$f^{\prime}(x)=2 x \cdot \sin (\frac{1}{x})+x^{2} \cdot \cos (\frac{1}{x}) \cdot \frac{-1}{x^{2}}$
$f^{\prime}(x)=\begin{cases} 2 x \cdot \sin (\frac{1}{x})-\cos (\frac{1}{x}), & x \neq 0 \\ 0, & x=0\end{cases}$
$\Rightarrow f^{\prime}(x)$ असतत है (क्योंकि $\cos (\frac{1}{x})$ बहुत असतत है)