निश्चित समाकलन प्रश्न 4
प्रश्न 4 - 24 जनवरी - विस्थापन 2
मान लीजिए $f$ एक अवकलनीय फलन है जो $[0, \frac{\pi}{2}]$ पर परिभाषित है जैसे कि $f(x)>0$ और
$f(x)+\int_0^{x} f(t) \sqrt{1-(\log _e f(t))^{2}} dt=e, \forall x \in[0, \frac{\pi}{2}]$.
तो $(6 \log _e f(\frac{\pi}{6}))^{2}$ के बराबर है
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उत्तर: 27
समाधान:
सूत्र: लेब्निज सूत्र , समाकलन द्वारा प्रतिस्थापन , अनिश्चित समाकलन के मानक सूत्र
$f(x)+\int_0^{x} f(t) \sqrt{1-(\log _e f(t))^{3}} d t=e$
$\Rightarrow f(0)=e$
$f^{\prime}(x)+f(x) \sqrt{1-(\ln f(x))^{2}}=0$
$f(x)=y$
$\frac{d y}{d x}=-y \sqrt{1-(\ln y)^{2}}$
$\int \frac{d y}{y \sqrt{1-(\ln y)^{2}}}=-\int dx$
$\ln y=t$ रखें
$\int \frac{dt}{\sqrt{1-t^{2}}}=-x+C$
$\Rightarrow \ \sin ^{-1} t=-x+C $
$\Rightarrow \sin ^{-1}(\ln y)=-x+C$
$\Rightarrow \ \sin ^{-1}(\ln f(x))=-x+C$
$f(0)=e$
$\Rightarrow \frac{\pi}{2}=C$
$\Rightarrow \sin ^{-1}(\ln f(x))=-x+\frac{\pi}{2}$
$\Rightarrow \sin ^{-1}(\ln f(\frac{\pi}{6}))=\frac{-\pi}{6}+\frac{\pi}{2}$
$\Rightarrow \sin ^{-1}(\ln f(\frac{\pi}{6}))=\frac{\pi}{3}$
$\Rightarrow \ln f\left(\frac{\pi}{6}\right)=\frac{\sqrt{3}}{2}$, हमें $ 6 \times \ln f\left(\frac{\pi}{6}\right) \Rightarrow \left(6 \times \frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2=27$.