अवकलज के अनुप्रयोग प्रश्न 2
प्रश्न 2 - 2024 (27 जनवरी शिफ्ट 2)
मान लीजिए $g(x)=3 f\left(\frac{x}{3}\right)+f(3-x)$ और $f^{\prime \prime}(x)>0$ सभी $x \in(0,3)$ के लिए। यदि $g$ अंतराल $(0, \alpha)$ में घटती है और $(\alpha, 3)$ में बढ़ती है, तो $8 \alpha$ है
(1) 24
(2) 0
(3) 18
(4) 20
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उत्तर (3)
समाधान
$g(x)=3 f\left(\frac{x}{3}\right)+f(3-x)$ और $f^{\prime \prime}(x)>0 \forall x \in(0,3) \Rightarrow f^{\prime}(x)$ एक बढ़ती फलन है
$g^{\prime}(x)=3 \times \frac{1}{3} \cdot f^{\prime}\left(\frac{x}{3}\right)-f^{\prime}(3-x)$
$=f^{\prime}\left(\frac{x}{3}\right)-f^{\prime}(3-x)$
यदि $g$ अंतराल $(0, \alpha)$ में घटती है
$g^{\prime}(x)<0$
$f^{\prime}\left(\frac{x}{3}\right)-f^{\prime}(3-x)<0$
$f^{\prime}\left(\frac{x}{3}\right)<f^{\prime}(3-x)$
$\Rightarrow \frac{x}{3} < 3-x$
$\Rightarrow x<\frac{9}{4}$
यदि $g$ अंतराल $(\alpha,3)$ में बढ़ती है
$g^{\prime}(x)>0$
$f^{\prime}\left(\frac{x}{3}\right)-f^{\prime}(3-x)>0$
$f^{\prime}\left(\frac{x}{3}\right)>f^{\prime}(3-x)$
$\Rightarrow \frac{x}{3}>3-x$
$\Rightarrow x>\frac{9}{4}$
अतः $\alpha=\frac{9}{4}$
तब $8 \alpha=8 \times \frac{9}{4}=18$