कर्व के तल क्षेत्रफल प्रश्न 3
प्रश्न 3 - 2024 (01 फरवरी शिफ्ट 2)
जिन सभी संभावित मानों के वर्गों के योग के लिए, वक्र $2 y^{2}=kx$ और $ky^{2}=2(y-x)$ द्वारा सीमित क्षेत्र का क्षेत्रफल अधिकतम होता है, उनके वर्गों के योग के बराबर है:
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उत्तर (8)
समाधान
$k y^{2}=2(y-x)$
$2 y^{2}=kx$
प्रतिच्छेद बिंदु $\rightarrow$
$ky^{2}=\left(y-\frac{2 y^{2}}{k}\right)$
$y=0 \quad and \quad ky=2\left(1-\frac{2 y}{k}\right)$
$ky+\frac{4 y}{k}=2$
$y=\frac{2}{k+\frac{4}{k}}=\frac{2 k}{k^{2}+4}$
$A=\int _0^{\frac{2 k}{k^{2}+4}}\left(\left(y-\frac{k y^{2}}{2}\right)-\left(\frac{2 y^{2}}{k}\right)\right) \cdot d y$
$=\frac{y^{2}}{2}-\left.\left(\frac{k}{2}+\frac{2}{k}\right) \cdot \frac{y^{3}}{3}\right| _0 ^{\frac{2 k}{k^{2}+4}}$
$=\left(\frac{2 k}{k^{2}+4}\right)^{2}\left[\frac{1}{2}-\frac{k^{2}+4}{2 k} \times \frac{1}{3} \times \frac{2 k}{k^{2}+4}\right]$
$=\frac{1}{6} \times 4 \times\left(\frac{1}{k+\frac{4}{k}}\right)^{2}$
$A \cdot M \geq G \cdot M $
$\frac{\left(k+\frac{4}{k}\right)}{2} \geq 2$
$k+\frac{4}{k} \geq 4$
जब $k=\frac{4}{k}$ होता है तब क्षेत्रफल अधिकतम होता है
$k=2,-2$
सभी संभावित मानों के वर्गों के योग $(2)^2+(-2)^2=8$ है