असततता और अवकलनीयता प्रश्न 9
प्रश्न 9 - 2024 (31 जनवरी शिफ्ट 1)
मान लीजिए $g(x)$ एक रैखिक फलन है और $f(x)=\begin{cases}g(x) & , x \leq 0 \\ \left(\frac{1+x}{2+x}\right)^{\frac{1}{x}} & , x>0\end{cases}$, $x=0$ पर असतत नहीं है। यदि $f^{\prime}(1)=f(-1)$, तो $g(3)$ का मान है
(1) $\frac{1}{3} \log _e\left(\frac{4}{9 e^{1 / 3}}\right)$
(2) $\frac{1}{3} \log _e\left(\frac{4}{9}\right)+1$
(3) $\log _{\circ}\left(\frac{4}{9}\right)-1$
(4) $\log _6\left(\frac{4}{9 e^{1 / 3}}\right)$
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उत्तर (4)
समाधान
मान लीजिए $g(x)=a x+b$
अब फलन $f(x)$ $x=0$ पर असतत नहीं है
$\therefore \lim _{x \rightarrow 0^{+}} f(x)=f(0)$
$\Rightarrow \lim _{x \rightarrow 0}\left(\frac{1+x}{2+x}\right)^{\frac{1}{x}}=b$
$\Rightarrow 0=b$
$\therefore g(x)=a x$
अब, $\mathbf{x}>0$ के लिए
$f^{\prime}(x)=\frac{1}{x} \cdot\left(\frac{1+x}{2+x}\right)^{\frac{1}{x}-1} \cdot \frac{1}{(2+x)^{2}}$
$+\left(\frac{1+x}{2+x}\right)^{\frac{1}{x}} \cdot \ln \left(\frac{1+x}{2+x}\right) \cdot\left(-\frac{1}{x^{2}}\right)$
$\therefore f^{\prime}(1)=\frac{1}{9}-\frac{2}{3} \cdot \ln \left(\frac{2}{3}\right)$
और $f(-1)=g(-1)=-a$
$\therefore a=\frac{2}{3} \ln \left(\frac{2}{3}\right)-\frac{1}{9}$
$\therefore g(3)=2 \ln \left(\frac{2}{3}\right)-\frac{1}{3}$
$=\ln \left(\frac{4}{9 \cdot e^{1 / 3}}\right)$