अवकल समीकरण प्रश्न 7
प्रश्न 7 - 2024 (27 जनवरी शिफ्ट 2)
यदि $y=y(x)$ अवकल समीकरण $\left(x^{2}-4\right) d y-\left(y^{2}-3 y\right) d x=0$ का हल वक्र है, $x>2, y(4)=\frac{3}{2}$ और वक्र की ढलान कभी शून्य नहीं होती, तो $y(10)$ का मान है :
(1) $\frac{3}{1+(8)^{1 / 4}}$
(2) $\frac{3}{1+2 \sqrt{2}}$
(3) $\frac{3}{1-2 \sqrt{2}}$
(4) $\frac{3}{1-(8)^{1 / 4}}$
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उत्तर (1)
समाधान
$ \begin{aligned} & \left(x^{2}-4\right) d y-\left(y^{2}-3 y\right) d x=0 \\ \Rightarrow & \int \frac{d y}{y^{2}-3 y}=\int \frac{d x}{x^{2}-4} \\ \Rightarrow & \frac{1}{3} \int \frac{y-(y-3)}{y(y-3)} d y=\int \frac{d x}{x^{2}-4} \\ \Rightarrow & \frac{1}{3}(\ln |y-3|-\ln |y|)=\frac{1}{4} \ln \left|\frac{x-2}{x+2}\right|+C \\ \Rightarrow & \frac{1}{3} \ln \left|\frac{y-3}{y}\right|=\frac{1}{4} \ln \left|\frac{x-2}{x+2}\right|+C \end{aligned} $
$ x=4, y=\frac{3}{2} $ पर
$\therefore C=\frac{1}{4} \ln 3$
$\therefore \frac{1}{3} \ln \left|\frac{y-3}{y}\right|=\frac{1}{4} \ln \left|\frac{x-2}{x+2}\right|+\frac{1}{4} \ln (3)$
$ x=10 $ पर
$ \Rightarrow\frac{1}{3} \ln \left|\frac{y-3}{y}\right|=\frac{1}{4} \ln \left|\frac{2}{3}\right|+\frac{1}{4} \ln (3)$
$ \Rightarrow \ln \left|\frac{y-3}{y}\right|=\ln 2^{3 / 4}, \forall x>2, \frac{dy}{dx}<0 $
क्योंकि $ y(4)=\frac{3}{2} \Rightarrow y \in(0,3) $
$\Rightarrow -y+3=8^{1 / 4} \cdot y$
$y=\frac{3}{1+8^{1 / 4}}$