(ग) समुच्चय NN में संबंध RR निम्नवत् परिभाषित है R={(x,y):y=x+5,y>5}R = \{(x, y) : y = x + 5, y > 5\} तब निम्नलिखित में से कौन (a) (6,10)∈R(6, 10) \in R (b) (3,6)∈R(3, 6) \in R (c) (4,9)∈R(4, 9) \in R (d) …\dots (घ) ∫0π/4sin⁡32xcos⁡2x dx\int_0^{\pi/4} \sin^3 2x \cos 2x \, dx का मान है (a) 12\frac{1}{2} (b) 14\frac{1}{4} (c) 18\frac{1}{8} (ङ) असंभव घटनाओं की प्रायिकता होती है (a) 00 (b) 12\frac{1}{2} (c) 13\frac{1}{3} 2. निम्नलिखित सभी खण्डों को हल कीजिए। (क) cos⁡−1(12)+2sin⁡−1(12)\cos^{-1}\left(\frac{1}{2}\right) + 2\sin^{-1}\left(\frac{1}{2}\right) का मान ज्ञात कीजिए। (ख) cot⁡−1(1x2−1),x>1\cot^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{x^2 - 1}}\right), x > 1 को सरलतम रूप में लिखिए।

उत्तर: (क) 2π3\frac{2\pi}{3} (ख) sec⁡−1x\sec^{-1}x

चरण-दर-चरण हल

चरण 1: खण्ड (क): मुख्य मान ज्ञात करना

प्रतिलोम त्रिकोणमितीय फलनों के मुख्य मान ज्ञात करने के लिए, हम जानते हैं कि cos⁡(π3)=12\cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{1}{2} होता है और cos⁡−1\cos^{-1} की मुख्य शाखा का परिसर [0,π][0, \pi] है। इसी प्रकार, sin⁡(π6)=12\sin\left(\frac{\pi}{6}\right) = \frac{1}{2} होता है और sin⁡−1\sin^{-1} की मुख्य शाखा का परिसर [−π2,π2][-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}] है।

चरण 2: खण्ड (क): व्यंजक का मान परिकलित करना

प्राप्त मुख्य मानों को दिए गए व्यंजक में प्रतिस्थापित करते हैं। यहाँ 2×π6=π32 \times \frac{\pi}{6} = \frac{\pi}{3} प्राप्त होता है, जिसे π3\frac{\pi}{3} में जोड़ने पर परिणाम 2π3\frac{2\pi}{3} आता है।

चरण 3: खण्ड (ख): उचित प्रतिस्थापन चुनना

खण्ड (ख) में व्यंजक cot⁡−1(1x2−1)\cot^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{x^2 - 1}}\right) दिया गया है, जहाँ x>1x > 1 है। त्रिकोणमितीय सर्वसमिका sec⁡2θ−1=tan⁡2θ\sec^2\theta - 1 = \tan^2\theta का उपयोग करने के लिए हम x=sec⁡θx = \sec\theta मान लेते हैं, जहाँ 0<θ<π20 < \theta < \frac{\pi}{2} है।

चरण 4: खण्ड (ख): करणी को सरल करना

चूँकि x>1x > 1 है, इसलिए θ\theta प्रथम चतुर्थांश में है, जहाँ tan⁡θ>0\tan\theta > 0 होता है। अतः x2−1=tan⁡θ\sqrt{x^2 - 1} = \tan\theta प्राप्त होता है।

चरण 5: खण्ड (ख): सरलतम रूप प्राप्त करना

हम जानते हैं कि 1tan⁡θ=cot⁡θ\frac{1}{\tan\theta} = \cot\theta होता है। अतः cot⁡−1(cot⁡θ)=θ\cot^{-1}(\cot\theta) = \theta हो जाता है। अंत में θ\theta के स्थान पर sec⁡−1x\sec^{-1}x रखने पर व्यंजक का सरलतम रूप प्राप्त होता है।

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