Q.

If 0π5cosx(1+cosxcos3x+cos2x+cos3xcos3x)dx1+5cosx=kπ16, then k is equal to ______.       [2023]


Ans.

(13)

Let

 I=0π5cosx(1+cosx·cos3x+cos2x+cos3x·cos3x)1+5cosxdx                ...(i)

I=0π 5cos(π-x)(1+cos(π-x)·cos3(π-x)+cos2(π-x)+cos3(π-x)·cos3(π-x))1+5cos(π-x)dx

 I=0π 5-cosx(1+cosx·cos3x+cos2x+cos3x·cos3x)dx1+5-cosx           ...(ii)

Adding (i) and (ii), we get

     2I=0π(1+cosx·cos3x+cos2x+cos3x·cos3x)dx

 2I=20π/2(1+cosx·cos3x+cos2x+cos3x·cos3x)dx        ...(iii)

  I=0π/2(1+sinx(-sin3x)+sin2x-sin3x·sin3x)dx            ...(iv)

Adding (iii) and (iv), we get

2I=0π/2(3+cos4x+cos3x·cos3x-sin3x·sin3x)dx

      2I=0π/23+cos4x+(cos3x+3cosx4)cos3x-sin3x(3sinx-sin3x4)dx

2I=0π/2(3+cos4x+14+34cos4x)dx

2I=134×π2+74(sin4x4)0π/2I=13π16

Hence, k=13