Q.

Let  f:RR be a function defined by f(x)=4x4x+2 and M=f(a)f(1-a)xsin4(x(1-x))dx, N=f(a)f(1-a)sin4(x(1-x))dx, a12. If αM=βN, α,βN, then the least value of α2+β2 is equal to ______ .             [2024]


Ans.

(5)

We have, f(a)=4a4a+2

and f(1-a)=4(1-a)41-a+2=41·4-a41·4-a+2=41·4-a4-a(4+2·4a)=4(4+2·4a)=22+4a

f(a)+f(1-a)=4a4a+2+22+4a=4a+24a+2=1

M=f(a)f(1-a)xsin4[x(1-x)]dx,

N=f(a)f(1-a)sin4[x(1-x)]dx

M=f(a)f(1-a)(1-x)sin4[(1-x)(1-1+x)]dx

M=f(a)f(1-a)(1-x)sin4[x(1-x)]dx

f(a)f(1-a)sin4[x(1-x)]dx-f(a)f(1-a)xsin4[x(1-x)]dx

M=N-M2M=NMN=12

MN=βα=12β=1,α=2

Then, the least value of α2+β2=4+1=5