Q.

Let S={ x∈R:0<x<1 and 2tan-1(1-x1+x)=cos-1(1-x21+x2)}. If n(S) denotes the number of elements in S, then             [2023]

1 n(S)=2 and only one element in S is less than 12  
2 n(S)=1 and the element in S is less than 12  
3 n(S)=1 and the element in S is more than 12  
4 n(S)=0  

Ans.

(2)

0<x<1

2tan-1(1-x1+x)=cos-1(1-x21+x2)                        ...(i)

Let tan-1x=θ∈(0,π4)⇒x=tanθ

⇒2tan-1(tan(π4-θ))=cos-1(cos2θ)

⇒2(π4-θ)=2θ

⇒4θ=π2  ∴ θ=π8  x=tanπ8⇒x=2-1≃0.414