Q.

Let (x,y) be such that sin-1(ax)+cos-1(y)+cos-1(bxy)=π2.

Match the statements in Column I with statements in Column II and indicate your answer by darkening the appropriate bubbles in the 4×4 matrix given in the ORS.     [2007]

  Column I   Column II
(A) If a=1 and b=0, then (x,y) (p) lies on the circle x2+y2=1
(B) If a=1 and b=1, then (x,y) (q) lies on (x2-1)(y2-1)=0
(C) If a=1 and b=2, then (x,y) (r) lies on y=x
(D) If a=2 and b=2, then (x,y) (s) lies on (4x2-1)(y2-1)=0

 

1 (A) → s; (B) → p; (C) → q; (D) → q  
2 (A) → s; (B) → p; (C) → q; (D) → p  
3 (A) → s; (B) → q; (C) → p; (D) → p  
4 (A) → p; (B) → q; (C) → p; (D) → s  

Ans.

(4)

(A) → p; (B) → q; (C) → p; (D) → s

sin-1(ax)+cos-1y+cos-1(bxy)=π2

⇒cos-1y+cos-1(bxy)=π2-sin-1(ax)=cos-1(ax)

       Let cos-1y=α,  cos-1(bxy)=β,  cos-1(ax)=γ

Then y=cosα,  bxy=cosβ,  ax=cosγ

∴  we get  α+β=γ and cosβ=bxy

⇒cos(γ-α)=cosβ=bxy

⇒cosγcosα+sinγsinα=bxy

⇒axy+sinγsinα=bxy⇒(a-b)xy=-sinαsinγ

⇒(a-b)2x2y2=sin2α sin2γ

                              =(1-cos2α)(1-cos2γ)

∴  (a-b)2x2y2=(1-y2)(1-a2x2)     ⋯(1)

(A)  For a=1, b=0, equation (i) reduces to

            x2y2=(1-x2)(1-y2)⇒x2+y2=1

(B)  For a=1, b=1, equation (i) becomes

           (1-x2)(1-y2)=0⇒(x2-1)(y2-1)=0

(C)  For a=1, b=2, equation (i) reduces to

           x2y2=(1-x2)(1-y2)⇒x2+y2=1

(D)  For a=2, b=2, equation (i) reduces to

           0=(1-4x2)(1-y2)⇒(4x2-1)(y2-1)=0