Q.

Let y = y(x) be the solution of the differential equation (x2+4)2dy+(2x3y+8xy-2)dx=0. If y(0) = 0, then y(2) is equal to        [2024]

1 2π  
2 π16  
3 π8  
4 π32  

Ans.

(4)

We Have, (x2 + 4)2dy + (2x3y + 8xy - 2)dx = 0

⇒  dydx + y(2x3 + 8x)(x2 + 4)2 = 2(x2 + 4)2

⇒  dydx + 2xyx2 + 4 = 2(x2 + 4)2

IF = e∫2xx2 + 4 dx = eloge (x2 + 4) = x2 + 4

∴ Solution is y(x2 + 4) = ∫2(x2 + 4)2 × (x2 + 4) dx + C

⇒  y(x2 + 4) = ∫2x2+ 4 dx + C

⇒  y(x2 + 4) = 2 × 12 tan-1(x2) + C

⇒  y(x2 + 4) = tan-1(x2) + C                   ... (i)

Now. We have y(0) = 0

⇒  0·(0 + 4) = tan-1(0) + C   ⇒   C = 0

∴   y(x2 + 4) = tan-1x2

So, at x = 2

y(4 + 4) = tan-1 (22)   ⇒   y = 18 × tan-1 1 = 18 × π4

⇒  y = π32