Q.

Match the Statements/Expressions in Column I with the Statements/Expressions in Column II and indicate your answer by darkening the appropriate bubbles in the 4×4 matrix given in the ORS.                               [2008]

  Column I   Column II
(A) The minimum value of x2+2x+4x+2 is (p) 0
(B) Let A and B be 3×3 matrices of real numbers, where A is symmetric, B is skew-symmetric, and (A+B)(A-B)=(A-B)(A+B).
If (AB)T=(-1)kAB, where (AB)T is the transpose of the matrix AB, then the possible values of k are
(q) 1
(C) Let a=log3log52. An integer k satisfying 1<2(-k+3-a)<2,
must be less than
(r) 2
(D) If sinθ=cosϕ, then the possible values of 1π(θ±ϕ-π2) are (s) 3

 

1 A → p, r, B → q, s; C → r, s; D → r  
2 A → r, B → q, s; C → r, s; D → p, r  
3 A → p, r, B → r, s; C → q, s; D → r  
4 A → q, s, B → r, s; C → p, r; D → r  

Ans.

(2)

A → r, B → q, s; C → r, s; D → p, r

(A)  Let y=x2+2x+4x+2⇒dydx=x2+4x(x+2)2

         Now put dydx=0⇒x2+4x(x+2)2=0⇒x=0, -4

         Now, d2ydx2=8(x+2)3

          At x=0,  d2ydx2=1>0

         ∴  y is minimum when x=0

          ∴  Minimum value of y, i.e., x2+2x+4x+2, is 2

           ∴ (A)→(r)

(B)   Since A is a symmetric and B is a skew-symmetric matrix,

          ∴  At=A  and  Bt=-B    ⋯(i)

          Now,  (A+B)(A-B)=(A-B)(A+B)

          ⇒A2-AB+BA-B2=A2+AB-BA-B2

           ⇒2BA=2AB⇒AB=BA             ⋯(ii)

            Also, (AB)t=(-1)kAB

            ⇒(BA)t=(-1)kAB         (using (ii))

             ⇒AtBt=(-1)kAB

              ⇒-AB=(-1)kAB    [using (i)]

              ⇒k should be an odd number

               ∴ (B)→(q),(s)

(C)       a=log3log32⇒log32=3a

               ⇒1log23=3a⇒log23=3-a

                ∴  3=2 3-a              ⋯(i)

                 Now, 1<2(-k+3-a)<2⇒1<2-k23-a<2

                 ⇒1<2-k·3<2    (using (i))

                 ⇒13<2-k<23⇒32<2k<3⇒k=1

                  ∴  k is less than 2 and 3

                  ∴  (C)→(r),(s)

(D)         sinθ=cosϕ⇒cos(π2-θ)=cosϕ

                ⇒π2-θ=2nπ±ϕ,    n∈ℤ⇒θ±ϕ-π2=-2nπ

                 ⇒1π(θ±ϕ-π2)=-2n

                 For n=0,-1, possible values of 1π(θ±ϕ-π2) are 0 and 2.

                 ∴ D→(p),(r)