Q.

The value of the integral ∫0π/4x dxsin4(2x)+cos4(2x) equals:          [2024]

1 2π216    
2 2π28  
3 2π264  
4 2π232  

Ans.

(4)

Let I=∫0π/4xdxsin4(2x)+cos4(2x)

Put 2x=t

⇒2dx=dt⇒dx=dt2     ∴  I=∫0π/2t/2·dt/2sin4t+cos4t

⇒I=14∫0π/2t dtsin4t+cos4t                                                 ...(i)

⇒I=14∫0π/2(π2-t) dtsin4t+cos4t                                                 ...(ii)

Adding (i) and (ii), we get

2I=π8∫0π/2dtsin4t+cos4t⇒2I=π8∫0π/2sec4t dttan4t+1

Let tant=y⇒sec2t dt=dy

∴  2I=π8∫0∞(1+y2) dy1+y4

⇒2I=π8∫0∞(1y2+1) dyy2+1y2-2+2=π8∫0∞(1y2+1) dy(y-1y)2+2

Let y-1y=u⇒(1+1y2)dy=du, we get 2I=π8∫-∞∞duu2+2

⇒2I=π8[12tan-1(u2)]-∞∞

⇒2I=π8[12tan-1(∞)-12tan-1(-∞)]

⇒I=π162(π2+π2)=π2162=2π232