Q 11 :    

If logey=3sin-1x, then (1-x2)y''-xy' at x=12 is equal to             [2024]

  • 9eπ6

     

  • 9eπ2

     

  • 3eπ6

     

  • 3eπ2

     

(B)

logey=3sin-1x

Differentiating w.r.t. 'x' we get

1yy'=31-x2

y'=3y1-x2                                                                    ...(i)

Again differentiating w.r.t. 'x' we get

y''=3[1-x2y'-y121-x2(-2x)(1-x2)]

(1-x2)y''=3[1-x2·3y1-x2+xy1-x2]         [Using (i)]

                              =3[3y+xy1-x2]

Now, y'(12)=3e3sin-1(12)1-14=3eπ/232=23eπ/2

(1-x2)y''(x) at (x=12)=3[3eπ/2+12eπ/232]

=3[3eπ/2+13eπ/2]=3eπ/2[3+13]

So, (1-x2)y''-xy' at x=12 is given by

3eπ/2[3+13]-12(23eπ/2)=9eπ/2

 



Q 12 :    

Let f:RR be defined as f(x)={a-bcos2xx2;x<0x2+cx+2;0x12x+1;x>1

 

If f is continuous everywhere in R and m is the number of points where f is NOT differential, then m+a+b+c equals              [2024]

  • 3

     

  • 1

     

  • 4

     

  • 2

     

(D)

Given, f(x) is continuous everywhere

f(0-)=f(0)2b=2b=1

f(1)=f(1+)3+c=3c=0

Since, f(0-)=2

=limh0a-bcos2hh2=limh0a-b{1-4h22!+16h44!-}h2

=limh0(a-b)+b{2h2-23h4}h2

=for limit to exist a-b=0 and limit is 2b           a=b=1

Now, Lf'(0)=limx01-cos2hh2-2-h

=limx01-(1-4h22!+16h24!)-2h2-h3=0

Also, Rf'(0)=limx0(0+h)2+2-2h=0

   m=0

   m+a+b+c=0+1+1+0=2

 



Q 13 :    

Consider the function,

f(x)={a(7x-12-x2)b|x2-7x+12|,x<32sin(x-3)x-[x],x>3b,x=3

where [x] denotes the greatest integer less than or equal to x. If S denotes the set of all ordered pairs (a,b) such that f(x) is continuous at x=3, then the number of elements in S is:                 [2024]

  • 2

     

  • Infinitely many

     

  • 1

     

  • 4

     

(C)

As f(x) is continuous at x=3.

So, LHL=RHL = f(a)

limx3-a(7x-12-x2)b|x2-7x+12|=limx3+2sin(x-3)x-[x]=b

-ab=21=b                                     [limn0sinnn=1]

 b=2,a=-4  Number of elements in S=1



Q 14 :    

If f(x)=|2cos4x2sin4x3+sin22x3+2cos4x2sin4xsin22x2cos4x3+2sin4xsin22x|, then 15f'(0) is equal to                 [2024]

  • 1

     

  • 2

     

  • 0

     

  • 6

     

(C)

 



Q 15 :    

Suppose f(x)=(2x+2-x)tanxtan-1(x2-x+1)(7x2+3x+1)3Then the value of f'(0) is equal to            [2024]

  • π

     

  • π2

     

  • 0

     

  • π

     

(4)

We have, f(x)=(2x+2-x)tanxtan-1(x2-x+1)(7x2+3x+1)3

Let A(x)=(2x+2-x), B(x)=tanx and C(x)=tan-1(x2-x+1)

A'(x)=2xlog2-2-xlog2=(2x-2-x)log2,

B'(x)=sec2x

and C'(x)=12tan-1(x2-x+1)×11+(x2-x+1)2×(2x-1)

=(2x-1)2(1+(x2-x+1)2)tan-1(x2-x+1)

A(0)=2, B(0)=0, and C(0)=π4=π2

Also, A'(0)=0, B'(0)=1, and C'(0)=-12π

Now, f'(x)=[A'(x)B(x)C(x)+A(x)B'(x)C(x)+A(x)B(x)C'(x)]-A(x)B(x)C(x)[3(7x2+3x+1)2(14x+3)](7x2+3x+1)6

f'(0)=[A'(0)B(0)C(0)+A(0)B'(0)C(0)+A(0)B(0)C'(0)]-A(0)B(0)C(0)[3(1)2(3)](1)6

=(0+2×1×π2+0)-0=π



Q 16 :    

Let y=loge(1-x21+x2), -1<x<1. Then at x=12, the value of 225(y'-y'') is equal to           [2024]

  • 746

     

  • 736

     

  • 742

     

  • 732

     

(2)

We have, y=loge(1-x21+x2)

y=loge(1-x2)-loge(1+x2)

y'=11-x2×(-2x)-11+x2×(2x)

y'=-4x1-x4y''=(1-x4)(-4)-(-4x)(-4x3)(1-x4)2

y''=-4(1+3x4)(1-x4)2

Now, 225(y'-y'')=225[-4x1-x4+4(1+3x4)(1-x4)2]

225(y'-y'') at x=12 is equal to 225[-4×121-116+4(1+316)(1-116)2]=736



Q 17 :    

Let g:RR be a non constant twice differentiable function such that g'(12)=g'(32). If a real valued function f is defined as f(x)=12[g(x)+g(2-x)], then                [2024]

  • f''(x)=0 for no x in (0, 1)

     

  • f'(32)+f'(12)=1

     

  • f''(x)=0 for at least two x in (0, 2)

     

  • f''(x)=0 for exactly one x in (0, 1)

     

(3)

We have, f(x)=12[g(x)+g(2-x)]

So f'(x)=12(g'(x)+g'(2-x)(-1))=12(g'(x)-g'(2-x))

      f'(12)=12(g'(12)-g'(2-12))

       =12(g'(12)-g'(32))=0                               [    g'(12)=g'(32)]

Similarly f'(32)=12(g'(32)-g'(12))=0

Now, f'(x)=0 when x=12 and 32

So, f''(x) has at least two roots in (0,2).           [By Rolle's theorem]

 



Q 18 :    

Let f:R-{0}R be a function satisfying f(xy)=f(x)f(y) for all x,y,f(y)0. If f'(1)=2024, then           [2024]

  • xf'(x)+f(x)=2024

     

  • xf'(x)-2024f(x)=0

     

  • xf'(x)-2023f(x)=0

     

  • xf'(x)+2024f(x)=0

     

(2)

We have, f(xy)=f(x)f(y) and f'(1)=2024

On putting x=y=1, we get 

f(1)=1                                                                                      ...(i)

Also, on putting x=1, we get 

f(1y)=f(1)f(y)=1f(y)             (Using (i))

f(y)=±yn  (∵   If f(x)f(1x)=1, then f(x)=±xn)

f(y)=yn             (∵ f(1)=1)

f'(y)=nyn-1  f'(1)=n=2024

Now, f(x)=x2024

f'(x)=2024x2023  xf'(x)=2024x2024

  xf'(x)-2024x2024=0

 



Q 19 :    

Let g(x) be a linear function and f(x)={g(x),x0(1+x2+x)1x,x>0, is continuous at x=0. If f'(1)=f(-1), then the value of g(3) is        [2024]

  • loge(49)-1

     

  • 13loge(49)+1

     

  • 13loge(49e1/3)

     

  • loge(49e1/3)

     

(4)

f(x)={g(x),x<0(1+x2+x)1x,x>0 is continuous at x=0

Let g(x)=px+q

Since, f(x) is continuous at, x=0.

  g(x)=p(x) (q=0)

Now, f'(1)=f(-1),  y=(1+x2+x)1/x

logy=log(1+x2+x)1/xlogy=1xlog(1+x2+x)

1ydydx=-1x2log(1+x2+x)+1x×(11+x2+x)×(x+2)-(x+1)(2+x)2

at x=1

     f'(1)=23[-log(23)+32(19)]-23log(23)+19

and at x=-1

f(-1)=-p=-23log(23)+19p=23log(23)-19

g(3)=3p=2log(23)-13=log(49)+loge-1/3

=log(49e1/3)



Q 20 :    

If f(x)=|x32x2+11+3x3x2+22xx3+6x3-x4x2-2| for all xR, then 2f(0)+f'(0) is equal to             [2024]

  • 18

     

  • 42

     

  • 48

     

  • 24

     

(2)

f(x)=|x32x2+11+3x3x2+22xx3+6x3-x4x2-2|

f(0)=|01120604-2|=12

f'(0)=|00320604-2|+|01102004-2|+|011206-100|

            =24+0-6=18

2f(0)+f'(0)=2×12+(18)=24+1842