Q 1 :    

Let f:RR be a function given by f(x)={1-cos2xx2,x<0α,x=0,β1-cosxx,x>0

 

where α,βR. If f is continuous at x=0, then α2+β2 is equal to      [2024]

  • 3

     

  • 6

     

  • 12

     

  • 48

     

(C)

f(x)={1-cos2xx2,x<0α,x=0,β1-cosxx,x>0

f(x) is continuous at x=0

f(0)=limx0-f(x)=limx0+f(x)

Now, limx0-f(x)=f(0)

     limx0-f(x)=αlimx0-(1-cos2xx2)=α

limx0-2sin2xx2=αlimh02sin2hh2=αα=2

Also, limx0+f(x)=f(0)

limx0+β1-cosxx=2limh0β1-coshh=2

limh0β2sinh2h=2limh0β2sinh22×h2=2

β2=2β=22

Hence, α2+β2=4+8=12

 



Q 2 :    

If the function f(x)={72x-9x-8x+12-1+cosx,x0aloge 2loge3,x=0 is continuous at x=0, then the value of a2 is equal to               [2024]

  • 746

     

  • 968

     

  • 1250

     

  • 1152

     

(D)

f(x)={72x-9x-8x+12-1+cosx,x0aloge 2loge3,x=0

     f(x) is continuous at x=0

f(0)=limx072x-9x-8x+12-1+cosx

=limx0(9x-1)(8x-1)(2+1+cosx)(1-cosx)x2×x2

=limx0(9x-1x)(8x-1x)(2+1+cosx)(2sin2x24×x24)

=limx02(9x-1x)(8x-1x)(2+1+cosx)(sinx2x2)2

=2×(loge9loge8(22))=42×2×3loge2loge3

=242loge2loge3=aloge2loge3                       ( Given)

a=242

Hence, a2=1152



Q 3 :    

If the function f(x)=sin3x+αsinx-βcos3xx3, xR, is continuous at x=0, then f(0) is equal to             [2024]

  • -4

     

  • -2

     

  • 2

     

  • 4

     

(A)

f(x)=sin3x+αsinx-βcos3xx3

f(0)=limx0(3x-27x36+)+α(x-x36+)-β(1-9x22+)x3

=limx0-β+x(3+α)+x292β+x3(-92-α6)x3          (Rest of the term will be zero)

Since this limit exists so, β=0

3+α=0 and 92β=0

α=-3

    f(0)=limx0(-92-α6)x3x3=-92+36

=-246=-4

So, f(0)=-4 

 



Q 4 :    

Let f(x)=x5+2x3+3x+1, xR, and g(x) be a function such that g(f(x))=x for all xR. Then g(7)g'(7) is equal to        [2024]

  • 1

     

  • 7

     

  • 42

     

  • 14

     

(D)

We have, g(f(x))=x

On differentiating w.r.t. x, we get g'(f(x))·f'(x)=1

g'(f(x))=1f'(x)                                   ...(i)

Now, put f(x)=7, we get x5+2x3+3x+1=7

x5+2x3+3x-6=0

x=1 is the only solution because this function is increasing

g(7)=1                                                    ...(ii)

Now, g'(7)=1f'(1)                              [By (i) and (ii)]

=15+6+3=114

g(7)g'(7)=14

 



Q 5 :    

If (θ)=2cosθ+cos2θcos3θ+4cos2θ+5cosθ+2, then at θ=π2, y''+y'+y is equal to      [2024]

  • 1

     

  • 32

     

  • 2

     

  • 12

     

(C)

We have, y=2cosθ+cos2θcos3θ+4cos2θ+5cosθ+2

=2cosθ+2cos2θ-14cos3θ-3cosθ+8cos2θ-4+5cosθ+2

=2cos2θ+2cosθ-14cos3θ+8cos2θ+2cosθ-2

=2cos2θ+2cosθ-12cosθ(2cos2θ+2cosθ-1)+4cos2θ+4cosθ-2

=2cos2θ+2cosθ-12cosθ(2cos2θ+2cosθ-1)+2(2cos2θ+2cosθ-1)

=12cosθ+2

=12(1cosθ+1)

y'(θ)=12[sinθ(1+cosθ)2]

y''(θ)=12[cosθ(1+cosθ)2+sin2θ·2(1+cosθ)(1+cosθ)4]

=12[cosθ(1+cosθ)+2sin2θ(1+cosθ)3]

at θ=π2, y'=12, y''=1 and y=12

So, y''+y'+y=1+12+12=2

 



Q 6 :    

Let f:[-1,2]R be given by f(x)=2x2+x+[x2]-[x], where [t]denotes the greatest integer less than or equal to t. The number of points, where f is not continuous, is                [2024]

  • 4

     

  • 6

     

  • 5

     

  • 3

     

(A)

f(x)=2x2+x+[x2]-[x]

We check continuity at

x=0,1,2,-1,2,3

At x=0

LHL=limx0-f(x)=0+0+0-(-1)=1

RHL=limx0+f(x)=0+0+0-(0)=-0

∵   LHLRHL at x=0

   f(x) is not continuous at x=0

        At x=1

LHL=limx1-f(x)=2+1+0-0=3

RHL=limx1+f(x)=2+1+1-1=3

f(1)=2+1+1-1=3

∵  LHL=RHL=f(x) at x=1

  f(x) is continuous at x=1

At   x=2

LHL=limx2-f(x)=8+2+3-1=12

RHL=limx2+f(x)=8+2+4-2=12

f(2)=8+2+4-2=12

∵  LHL=RHL=f(x) at x=2

  f(x) is continuous at x=2

At  x=2

LHL=limx2-f(x)=4+2+1-1=4+2

RHL=limx2+f(x)=4+2+2-1=5+2

∵   LHLRHL at x=2

   f(x) is not continuous at x=2

Similarly, LHLRHL at x=-1 and 3

So there are 4 points of discontinuity.



Q 7 :    

If f(x)={x3sin(1x),x00,x=0, then                [2024]

  • f''(0)=0

     

  • f''(0)=1

     

  • f''(2π)=12-π22π

     

  • f''(2π)=24-π22π

     

(D)

f(x)={x3sin1x,x00,x=0,

It is a differentiable function.

   f'(x)=3x2sin1x+x3cos1x(-1x2)

            =3x2sin1x-xcos1x

           f''(x)=6xsin1x-3cos1x-cos1x-sin1xx

          f''(2π)=6×2π-π2=24-π22π

 



Q 8 :    

Suppose for a differentiable function h,h(0)=0,h(1)=1 and h'(0)=h'(1)=2. If g(x)=h(ex)eh(x), then g'(0) is equal to        [2024]

  • 8

     

  • 5

     

  • 3

     

  • 4

     

(D)

We have, g(x)=h(ex)eh(x)

g'(x)=h(ex)eh(x)h'(x)+eh(x)h'(ex)·ex

g'(0)=h(1)eh(0)h'(0)+eh(0)h'(1)=1×2+2=4

 



Q 9 :    

For a,b>0, let f(x)={tan((a+1)x)+btan xx,x<03,x=0ax+b2x2-axbaxx,x>0  be a continuous function at x=0. Then ba is equal to              [2024]

  • 5

     

  • 6

     

  • 8

     

  • 4

     

(B)

We have, f(x) is continuous at x=0.

     f(0-)=f(0)=f(0+)

   limx0-f(x)=limx0-tan[(a+1)x]+btanxx

                  =limx0-tan[(a+1)x](a+1)x×(a+1)+blimx0-tanxx

                  =a+1+b=3                            [f(0)=3]

and limx0+f(x)=limx0+ax+b2x2-axba xx

=limx0+a+b2x-abax×a+b2x+aa+b2x+a

=limx0+b2xba x(a+b2x+a)

=limx0+b2ba(a+b2x+a)=b2ba(a+0+a)=b2a=3

   a+1+b=3 and b2a=3ba=6

 



Q 10 :    

Let f(x)=ax3+bx2+cx+41 be such that f(1)=40,f'(1)=2  and f''(1)=4. Then a2+b2+c2 is equal to             [2024]

  • 73

     

  • 62

     

  • 54

     

  • 51

     

(D)

We have, f(x)=ax3+bx2+cx+41

f(1)=40a+b+c+41=40a+b+c=-1              ...(i)

f'(1)=23a+2b+c=2                                                           ...(ii)

Also, f''(x)=6ax+2b

f''(1)=46a+2b=4                                                                ...(iii)

On solving (i), (ii), and (iii), we get a=-1,b=5,c=-5

    a2+b2+c2=1+25+25=51