Q 1 :    

Let f(x)={-2,-2x0x-2,0<x2 and h(x)=f(|x|)+|f(x)|. Then -22h(x)dx is equal to             [2024]

  • 6

     

  • 2

     

  • 4

     

  • 1

     

(2)

f(x)={-2,-2x0x-2,0<x2

h(x)=f(|x|)+|f(x)|

f(|x|)={-x-2,-2x0x-2,0<x2

|f(x)|={2,-2x0-(x-2),0<x2

So, h(x)={-x-2+2=-x,-2x0x-2-(x-2)=0,0<x2

     -22h(x)dx=-20-xdx+020dx

        =-[x22]-20=-[0-42]=2



Q 2 :    

If the value of the integral -11cosαx1+3xdx is 2π. Then, a value of α is     [2024]

  • π6

     

  • π3

     

  • π2

     

  • π4

     

(3)

Let I=-11cosαx1+3xdx                                              ....(i)

=-11cosα(1-1-x)1+31-1-xdx

(using property abf(x)dx=abf(a+b-x)dx)

I=-11cosαx1+3-xdx=-113xcosαx1+3xdx              ...(ii)

On adding (i) and (ii), we get

2I=-11cos(αx)dx=(sin(αx)α)-11

2(2π)=2sinαα  [ I=-11cosαx1+3xdx=2π (Given)]

sinαα=2πα=π2.



Q 3 :    

Let f(x)=0x(t+sin(1-et))dt,xR. Then, limx0f(x)x3 is equal to          [2024]

  • 16  

     

  • -16

     

  • 23

     

  • -23

     

(2)

Given f(x)=0x(t+sin(1-et))dt

Now, limx0f(x)x3(00 form)=limx0f'(x)3x2

=limx0x+sin(1-ex)3x2        (00 form)

=limx01+cos(1-ex)(-ex)6x       (00 form)

=limx0-sin(1-ex)(ex)2+cos(1-ex)(-ex)6=-16



Q 4 :    

The integral 0π4136sinx3sinx+5cosxdx is equal to:            [2024]

  • 3π-30loge2+20loge5

     

  • 3π-50loge2+20loge5

     

  • 3π-25loge2+10loge5

     

  • 3π-10loge(22)+10loge5

     

(2)

Let I=0π/4136sinx3sinx+5cosxdx

Let sinx=λ(3sinx+5cosx)+μ(3cosx-5sinx)

For x=0, we have 0=5λ+3μ

and for x=π/2, we have 1=3λ-5μ

Solving these two equations, we get λ=334 and μ=-534

     I=1360π/4334(3sinx+5cosx3sinx+5cosx)dx-136×5340π/43cosx-5sinx3sinx+5cosxdx

=136×334[x]0π/4-136×534ln|3sinx+5cosx|0π/4

=3π-20[ln82-ln5]=3π-20ln42+20ln5

=3π-20ln(2)52+20ln5=3π-50ln2+20ln5

 



Q 5 :    

The value of -ππ2y(1+siny)1+cos2ydy is:                  [2024]

  • π2

     

  • π22

     

  • π2

     

  • 2π2

     

(1)

Let I=-ππ2y(1+siny)1+cos2ydy

I=-ππ2y1+cos2ydyOdd function+-ππ2ysiny1+cos2ydEven function

     I=20π2ysiny1+cos2ydy                                        ...(i)

Now, I=40π(π-y)sin(π-y)1+cos2(π-y)dy

I=40π(π-y)siny1+cos2ydy                                          ...(ii)

Adding (i) and (ii), we get

2I=0π4πsiny1+cos2ydy

Let cosy=tsinydy=-dt

When y=0,t=1  

when y=π,t=-1

 I=-2π1-111+t2dt

=-2π[tan-1t]1-1=-2π[-π4-π4]

=-2π(-π2)=π2



Q 6 :    

Let β(m,n)=01xm-1(1-x)n-1dx,  m,n>0. 

 

If 01(1-x10)20dx=a×β(b,c), then 100(a+b+c) equals  ________.         [2024]

  • 2012

     

  • 2120

     

  • 1021

     

  • 1120

     

(2)

Let I=01(1-x10)20dx

Put x10=t

x=t1/10  

dx=110t-9/10dt

    I=01(1-t)20110t-9/10dt=11001t-9/10(1-t)21-1dt

=110β(110,21)a=110,b=110,c=21

  100(a+b+c)=100(210+21)=2120



Q 7 :    

0π/4cos2xsin2x(cos3x+sin3x)2dx is equal to             [2024]

  • 1/6

     

  • 1/3

     

  • 1/12

     

  • 1/9

     

(1)

Let I=0π/4cos2xsin2x(cos3x+sin3x)2dx

On dividing Nr. and Dr. by cos6x, we get

        I=0π/4tan2xsec2x(1+tan3x)2dx

Put 1+tan3x=t

3tan2xsec2xdx=dt

when x=0, t=1 and when x=π/4, t=2

     I=1312dtt2=13[-1t]12=13[-12+1]=16



Q 8 :    

The value of kN for which the integral In=01(1-xk)ndx,nN, satisfies 147I20=148I21 is       [2024]

  • 8

     

  • 7

     

  • 14

     

  • 10

     

(2)

In=01(1-xk)n1dx

By ILATE rule, we have

In=[(1-xk)nx]01+nk01(1-xk)n-1xkdx

=-nk01(1-xk)n-1(1-xk-1)dx

=-nk[01(1-xk)ndx-01(1-xk)n-1dx]

=-nk In+nkIn-1In(1+nk)=nk In-1

InIn-1=nk1+nkI21I20=21k1+21k=147148

21k=147k=7



Q 9 :    

Let αloge4dxex-1=π6. Then eα and e-α are the roots of the equation:           [2024]

  • x2+2x-8=0

     

  • x2-2x-8=0

     

  • 2x2-5x+2=0

     

  • 2x2-5x-2=0

     

(3)

We have, αloge4dxex-1=π6                            ...(i)

Put ex-1=tex=1+t2 

  exdx=2tdt  dx=2tdt1+t2

When x=α, t=eα-1, when x=loge4

          t=elog4-1=3

      From (i), eα-132tdtt(1+t2)=π62[tan-1t]eα-13=π6

2(tan-13-tan-1eα-1)=π6

π3-tan-1(eα-1)=π12  tan-1(eα-1)=π4

 eα-1=1                     ( tanπ4=1)         

 eα=2  e-α=12

 Quadratic equation whose roots are eα and e-α is

       x2-(eα+e-α)x+eα×e-α=0

x2-(2+12)x+1=0  2x2-5x+2=0



Q 10 :    

The value of the integral -12loge(x+x2+1)dx               [2024]

  • 5-2+loge(9+451+2)

     

  • 2-5+loge(7+451+2)

     

  • 2-5+loge(9+451+2)

     

  • 5-2+loge(7+451+2)

     

(3)

Let I=-12loge(x+x2+1)dx

=[loge(x+x2+1)x]-12--121(x+x2+1)(1+xx2+1)·xdx

=2loge(2+5)+loge(2-1)--12xx2+1dx

=log[(2+5)2(2-1)]-[x2+1]-12

=log[9+451+2]-5+2