Q 1 :    

If the domain of the function sin-1(3x-222x-19)+loge(3x2-8x+5x2-3x-10) is (α,β], then 3α+10β is equal to            [2024]

  • 95

     

  • 97

     

  • 98

     

  • 100

     

(2)

sin-1(3x-222x-19)+loge(3x2-8x+5x2-3x-10)

Since, -1sin-1x1

   -13x-222x-191

3x-222x-19+10 and 3x-222x-19-10

3x-22+2x-192x-190 and 3x-22-2x+192x-190

5x-412x-190 and x-32x-190

x(-,415](192,) and x[3,192)

x[3,415]                                          ...(i)

and 3x2-8x+5x2-3x-10>0 ; (3x-5)(x-1)(x-5)(x+2)>0

x(-,-2)(1,53)(5,)                    ...(ii)

Taking intersection of individual domains

x(5,415]α=5 and β=415

Hence, 3α+10β=15+82=97

 



Q 2 :    

Given that the inverse trigonometric function assumes principal values only. Let x,y be any two real numbers in [-1,1] such that cos-1x-sin-1y=α, -π2απ. Then, the minimum value of x2+y2+2xy sinα is                   [2024]

  • -1

     

  • 0

     

  • 12

     

  • -12

     

(2)

cos-1x-π2+cos-1y=α

cos-1x+cos-1y=π2+α

 π2+α(0,3π2)                          [α[-π2,π]]

       cos-1(xy-1-x21-y2)=π2+α

xy-1-x21-y2=-sinα

xy+sinα=1-x21-y2

x2y2+sin2α+2xy sinα=1-x2-y2+x2y2

x2+y2+2xy sinα=cos2α

Thus, required minimum value is 0.



Q 3 :    

If the domain of the function f(x)=sin-1(x-12x+3) is R-(α,β), then 12αβ is equal to :                       [2024]

  • 24

     

  • 32

     

  • 40

     

  • 36

     

(2)

We have, f(x)=sin-1(x-12x+3), since domain of sin-1x is [-1,1],x.

-1x-12x+31x-12x+3+10 and x-12x+3-10

x-1+2x+32x+30 and x-1-2x-32x+30

3x+22x+30 and -x-42x+30

Now, 3x+22x+30x<-32 or x-23

x(-,-32)[-23,)

and -x-42x+30x-4 or x>-32

x(-,-4](-32,)

Hence, x(-,-4][-23,) i.e., xR-(-4,-23)

So, Domain : R-(-4,-23)α=-4 and β=-23

 12×β=12×(-4)×(-23)=32



Q 4 :    

Considering only the principal values of inverse trigonometric functions, the number of positive real values of x satisfying tan-1(x)+tan-1(2x)=π4 is:      [2024]

  • 1

     

  • more than 2

     

  • 2

     

  • 0

     

(1)

Given, tan-1(x)+tan-1(2x)=π4

tan-1(3x1-2x2)=π4                                        ( tan-1x+tan-1y=tan-1(x+y1-xy))

3x1-2x2=tanπ43x1-2x2=12x2+3x-1=0

x=-3±174                   Possible value of x=-3+174

Hence, only 1 positive real value of x satisfies the equation.



Q 5 :    

Let x=mn (m,n are co-prime natural numbers) be a solution of the equation cos(2sin-1x)=19 and let α,β(α>β) be the roots of the equation mx2-nx-m+n=0.  Then the point (α,β) lies on the line                    [2024]

  • 3x-2y=-2

     

  • 5x-8y=-9

     

  • 3x+2y=2

     

  • 5x+8y=9

     

(4)

We have, cos(2sin-1x)=19

Put sin-1x=θ

cos2θ=191-2sin2θ=19

sinθ=23   (x>0 and sinθ lies in the first quadrant)

x=23=mn.    So, m=2 and n=3

The given equation becomes, 2x2-3x-2+3=0

2x2-3x+1=02x2-2x-x+1=0

(2x-1)(x-1)=0 x=12 or x=1

α=1 and β=12,which lies on the line 5x+8y=9



Q 6 :    

If the domain of the function f(x)=cos-1(2-|x|4)+{loge(3-x)}-1 is [-α,β)-{γ}, then α+β+γ is equal to                   [2024]

  • 9

     

  • 8

     

  • 11

     

  • 12

     

(3)

We have, f(x)=cos-1(2-|x|4)+{loge(3-x)}-1

For f(x) be defined -12-|x|41

-42-|x|4-6-|x|2

6|x|-2

Since, |x|-2 so -6x6          ...(i)

Also, 3-x>0 and 3-x1

x<3 and x2                              ...(ii)

Taking intersection of (i) and (ii), we get x[-6,3)-{2}

α=6, β=3, and γ=2

α+β+γ=6+3+2=11



Q 7 :    

For α,β,γ0, if sin-1α+sin-1β+sin-1γ=π and (α+β+γ)(α-γ+β)=3αβ, then γ equals              [2024]

  • 32

     

  • 3

     

  • 12

     

  • 3-122

     

(1)

Given, sin-1α+sin-1β+sin-1γ=π

and (α+β+γ)(α+β-γ)=3αβ

Let sin-1α=A,  sin-1β=B,  sin-1γ=C

A+B+C=π and (α+β+γ)(α+β-γ)=3αβ

     α2+β2+2αβ-γ2=3αβ,  α2+β2-γ2=αβ

     α2+β2-γ22αβ=12

cosC=12C=60°sinC=32=γ

So, γ=32



Q 8 :    

If a=sin-1(sin(5)) and b=cos-1(cos(5)), then a2+b2 is equal to                      [2024]

  • 25

     

  • 8π2-40π+50

     

  • 4π2-20π+50

     

  • 4π2+25

     

(2)

We have, a=sin-1(sin(5)) and b=cos-1(cos(5))

a=-2π+5                     ( sin-1(sinx)=-2π+x, if 3π2x5π2)

b=2π-5,                           ( cos-1(cosx)=2π-x, πx2π)

   a2+b2=(-2π+5)2+(2π-5)2

=4π2+25-20π+4π2+25-20π=8π2-40π+50



Q 9 :    

For nN, if cot-13+cot-14+cot-15+cot-1n=π4, then n is equal to ______.           [2024]



(47)

cot-13+cot-14+cot-15+cot-1n=π4

tan-113+tan-114+tan-115+tan-11n=π4

tan-1(13+141-112)+tan-115+tan-11n=π4

tan-1(711)+tan-115+tan-11n=tan-11

tan-1((711+15)1-711·15)+tan-11n=tan-11

tan-1(2324)+tan-11n=tan-11

tan-11n=tan-11-tan-12324

tan-11n=tan-1(1-23241+2324)1n=147n=47



Q 10 :    

Let the inverse trigonometric functions take principal values. The number of real solutions of the equation 2sin-1x+3cos-1x=2π5, is _____.    [2024]



(0)

We have, 2sin-1x+3cos-1x=2π5

2(π2-cos-1x)+3cos-1x=2π5

π+cos-1x=2π5  cos-1x=-3π5

Which is not possible as cos-1x[0,π]

No solution exists.