Q 1 :    

Suppose θ[0,π4] is a solution of 4cosθ-3sinθ=1. Then cosθ is equal to :                  [2024]

  • 6-6(36-2)  

     

  • 4(36-2)

     

  • 4(36+2)

     

  • 6+6(36+2)

     

(2)

We have, 4cosθ-3sinθ=1

4cosθ-1=3sinθ(4cosθ-1)2=(3sinθ)2

16cos2θ+1-8cosθ=9sin2θ

16cos2θ+1-8cosθ=9(1-cos2θ)

25cos2θ-8cosθ-8=0

cosθ=8±64+80050

       =8±86450=8±12650=4±6625

Since, θ[0,π/4] so cosθ=4+6625

=(4-66)(4+66)25(4-66)=-20025×2(2-36)=436-2

 



Q 2 :    

Let |cosθcos(60-θ)cos(60+θ)|18,θ[0,2π]. Then, the sum of all θ[0,2π], where cos3θ attains its maximum value, is:            [2024]

  • 18π

     

  • 9π

     

  • 6π

     

  • 15π

     

(3)

|cosθcos(60-θ)cos(60+θ)|18

|cosθcos(π3-θ)cos(π3+θ)|18

14|cos3θ|18|cos3θ|12-12cos3θ12

cos 3θ is max if cos3θ=12

3θ=2nπ±π3θ=2nπ3±π9

when θ[0,2π]

 θ=π9,5π9,7π9,11π9,13π9,17π9

Hence, θi=6π

 



Q 3 :    

The number of solutions of the equation 4sin2x-4cos3x+9-4cosx=0; x[-2π,2π] is :                      [2024]

  • 0

     

  • 3

     

  • 1

     

  • 2

     

(1)

We have, 4sin2x-4cos3x+9-4cosx=0

4(1-cos2x)-4cos3x+9-4cosx=0

4cos3x+4cos2x+4cosx=13

Ist clear that L.H.S. 12 and never 13

  Solution does not exists.

 



Q 4 :    

If α,-π2<α<π2 is the solution of 4cosθ+5sinθ=1, then the value of tanα is              [2024]

  • 10-1012

     

  • 10-106

     

  • 10-106

     

  • 10-1012

     

(1)

We have, 4cosθ+5sinθ=1

4(1-tan2θ21+tan2θ2)+5(2tanθ21+tan2θ2)=1

5tan2(θ/2)-10tan(θ/2)-3=0

tan(θ/2)=10±100-4(5)(-3)2×5=10±16010=5±405

 α(-π2,π2)         So, α2(-π4,π4)

tan(α2)(-1,1)          tanα2=5-405

Hence, tanα=2tanα21-tan2α2=2(5-405)1-(1-405)2

                        =2(5-405)1-(1+4025-2405)

                       =2(5-405)2405-85=5-4040-4×40+440+4

                       =540+20-40-44040-16=40-2024=10-1012

 



Q 5 :    

The sum of the solutions xR of the equation 3cos2x+cos32xcos6x-sin6x=x3-x2+6 is              [2024]

  • 0

     

  • - 1 

     

  • 1

     

  • 3

     

(2)

We have, 3cos2x+cos32xcos6x-sin6x=x3-x2+6

cos2x(3+cos22x)(cos2x-sin2x)((cos2x+sin2x)2-cos2xsin2x)=x3-x2+6

(3+cos22x)(1-cos2xsin2x)=x3-x2+6

3+(cos2x-sin2x)21-cos2xsin2x=x3-x2+6

3+(cos2x+sin2x)2-4cos2xsin2x1-cos2xsin2x=x3-x2+6

4-4cos2xsin2x1-cos2xsin2x=x3-x2+6

4=x3-x2+6x3-x2+2=0

(x+1)(x2-2x+2)=0

x=-1  is the only real solution.



Q 6 :    

For α,β(0,π2), let 3sin(α+β)=2sin(α-β) and a real number k be such that tanα=k tanβ. Then, the value of k is equal to               [2024]

  • -23

     

  • 23

     

  • 5

     

  • -5

     

(4)

We have, 3sin(α+β)=2sin(α-β)

sin(α+β)sin(α-β)=23sin(α+β)+sin(α-β)sin(α+β)-sin(α-β)=5-1                           (Using componendo and dividendo)

2sinαcosβ2cosαsinβ=-5tanαtanβ=-5

tanα=-5tanβ     k=-5



Q 7 :    

The number of solutions of the equation esinx-2e-sinx=2, is                    [2024]

  • 0

     

  • 2

     

  • 1

     

  • more than 2

     

(1)

We have, esinx-2e-sinx=2                               ...(i)

Let esinx=t

   (i) becomes t-2t=2

t2-2=2t  t2-2t-2=0

t=2±4-4(1)(-2)2  t=2±122=1±3

Now, esinx=1+3  and  esinx=1-3  (Not possible)

sinx=ln(1+3)>1  (Not possible)

 There is no solution.



Q 8 :    

Let S={sin22θ:(sin4θ+cos4θ)x2+(sin2θ)x+(sin6θ+cos6θ)=0 has real roots}. If α and β be the smallest and largest elements of the set S, respectively, then 3((α-2)2+(β-1)2) equals _________ .              [2024]



(4)

For real roots D0

(sin2θ)2-4(sin4θ+cos4θ)(sin6θ+cos6θ)0

sin22θ4(sin4θ+cos4θ)(sin6θ+cos6θ)

Put sin22θ=t

t4(1-t2)(1-3t4)2t(2-t)(4-3t)

3t2-12t+80 t2-4t+830

(t-2)2+83-40 (t-2)243

-23t-223 2-23t2+23

 t[0,1] 2-23t1

Since, α and β be the smallest and largest elements of set S

 α=2-23,  β=1

Hence, 3[(α-2)2+(β-1)2]=3[(2-23-2)2+(1-1)2]=3[43+0]=4.

 



Q 9 :    

Let the set of all aR such that the equation cos2x+asinx=2a-7 has a solution be [p,q] and r=tan9°-tan27°-1cot63°+tan81°, then pqr is equal to _____ .               [2024]



(48)

cos2x+asinx=2a-7

1-2sin2x+asinx=2a-7

Let t=sinx   2t2-at+2a-8=0

(t-2)(2t+4-a)=0t=2  or  t=a-42

 sinx=2 (not possible) or 2sinx=a-4

a=2sinx+4[2,6]                        [ sinx[-1,1]]

So, p=2,  q=6

Now, r=tan9°-tan27°-1cot63°+tan81°

=(tan9°+cot9°)-(tan27°+cot27°)

=2cosec18°-2cosec54°        [ tanθ+cotθ=2cosec2θ]

=2[45-1-45+1]=4r=4

 pqr=2×6×4=48