এ অধ্যায়ে আমরা যে বিষয়গুলি আলোচনা করব।
- অংশায়ন পদ্ধতিতে যোগজীকরণ
- অংশায়ন সূত্র
- \(\int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
- \(LIATE\) শব্দের অক্ষরগুলির ক্রমানুযায়ী সাজিয়ে \(u\) এবং \(v\) নির্ণয়
- \(\int{\ln{|x|}dx}\), \(\int{\sin^{-1}{x}dx}\), \(\int{\tan^{-1}{x}dx}\) ... ইত্যাদি আকারের যোগজ
- \(\int{(uv)dx}\) সূত্র প্রয়োগ করে যোগজীকরণে যোজ্যরাশির পুনরাবৃত্তি
- \(\int{e^{ax}\sin{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})+c\)
- \(\int{e^{ax}\cos{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\cos{bx}+b\sin{bx})+c\)
- \(\int{\sqrt{x^2-a^2}dx}=\frac{x\sqrt{x^2-a^2}}{2}-\frac{a^2}{2}\ln{|x+\sqrt{x^2-a^2}|}+c\)
- \(\int{\sqrt{x^2+a^2}dx}=\frac{x\sqrt{x^2+a^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\ln{|x+\sqrt{x^2+a^2}|}+c\)
- \(\int{e^x\{f(x)+f^{\prime}(x)\}dx}=e^xf(x)+c\)
- \(\int{e^{ax}\{af(x)+f^{\prime}(x)\}dx}=e^{ax}f(x)+c\)
- সমাধানকৃত উদাহরণমালা
- অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন-উত্তর
- সংক্ষিপ্ত প্রশ্ন-উত্তর
- বর্ণনামূলক প্রশ্ন-উত্তর

অংশায়ন পদ্ধতিতে যোগজীকরণঃ
যখন প্রতিস্থাপন সহ আর সকল কৌশল যোগজফল নির্ণয়ে ব্যার্থ ঠিক সেই ক্ষেত্রে এটি একটি বিশেষ পদ্ধতি। ইহার সাহায্যে দুইটি ফাংশন-এর গুনফলের যোগজীকরণ করা হয়।
যখন প্রতিস্থাপন সহ আর সকল কৌশল যোগজফল নির্ণয়ে ব্যার্থ ঠিক সেই ক্ষেত্রে এটি একটি বিশেষ পদ্ধতি। ইহার সাহায্যে দুইটি ফাংশন-এর গুনফলের যোগজীকরণ করা হয়।
অংশায়ন সূত্রঃ
যোজ্যরাশিকে দুইটি ফাংশনে বিভক্ত করে যোগজ নির্ণয় করা হয় বলে এ পদ্ধতিকে যোগজীকরণের অংশায়ন সূত্র বলে।
যোজ্যরাশিকে দুইটি ফাংশনে বিভক্ত করে যোগজ নির্ণয় করা হয় বলে এ পদ্ধতিকে যোগজীকরণের অংশায়ন সূত্র বলে।
দুইটি ফাংশন-এর গুণনের অন্তরীকরণ নির্ণয়ের ক্ষেত্রে যে কোনো একটিকে \(u\) এবং অপরটিকে \(v\) ধরে অন্তরজ নির্ণয় করা যায়। কিন্তু যোগজীকরণের ক্ষেত্রে নির্দিষ্ট একটি ফাংশনকে \(u\) এবং অপরটিকে \(v\) বিবেচনা করতে হয়। এ ক্ষেত্রে যোজ্যরাশির ফাংশণ দুইটিকে \(LIATE\) শব্দের অক্ষরগুলির ক্রমানুযায়ী সাজিয়ে প্রথমটিকে \(u\) এবং দ্বিতীয়টিকে \(v\) বিবেচনা করা সহজ হয়।
\(LIATE\) শব্দের অক্ষরগুলির বিশ্লেষণ নিম্নরূপঃ\(L\rightarrow Logarithm \ function \ \ ( \ \ln{|x|},\ \log{|x|} ... )\)
\(I\rightarrow Inverse \ trigonometric \ function \ \ ( \ \sin^{-1}{x}, \ \cos^{-1}{x} \ ... )\)
\(A\rightarrow Algebric \ function \ \ ( \ x^3, \ x^2+3x \ ... )\)
\(T\rightarrow trigonometric \ function \ \ ( \ \sin{x}, \ \cos{x} \ ... )\)
\(E\rightarrow Exponential \ function \ \ ( \ e^{x}, \ a^{x} \ ... )\)
\(2.\) \(\int{\ln{|x|}dx}\), \(\int{\sin^{-1}{x}dx}\), \(\int{\tan^{-1}{x}dx}\) ... ইত্যাদি আকারের যোগজের ক্ষেত্রে।
\(3.\) \(\int{(uv)dx}\) সূত্র প্রয়োগ করে যোগজীকরণ করতে গিয়ে যদি প্রদত্ত যোজ্যরাশির পুনরাবৃত্তি ঘটে, সে ক্ষেত্রে যোগজটিকে \(I\) ধরে সমাধান করতে হয়।
প্রয়োজনীয় এবং স্মরণীয় সূত্র
প্রয়োজনীয় এবং স্মরণীয় সূত্র
প্রয়োজনীয় এবং স্মরণীয় সূত্র
প্রয়োজনীয় এবং স্মরণীয় সূত্র
\(1.\) যদি \(u\) এবং \(v\) উভয়েই \(x\) এর ফাংশন হয় তবে, \(\int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
Proof:
শর্তমতে,
\(u=u(x)\) এবং \(w=w(x)\)
ধরি,
\(v=\frac{d}{dx}(w)\)
\(\Rightarrow \int{vdx}=\int{\frac{d}{dx}(w)dx}\) ➜ উভয় পার্শে \(x\)-এর সাপেক্ষে যোগজীকরণ করে।
\(\Rightarrow \int{vdx}=\int{dw}\)
\(\Rightarrow \int{vdx}=w\) ➜ যোগজীকরণ ধ্রুবক \((c)\) উপেক্ষা করে ।
\(\Rightarrow u\int{vdx}=uw\) ➜ উভয় পার্শে \(u\) গুণ করে ।
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=\frac{d}{dx}(uw)\) ➜ উভয় পার্শে \(x\)-এর সাপেক্ষে অন্তরীকরণ করে।
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=u\frac{d}{dx}(w)+w\frac{d}{dx}(u)\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(uv)=u\frac{d}{dx}(v)+v\frac{d}{dx}(u)\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=uv+\int{vdx}.\frac{d}{dx}(u)\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(w)=v, w=\int{vdx}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=uv+\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\)
\(\Rightarrow \int{\frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)dx}=\int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\) ➜ উভয় পার্শে \(x\)-এর সাপেক্ষে যোগজীকরণ করে।
\(\Rightarrow \int{d\left(u\int{vdx}\right)}=\int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\) \(\Rightarrow u\int{vdx}=\int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{dx}=x\)
\(\Rightarrow \int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}=u\int{vdx}\)
\(\therefore \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(u=u(x)\) এবং \(w=w(x)\)
ধরি,
\(v=\frac{d}{dx}(w)\)
\(\Rightarrow \int{vdx}=\int{\frac{d}{dx}(w)dx}\) ➜ উভয় পার্শে \(x\)-এর সাপেক্ষে যোগজীকরণ করে।
\(\Rightarrow \int{vdx}=\int{dw}\)
\(\Rightarrow \int{vdx}=w\) ➜ যোগজীকরণ ধ্রুবক \((c)\) উপেক্ষা করে ।
\(\Rightarrow u\int{vdx}=uw\) ➜ উভয় পার্শে \(u\) গুণ করে ।
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=\frac{d}{dx}(uw)\) ➜ উভয় পার্শে \(x\)-এর সাপেক্ষে অন্তরীকরণ করে।
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=u\frac{d}{dx}(w)+w\frac{d}{dx}(u)\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(uv)=u\frac{d}{dx}(v)+v\frac{d}{dx}(u)\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=uv+\int{vdx}.\frac{d}{dx}(u)\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(w)=v, w=\int{vdx}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)=uv+\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\)
\(\Rightarrow \int{\frac{d}{dx}\left(u\int{vdx}\right)dx}=\int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\) ➜ উভয় পার্শে \(x\)-এর সাপেক্ষে যোগজীকরণ করে।
\(\Rightarrow \int{d\left(u\int{vdx}\right)}=\int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\) \(\Rightarrow u\int{vdx}=\int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{dx}=x\)
\(\Rightarrow \int{(uv)dx}+\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}=u\int{vdx}\)
\(\therefore \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(2.(i)\) \(\int{\ln{|x|}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
সমাধান
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\ln{|x|}dx}\)\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}.1dx}\)
\(=\ln{|x|}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}.x-\int{\left\{\frac{1}{x}.x\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=x\ln{|x|}-\int{1dx}\)
\(=x\ln{|x|}-x+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x(\ln{|x|}-1)+c\)
\(2.(ii)\) \(\int{\tan^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
সমাধান
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\tan^{-1}{x}dx}\)\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{x}.1dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}.x-\int{\left\{\frac{1}{1+x^2}.x\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\tan^{-1}{x}-\int{\frac{1}{1+x^2}xdx}\)
\(=x\tan^{-1}{x}-\int{\frac{1}{t}\times{\frac{1}{2}}dt}\)
\(=x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1}{t}dt}\)
\(=x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{\left|t\right|}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{x}dx}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{\left|1+x^2\right|}+c\)
\(3.\) \(\int{e^x\sin{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
সমাধান
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,\(E=e^x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(I=\int{e^x\sin{x}dx}\)
\(\Rightarrow I=\int{\sin{x}.e^xdx}\)
\(\Rightarrow I=\sin{x}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(\Rightarrow I=\sin{x}.e^x-\int{\left\{\cos{x}.e^x\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=e^x\sin{x}-\int{\cos{x}.e^xdx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=e^x\sin{x}-\left[\cos{x}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{x})\int{e^xdx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=e^x\sin{x}-\left[\cos{x}.e^x-\int{(-\sin{x}).e^xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(\Rightarrow I=e^x\sin{x}-\left[e^x\cos{x}+\int{e^x\sin{x})dx}\right]\)
\(\Rightarrow I=e^x\sin{x}-\left[e^x\cos{x}+I\right]\) ➜ \(\because \int{e^x\sin{x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I=e^x\sin{x}-e^x\cos{x}-I\)
\(\Rightarrow I+I=e^x\sin{x}-e^x\cos{x}\)
\(\Rightarrow 2I=e^x\sin{x}-e^x\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}(e^x\sin{x}-e^x\cos{x})+c\) ➜\(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\therefore \int{e^x\sin{x}dx}=\frac{1}{2}(e^x\sin{x}-e^x\cos{x})+c\)
\(4.\) \(\int{e^{ax}\sin{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})+c\)
Proof
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{ax}, \ \ T=\sin{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(L.S=I=\int{e^{ax}\sin{bx}dx}\)\(E=e^{ax}, \ \ T=\sin{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=\int{\sin{bx}.e^{ax}dx}\)
\(\Rightarrow I=\sin{bx}\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{bx})\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(\Rightarrow I=\sin{bx}.\frac{e^{ax}}{a}-\int{\left\{\cos{bx}.\frac{d}{dx}(bx).\frac{e^{ax}}{a}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\int{\left\{\cos{bx}.b.\frac{e^{ax}}{a}\right\}dx}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\int{\cos{bx}.e^{ax}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{ax}, \ \ T=\cos{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\cos{bx}\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{bx})\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{ax}, \ \ T=\cos{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\cos{bx}.\frac{e^{ax}}{a}-\int{(-\sin{bx}).\frac{d}{dx}(bx).\frac{e^{ax}}{a}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\int{\sin{bx}.b.\frac{e^{ax}}{a}dx}\right]\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a}\int{\sin{bx}.e^{ax}dx}\right]\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a^2}e^{ax}\cos{bx}-\frac{b^2}{a^2}\int{\sin{bx}.e^{ax}dx}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a^2}e^{ax}\cos{bx}-\frac{b^2}{a^2}I\) ➜ \(\because \int{\sin{bx}.e^{ax}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+\frac{b^2}{a^2}I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a^2}e^{ax}\cos{bx}\)
\(\Rightarrow I\left(1+\frac{b^2}{a^2}\right)=\frac{1}{a^2}e^{ax}(a\sin{bx}-b\cos{bx})\)
\(\Rightarrow I\left(\frac{a^2+b^2}{a^2}\right)=\frac{1}{a^2}e^{ax}(a\sin{bx}-b\cos{bx})\)
\(\Rightarrow I=\frac{a^2}{a^2+b^2}\times{\frac{1}{a^2}}e^{ax}(a\sin{bx}-b\cos{bx})+c\) ➜\(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow I=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})+c\)
\(\Rightarrow I=R.S\)
\(\therefore L.S=R.S\)
(Proved)
\(5.\) \(\int{e^{ax}\cos{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\cos{bx}+b\sin{bx})+c\)
Proof
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{ax}, \ \ T=\cos{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(L.S=I=\int{e^{ax}\cos{bx}dx}\)\(E=e^{ax}, \ \ T=\cos{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=\int{\cos{bx}.e^{ax}dx}\)
\(\Rightarrow I=\cos{bx}\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{bx})\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(\Rightarrow I=\cos{bx}.\frac{e^{ax}}{a}-\int{\left\{(-\sin{bx}).\frac{d}{dx}(bx).\frac{e^{ax}}{a}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\int{\left\{\sin{bx}.b.\frac{e^{ax}}{a}\right\}dx}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a}\int{\sin{bx}.e^{ax}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{ax}, \ \ T=\sin{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a}\left[\sin{bx}\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{bx})\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{ax}, \ \ T=\sin{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a}\left[\sin{bx}.\frac{e^{ax}}{a}-\int{\cos{bx}.\frac{d}{dx}(bx).\frac{e^{ax}}{a}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a}\left[\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\int{\cos{bx}.b.\frac{e^{ax}}{a}dx}\right]\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a}\left[\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\int{\cos{bx}.e^{ax}dx}\right]\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a^2}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b^2}{a^2}\int{\cos{bx}.e^{ax}dx}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a^2}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b^2}{a^2}I\) ➜ \(\because \int{\cos{bx}.e^{ax}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+\frac{b^2}{a^2}I=\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a^2}e^{ax}\sin{bx}\)
\(\Rightarrow I\left(1+\frac{b^2}{a^2}\right)=\frac{1}{a^2}e^{ax}(a\cos{bx}+b\sin{bx})\)
\(\Rightarrow I\left(\frac{a^2+b^2}{a^2}\right)=\frac{1}{a^2}e^{ax}(a\cos{bx}+b\sin{bx})\)
\(\Rightarrow I=\frac{a^2}{a^2+b^2}\times{\frac{1}{a^2}}e^{ax}(a\cos{bx}+b\sin{bx})+c\) ➜\(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow I=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\cos{bx}+b\sin{bx})+c\)
\(\Rightarrow I=R.S\)
\(\therefore L.S=R.S\)
(Proved)
\(6.\) \(\int{\sqrt{x^2-a^2}dx}=\frac{x\sqrt{x^2-a^2}}{2}-\frac{a^2}{2}\ln{|x+\sqrt{x^2-a^2}|}+c\)
Proof
ধরি,
\(x=a\sec{\theta}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=a\frac{d}{dx}(\sec{\theta})\)
\(\Rightarrow 1=a\sec{\theta}\tan{\theta}\frac{d\theta}{dx}\)
\(\therefore dx=a\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta\)
আবার,
\(x=a\sec{\theta}\)
\(\Rightarrow a\sec{\theta}=x\)
\(\therefore \sec{\theta}=\frac{x}{a}\)
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(L.S=\int{\sqrt{x^2-a^2}dx}\)\(x=a\sec{\theta}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=a\frac{d}{dx}(\sec{\theta})\)
\(\Rightarrow 1=a\sec{\theta}\tan{\theta}\frac{d\theta}{dx}\)
\(\therefore dx=a\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta\)
আবার,
\(x=a\sec{\theta}\)
\(\Rightarrow a\sec{\theta}=x\)
\(\therefore \sec{\theta}=\frac{x}{a}\)
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(=\int{\sqrt{a^2\sec^2{\theta}-a^2}.a\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sqrt{a^2(\sec^2{\theta}-1)}.a\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta}\)
\(=\int{a\sqrt{\tan^2{\theta}}.a\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta}\)
\(=a^2\int{\tan{\theta}.\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta}\)
\(=a^2\left[\tan{\theta}\int{\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta}-\int{\left\{\frac{d}{d\theta}(\tan{\theta})\int{\sec{\theta}\tan{\theta}d\theta}\right\}d\theta}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=a^2\left[\tan{\theta}\sec{\theta}-\int{\sec^2{\theta}.\sec{\theta}d\theta}\right]\)
\(=a^2\tan{\theta}\sec{\theta}-a^2\int{\sec^3{\theta}d\theta}\)
\(=a^2\tan{\theta}\sec{\theta}-a^2I\)
ধরি,
\(I=\int{\sec^3{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\int{\sec^2{\theta}.\sec{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\int{\sec^2{\theta}d\theta}-\int{\left\{\frac{d}{d\theta}(\sec{\theta})\int{\sec^2{\theta}d\theta}\right\}d\theta}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec{\theta}\tan{\theta}.\tan{\theta}d\theta}\) ➜ \(\because \int{\sec^2{x}dx}=\tan{x}, \frac{d}{dx}(sec{x})=sec{x}\tan{x}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec{\theta}\tan^2{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec{\theta}(\sec^2{\theta}-1)d\theta}\) ➜ \(\because tan^2{x}=\sec^2{x}-1\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec^3{\theta}d\theta}+\int{\sec{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-I+\int{\sec{\theta}d\theta}\) ➜ \(\because \int{\sec^3{\theta}d\theta}=I\)
\(\Rightarrow I+I=\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\)
\(\Rightarrow 2I=\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}\left(\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\right)+c_{1}\) ➜ \(\because \int{\sec{\theta}d\theta}=\ln{\left|\sec{x}+\tan{x}\right|}\) এবং \(c_{1}\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
এখন,
\(L.S=a^2\tan{\theta}\sec{\theta}-a^2I\)
\(=a^2\tan{\theta}\sec{\theta}-a^2\left\{\frac{1}{2}\left(\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\right)+c_{1}\right\}\)
\(=a^2\tan{\theta}\sec{\theta}-\frac{a^2}{2}\left(\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\right)-a^2c_{1}\)
\(=a^2\tan{\theta}\sec{\theta}-\frac{a^2}{2}\sec{\theta}\tan{\theta}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{2a^2-a^2}{2}\sec{\theta}\tan{\theta}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{a^2}{2}\sec{\theta}\sqrt{\sec^2{\theta}-1}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\sec{\theta}+\sqrt{\sec^2{\theta}-1}\right|}-a^2c_{1}\) ➜ \(\because \tan{x}=\sqrt{\sec^2{x}-1}\)
\(=\frac{a^2}{2}\times{\frac{x}{a}}\sqrt{\left(\frac{x}{a}\right)^2-1}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\sqrt{\left(\frac{x}{a}\right)^2-1}\right|}-a^2c_{1}\) ➜ \(\because \sec{\theta}=\frac{x}{a}\)
\(=\frac{ax}{2}.\sqrt{\frac{x^2}{a^2}-1}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\sqrt{\frac{x^2}{a^2}-1}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{ax}{2}.\sqrt{\frac{x^2-a^2}{a^2}}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\sqrt{\frac{x^2-a^2}{a^2}}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{ax}{2}.\frac{\sqrt{x^2-a^2}}{a}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\frac{\sqrt{x^2-a^2}}{a}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2-a^2}}{2}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x+\sqrt{x^2-a^2}}{a}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2-a^2}}{2}-\frac{a^2}{2}\ln{\frac{\left|x+\sqrt{x^2-a^2}\right|}{|a|}}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2-a^2}}{2}-\frac{a^2}{2}\left(\ln{\left|x+\sqrt{x^2-a^2}\right|}-\ln{|a|}\right)-a^2c_{1}\) ➜ \(\because \ln{\frac{M}{N}}=\ln{M}-\ln{N}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2-a^2}}{2}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|x+\sqrt{x^2-a^2}\right|}+\frac{a^2}{2}\ln{|a|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2-a^2}}{2}-\frac{a^2}{2}\ln{\left|x+\sqrt{x^2-a^2}\right|}+c\) ➜ \(\because c=\frac{a^2}{2}\ln{|a|}-a^2c_{1}\)
\(=R.S\)
\(\therefore L.S=R.S\)
(Proved)
\(7.\) \(\int{\sqrt{x^2+a^2}dx}=\frac{x\sqrt{x^2+a^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\ln{|x+\sqrt{x^2+a^2}|}+c\)
Proof
ধরি,
\(x=a\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=a\frac{d}{dx}(\tan{\theta})\)
\(\Rightarrow 1=a\sec^2{\theta}\frac{d\theta}{dx}\)
\(\therefore dx=a\sec^2{\theta}d\theta\)
আবার,
\(x=a\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow a\tan{\theta}=x\)
\(\therefore \tan{\theta}=\frac{x}{a}\)
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(L.S=\int{\sqrt{x^2+a^2}dx}\)\(x=a\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=a\frac{d}{dx}(\tan{\theta})\)
\(\Rightarrow 1=a\sec^2{\theta}\frac{d\theta}{dx}\)
\(\therefore dx=a\sec^2{\theta}d\theta\)
আবার,
\(x=a\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow a\tan{\theta}=x\)
\(\therefore \tan{\theta}=\frac{x}{a}\)
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(=\int{\sqrt{a^2\tan^2{\theta}+a^2}.a\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sqrt{a^2(\tan^2{\theta}+1)}.a\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{a\sqrt{\sec^2{\theta}}.a\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=a^2\int{\sec{\theta}.\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=a^2\int{\sec^3{\theta}d\theta}\)
\(=a^2I\)
ধরি,
\(I=\int{\sec^3{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\int{\sec^2{\theta}.\sec{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\int{\sec^2{\theta}d\theta}-\int{\left\{\frac{d}{d\theta}(\sec{\theta})\int{\sec^2{\theta}d\theta}\right\}d\theta}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec{\theta}\tan{\theta}.\tan{\theta}d\theta}\) ➜ \(\because \int{\sec^2{x}dx}=\tan{x}, \frac{d}{dx}(sec{x})=sec{x}\tan{x}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec{\theta}\tan^2{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec{\theta}(\sec^2{\theta}-1)d\theta}\) ➜ \(\because tan^2{x}=\sec^2{x}-1\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-\int{\sec^3{\theta}d\theta}+\int{\sec{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I=\sec{\theta}\tan{\theta}-I+\int{\sec{\theta}d\theta}\) ➜ \(\because \int{\sec^3{\theta}d\theta}=I\)
\(\Rightarrow I+I=\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\)
\(\Rightarrow 2I=\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}\left(\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\right)+c_{1}\) ➜ \(\because \int{\sec{\theta}d\theta}=\ln{\left|\sec{x}+\tan{x}\right|}\) এবং \(c_{1}\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
এখন,
\(L.S=a^2I\)
\(=a^2\left\{\frac{1}{2}\left(\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\right)+c_{1}\right\}\)
\(=\frac{a^2}{2}\left(\sec{\theta}\tan{\theta}+\ln{\left|\sec{\theta}+\tan{\theta}\right|}\right)-a^2c_{1}\)
\(=\frac{a^2}{2}\sec{\theta}\tan{\theta}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|\tan{\theta}+\sec{\theta}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{a^2}{2}\tan{\theta}\sqrt{\tan^2{\theta}+1}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|\tan{\theta}+\sqrt{\tan^2{\theta}+1}\right|}-a^2c_{1}\) ➜ \(\because \sec{x}=\sqrt{\tan^2{x}+1}\)
\(=\frac{a^2}{2}\times{\frac{x}{a}}\sqrt{\left(\frac{x}{a}\right)^2+1}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\sqrt{\left(\frac{x}{a}\right)^2+1}\right|}-a^2c_{1}\) ➜ \(\because \tan{\theta}=\frac{x}{a}\)
\(=\frac{ax}{2}.\sqrt{\frac{x^2}{a^2}+1}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\sqrt{\frac{x^2}{a^2}+1}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{ax}{2}.\sqrt{\frac{x^2+a^2}{a^2}}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\sqrt{\frac{x^2+a^2}{a^2}}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{ax}{2}.\frac{\sqrt{x^2+a^2}}{a}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x}{a}+\frac{\sqrt{x^2+a^2}}{a}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2+a^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|\frac{x+\sqrt{x^2+a^2}}{a}\right|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2+a^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\ln{\frac{\left|x+\sqrt{x^2+a^2}\right|}{|a|}}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2+a^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\left(\ln{\left|x+\sqrt{x^2+a^2}\right|}-\ln{|a|}\right)-a^2c_{1}\) ➜ \(\because \ln{\frac{M}{N}}=\ln{M}-\ln{N}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2+a^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|x+\sqrt{x^2+a^2}\right|}-\frac{a^2}{2}\ln{|a|}-a^2c_{1}\)
\(=\frac{x\sqrt{x^2+a^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\ln{\left|x+\sqrt{x^2+a^2}\right|}+c\) ➜ \(\because c=-\frac{a^2}{2}\ln{|a|}-a^2c_{1}\)
\(=R.S\)
\(\therefore L.S=R.S\)
(Proved)
\(8.\) \(\int{e^x\{f(x)+f^{\prime}(x)\}dx}=e^xf(x)+c\)
Proof
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(L.S=\int{e^x\{f(x)+f^{\prime}(x)\}dx}\)\(=\int{\{e^xf(x)+e^xf^{\prime}(x)\}dx}\)
\(=\int{e^xf(x)dx}+\int{e^xf^{\prime}(x)dx}\)
\(=\int{e^xf(x)dx}+e^x\int{f^{\prime}(x)dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(e^x)\int{f^{\prime}(x)dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\int{e^xf(x)dx}+e^xf(x)-\int{e^xf(x)dx}\) ➜ \(\because \int{f^{\prime}(x)dx}=f(x), \frac{d}{dx}(e^x)=e^x\)
\(=e^xf(x)+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=R.S\)
\(\therefore L.S=R.S\)
(Proved)
\(9.\) \(\int{e^{ax}\{af(x)+f^{\prime}(x)\}dx}=e^{ax}f(x)+c\)
Proof
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(L.S=\int{e^{ax}\{af(x)+f^{\prime}(x)\}dx}\)\(=\int{\{ae^{ax}f(x)+e^{ax}f^{\prime}(x)\}dx}\)
\(=\int{ae^{ax}f(x)dx}+\int{e^{ax}f^{\prime}(x)dx}\)
\(=\int{ae^{ax}f(x)dx}+e^{ax}\int{f^{\prime}(x)dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(e^{ax})\int{f^{\prime}(x)dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\int{ae^{ax}f(x)dx}+e^{ax}f(x)-\int{e^{ax}.\frac{d}{dx}(ax).f(x)dx}\) ➜ \(\because \int{f^{\prime}(x)dx}=f(x), \frac{d}{dx}(e^x)=e^x\)
\(=\int{ae^{ax}f(x)dx}+e^{ax}f(x)-\int{e^{ax}.a.f(x)dx}\)
\(=\int{ae^{ax}f(x)dx}+e^{ax}f(x)-\int{ae^{ax}f(x)dx}\)
\(=e^{ax}f(x)+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=R.S\)
\(\therefore L.S=R.S\)
(Proved)
অনুশীলনী \(10.F\) উদাহরণ সমুহ
যোজিত ফল নির্ণয় করঃ
\((1.)\) \(\int{x^2\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}x^3\left(3\ln{|x|}-1\right)+c\)
\((2.)\) \(\int{e^x\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^x(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ রাঃ,দিঃ২০১৪; ঢ;২০১২,২০১২; কুঃ২০১৩,২০০৮,২০০৩; মাঃ২০০৯ ]
\((3.)\) \(\int{\sec^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left(\sec{x}+\ln{\left|\sec{x}+\tan{x}\right|}\right)+c\)
\((4.)\) \(\int{e^x\left(\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\ln{|x|}+c\)
\((5.)\) \(\int{xe^xdx}\)
উত্তরঃ \(e^x(x-1)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}x^3\left(3\ln{|x|}-1\right)+c\)
\((2.)\) \(\int{e^x\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^x(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ রাঃ,দিঃ২০১৪; ঢ;২০১২,২০১২; কুঃ২০১৩,২০০৮,২০০৩; মাঃ২০০৯ ]
\((3.)\) \(\int{\sec^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left(\sec{x}+\ln{\left|\sec{x}+\tan{x}\right|}\right)+c\)
\((4.)\) \(\int{e^x\left(\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\ln{|x|}+c\)
\((5.)\) \(\int{xe^xdx}\)
উত্তরঃ \(e^x(x-1)+c\)
\((6.)\) \(\int{x\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
\((7.)\) \(\int{x\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
\((8.)\) \(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\tan^{-1}{x}+\tan^{-1}{x}-x)+c\)
\((9.)\) \(\int{e^x(\cos{x}+\sin{x})dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\sin{x}+c\)
\((10.)\) \(\int{x^3\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}(12x^2\sin{2x}+6x\cos{x}-8x^3\cos{2x}-3\sin{2x})+c\)
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
\((7.)\) \(\int{x\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
\((8.)\) \(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\tan^{-1}{x}+\tan^{-1}{x}-x)+c\)
\((9.)\) \(\int{e^x(\cos{x}+\sin{x})dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\sin{x}+c\)
\((10.)\) \(\int{x^3\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}(12x^2\sin{2x}+6x\cos{x}-8x^3\cos{2x}-3\sin{2x})+c\)
\((1.)\) \(\int{x^2\ln{|x|}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}x^3\left(3\ln{|x|}-1\right)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}x^3\left(3\ln{|x|}-1\right)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^2\ln{|x|}dx}\)\(A=x^2, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}.x^2dx}\)
\(=\ln{|x|}\int{x^2dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{x^2dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}\frac{x^3}{3}-\int{\left\{\frac{1}{x}.\frac{x^3}{3}\right\}dx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}, \int{x^2dx}=\frac{x^3}{3}\)
\(=\frac{1}{3}x^3\ln{|x|}-\int{\frac{x^2}{3}dx}\)
\(=\frac{1}{3}x^3\ln{|x|}-\frac{1}{3}\int{x^2dx}\)
\(=\frac{1}{3}x^3\ln{|x|}-\frac{1}{3}.\frac{x^3}{3}+c\) ➜ \(\because \int{x^2dx}=\frac{x^3}{3}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{3}x^3\ln{|x|}-\frac{1}{9}x^3+c\)
\(=\frac{1}{9}x^3\left(3\ln{|x|}-1\right)+c\)
\((2.)\) \(\int{e^x\sin{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^x(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ রাঃ,দিঃ২০১৪; ঢ;২০১২,২০১২; কুঃ২০১৩,২০০৮,২০০৩; মাঃ২০০৯ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^x(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ রাঃ,দিঃ২০১৪; ঢ;২০১২,২০১২; কুঃ২০১৩,২০০৮,২০০৩; মাঃ২০০৯ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(T=\sin{x}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\sin{x}dx}\)\(T=\sin{x}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\sin{x}.e^xdx}\)
ধরি,
\(I=\int{\sin{x}.e^xdx}\)
\(=\sin{x}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{x}.e^x-\int{\cos{x}.e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=e^x\sin{x}-\left[\cos{x}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{x})\int{e^xdx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=e^x\sin{x}-\left[\cos{x}.e^x-\int{(-\sin{x})e^xdx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}, \int{e^xdx}=e^x\)
\(=e^x\sin{x}-\left[\cos{x}.e^x+\int{\sin{x}e^xdx}\right]\)
\(\Rightarrow I=e^x\sin{x}-e^x\cos{x}-I\) ➜ \(\because \int{\sin{x}e^xdx}=I\)
\(\Rightarrow I+I=e^x\sin{x}-e^x\cos{x}\)
\(\Rightarrow 2I=e^x\sin{x}-e^x\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}e^x\left(\sin{x}-\cos{x}\right)+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\therefore \int{\sin{x}e^xdx}=\frac{1}{2}e^x\left(\sin{x}-\cos{x}\right)+c\)
\((3.)\) \(\int{\sec^3{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left(\sec{x}+\ln{\left|\sec{x}+\tan{x}\right|}\right)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left(\sec{x}+\ln{\left|\sec{x}+\tan{x}\right|}\right)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(\int{\sec^3{x}dx}\)ধরি,
\(I=\int{\sec^3{x}dx}\)
\(=\int{\sec{x}.\sec^2{x}dx}\)
\(=\sec{x}\int{\sec^2{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sec{x})\int{\sec^2{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sec{x}\tan{x}-\int{\sec{x}\tan{x}.\tan{x}dx}\) ➜ \(\because \int{\sec^2dx}=\tan{x}, \frac{d}{dx}(\sec{x})=\sec{x}\tan{x}\)
\(=\sec{x}\tan{x}-\int{\sec{x}\tan^2{x}dx}\)
\(=\sec{x}\tan{x}-\int{\sec{x}(\sec^2{x}-1)dx}\) ➜ \(\because \tan^2{x}=\sec^2{x}-1\)
\(=\sec{x}\tan{x}-\int{(\sec^3{x}-\sec{x})dx}\)
\(=\sec{x}\tan{x}-\int{\sec^3{x}dx}+\int{\sec{x}dx}\)
\(=\sec{x}\tan{x}-\int{\sec^3{x}dx}+\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c_{1}\) ➜ \(\because \int{\sec{x}dx}=\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}\), \(c_{1}\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow I=\sec{x}\tan{x}-I+\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c_{1}\) ➜ \(\because \int{\sec^3{x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+I=\sec{x}\tan{x}+\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c_{1}\)
\(\Rightarrow 2I=\sec{x}\tan{x}+\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c_{1}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}\left(\sec{x}\tan{x}+\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}\right)+\frac{1}{2}c_{1}\)
\(\therefore \int{\sec^3{x}dx}=\frac{1}{2}\left(\sec{x}\tan{x}+\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}\right)+c\) ➜ \(c=\frac{1}{2}c_{1}\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\((4.)\) \(\int{e^x\left(\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right)dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x\ln{|x|}+c\)
উত্তরঃ \(e^x\ln{|x|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(L=\ln{|x|}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\left(\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right)dx}\)\(L=\ln{|x|}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\left(e^x\ln{|x|}+e^x\frac{1}{x}\right)dx}\)
\(=\int{e^x\ln{|x|}dx}+\int{e^x\frac{1}{x}dx}\)
\(=\ln{|x|}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{e^x\frac{1}{x}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}e^x-\int{\frac{1}{x}.e^xdx}+\int{e^x\frac{1}{x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\ln{|x|}e^x-\int{e^x\frac{1}{x}dx}+\int{e^x\frac{1}{x}dx}\)
\(=e^x\ln{|x|}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\((5.)\) \(\int{xe^xdx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x(x-1)+c\)
উত্তরঃ \(e^x(x-1)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^x\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{xe^xdx}\)\(A=x, \ \ E=e^x\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=xe^x-\int{1.e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=xe^x-\int{e^xdx}\)
\(=xe^x-e^x+c\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=e^x(x-1)+c\)
\((6.)\) \(\int{x\cos{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\cos{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\sin{x}-\int{1.\sin{x}dx}\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\sin{x}-\int{\sin{x}dx}\)
\(=x\sin{x}+\cos{x}+c\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\((7.)\) \(\int{x\ln{|x|}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\ln{|x|}dx}\)\(A=x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}.xdx}\)
\(=\ln{|x|}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{x}.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}-\frac{1}{2}\int{xdx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}-\frac{1}{2}.\frac{x^2}{2}+c\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}-\frac{1}{4}x^2+c\)
\(=\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
\((8.)\) \(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\tan^{-1}{x}+\tan^{-1}{x}-x)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\tan^{-1}{x}+\tan^{-1}{x}-x)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\)\(A=x, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\tan^{-1}{x}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{1+x^2}.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{x^2}{1+x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1+x^2-1}{1+x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1+x^2}{1+x^2}-\frac{1}{1+x^2}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(1-\frac{1}{1+x^2}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{1dx}+\frac{1}{2}\int{\frac{1}{1+x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}x+\frac{1}{2}\tan^{-1}{x}+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \int{\frac{1}{1+x^2}dx}=\tan^{-1}{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}(x^2\tan^{-1}{x}+\tan^{-1}{x}-x)+c\)
\((9.)\) \(\int{e^x(\cos{x}+\sin{x})dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x\sin{x}+c\)
উত্তরঃ \(e^x\sin{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x(\cos{x}+\sin{x})dx}\)\(E=e^x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{x}(\sin{x}+\cos{x})dx}\)
\(=\int{e^{x}\sin{x}dx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\)
\(=\sin{x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{x}.e^{x}-\int{\cos{x}.e^xdx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=e^{x}\sin{x}-\int{e^{x}\cos{x}dx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\)
\(=e^{x}\sin{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\((10.)\) \(\int{x^3\sin{2x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}(12x^2\sin{2x}+6x\cos{x}-8x^3\cos{2x}-3\sin{2x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}(12x^2\sin{2x}+6x\cos{x}-8x^3\cos{2x}-3\sin{2x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^3, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^3\sin{2x}dx}\)\(A=x^3, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^3\int{\sin{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^3)\int{\sin{2x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x^3\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)-\int{3x^2.\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)dx}\) ➜ \(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(x^3)=3x^2\)
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{2}\int{x^2\cos{2x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^3, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{2}\left[x^2\int{\cos{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{\cos{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x^3, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{2}\left[x^2.\frac{\sin{2x}}{2}-\int{2x.\frac{\sin{2x}}{2}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\cos{ax}dx}=.\frac{\sin{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{4}x^2\sin{2x}-\frac{3}{4}\int{x\sin{2x}dx}\)
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{4}x^2\sin{2x}-\frac{3}{4}\left[x\int{\sin{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{4}x^2\sin{2x}-\frac{3}{4}\left[x\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)-\int{1.\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{4}x^2\sin{2x}-\frac{3}{4}\left[-\frac{1}{2}x\cos{2x}+\frac{1}{2}\int{\cos{2x}dx}\right]\)
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{4}x^2\sin{2x}+\frac{3}{8}x\cos{x}-\frac{3}{8}\int{\cos{2x}dx}\)
\(=-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}+\frac{3}{4}x^2\sin{2x}+\frac{3}{8}x\cos{x}-\frac{3}{8}\frac{\sin{2x}}{2}+c\) ➜ \(\because \int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{3}{4}x^2\sin{2x}+\frac{3}{8}x\cos{x}-\frac{1}{2}x^3\cos{2x}-\frac{3}{16}\sin{2x}+c\)
\(=\frac{1}{16}(12x^2\sin{2x}+6x\cos{x}-8x^3\cos{2x}-3\sin{2x})+c\)
অনুশীলনী \(10.F / Q.1\)-এর অতি সংক্ষিপ্ত প্রশ্নসমুহ
যোজিত ফল নির্ণয় করঃ
\(Q.1.(i)\) \(\int{x\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\sin{x}-x\cos{x}+c\)
\(Q.1.(ii)\) \(\int{x\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
\(Q.1.(iii)\) \(\int{x\sin{3x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}\sin{3x}-\frac{1}{3}x\cos{3x}+c\)
\(Q.1.(iv)\) \(\int{x^2\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\sin{x}+2\cos{x}-x^2\cos{x}+c\)
\(Q.1.(v)\) \(\int{x^3\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-x^3\cos{x}-6\sin{x}+c\)
\(Q.1.(vi)\) \(\int{xe^{-x}dx}\)
উত্তরঃ \(-(x+1)e^{-x}+c\)
\(Q.1.(vii)\) \(\int{x^3e^{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}e^{2x}(4x^3-6x^2+6x-3)+c\)
\(Q.1.(viii)\) \(\int{x^2e^{x}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}(x^2-2x+2)+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২; সিঃ ২০১৩,২০০৯; কুঃ২০০৪ ]
\(Q.1.(ix)\) \(\int{x^2e^{-3x}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{27}e^{-3x}(9x^2+6x+2)+c\)
\(Q.1.(x)\) \(\int{xe^{ax}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
\(Q.1.(xi)\) \(\int{xe^{x}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}(x-1)+c\)
\(Q.1.(xii)\) \(\int{x^3\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}x^4(4\ln{|x|}-1)+c\)
\(Q.1.(xiii)\) \(\int{(\ln{|x|})^2dx}\)
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|})^2-2x\ln{|x|}+2x+c\)\)
[ যঃ২০০৫,২০০৭ ]
\(Q.1.(xiv)\) \(\int{\frac{\ln{|x|}}{x^2}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{x}\ln{|xe|}+c\)
উত্তরঃ \(\sin{x}-x\cos{x}+c\)
\(Q.1.(ii)\) \(\int{x\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
\(Q.1.(iii)\) \(\int{x\sin{3x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}\sin{3x}-\frac{1}{3}x\cos{3x}+c\)
\(Q.1.(iv)\) \(\int{x^2\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\sin{x}+2\cos{x}-x^2\cos{x}+c\)
\(Q.1.(v)\) \(\int{x^3\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-x^3\cos{x}-6\sin{x}+c\)
\(Q.1.(vi)\) \(\int{xe^{-x}dx}\)
উত্তরঃ \(-(x+1)e^{-x}+c\)
\(Q.1.(vii)\) \(\int{x^3e^{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}e^{2x}(4x^3-6x^2+6x-3)+c\)
\(Q.1.(viii)\) \(\int{x^2e^{x}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}(x^2-2x+2)+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২; সিঃ ২০১৩,২০০৯; কুঃ২০০৪ ]
\(Q.1.(ix)\) \(\int{x^2e^{-3x}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{27}e^{-3x}(9x^2+6x+2)+c\)
\(Q.1.(x)\) \(\int{xe^{ax}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
\(Q.1.(xi)\) \(\int{xe^{x}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}(x-1)+c\)
\(Q.1.(xii)\) \(\int{x^3\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}x^4(4\ln{|x|}-1)+c\)
\(Q.1.(xiii)\) \(\int{(\ln{|x|})^2dx}\)
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|})^2-2x\ln{|x|}+2x+c\)\)
[ যঃ২০০৫,২০০৭ ]
\(Q.1.(xiv)\) \(\int{\frac{\ln{|x|}}{x^2}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{x}\ln{|xe|}+c\)
\(Q.1.(xv)\) \(\int{\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০১৭; কুঃ২০১৭,২০০৬; চঃ২০০৮,২০০৪; বঃ২০০৪ ]
\(Q.1.(xvi)\) \(\int{x\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
\(Q.1.(xvii)\) \(\int{x^2(\ln{|x|})^2dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{27}x^3\{9(\ln{|x|})^2-6\ln{|x|}+2\}+c\)
[ বুয়েতঃ২০০৫-২০০৬ ]
\(Q.1.(xviii)\) \(\int{x\sqrt{1+x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{4}{15}(1+x)^{\frac{5}{2}}+c\)
\(Q.1.(xix)\) \(\int{x\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
\(Q.1.(xx)\) \(\int{x^2\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x^2\sin{x}+2x\cos{x}-2\sin{x}+c\)
\(Q.1.(xxi)\) \(\int{x(\ln{|x|})^2dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2\{2(\ln{|x|})^2-2\ln{|x|}+1\}+c\)
\(Q.1.(xxii)\) \(\int{\frac{\ln{(\ln{|x|})}}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\ln{|x|}\{\ln{(\ln{|x|})}-1\}+c\)
\(Q.1.(xxiii)\) \(\int{\frac{x}{\cos^2{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}+c\)
\(Q.1.(xxiv)\) \(\int{x\sec{x}\tan{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sec{x}-\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
\(Q.1.(xxv)\) \(\int{\frac{x}{\sin^2{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(-x\cot{x}+\ln{|\sin{x}|}+c\)
\(Q.1.(xxvi)\) \(\int{x\cos^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{3}{4}(x\sin{x}+\cos{x})\frac{1}{36}(3x\sin{3x}+\cos{3x})+c\)
\(Q.1.(xxvii)\) \(\int{xe^{ax}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০১৭; কুঃ২০১৭,২০০৬; চঃ২০০৮,২০০৪; বঃ২০০৪ ]
\(Q.1.(xvi)\) \(\int{x\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
\(Q.1.(xvii)\) \(\int{x^2(\ln{|x|})^2dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{27}x^3\{9(\ln{|x|})^2-6\ln{|x|}+2\}+c\)
[ বুয়েতঃ২০০৫-২০০৬ ]
\(Q.1.(xviii)\) \(\int{x\sqrt{1+x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{4}{15}(1+x)^{\frac{5}{2}}+c\)
\(Q.1.(xix)\) \(\int{x\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
\(Q.1.(xx)\) \(\int{x^2\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x^2\sin{x}+2x\cos{x}-2\sin{x}+c\)
\(Q.1.(xxi)\) \(\int{x(\ln{|x|})^2dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2\{2(\ln{|x|})^2-2\ln{|x|}+1\}+c\)
\(Q.1.(xxii)\) \(\int{\frac{\ln{(\ln{|x|})}}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\ln{|x|}\{\ln{(\ln{|x|})}-1\}+c\)
\(Q.1.(xxiii)\) \(\int{\frac{x}{\cos^2{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}+c\)
\(Q.1.(xxiv)\) \(\int{x\sec{x}\tan{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sec{x}-\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
\(Q.1.(xxv)\) \(\int{\frac{x}{\sin^2{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(-x\cot{x}+\ln{|\sin{x}|}+c\)
\(Q.1.(xxvi)\) \(\int{x\cos^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{3}{4}(x\sin{x}+\cos{x})\frac{1}{36}(3x\sin{3x}+\cos{3x})+c\)
\(Q.1.(xxvii)\) \(\int{xe^{ax}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
\(Q.1.(i)\) \(\int{x\sin{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\sin{x}-x\cos{x}+c\)
উত্তরঃ \(\sin{x}-x\cos{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\sin{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x(-\cos{x})-\int{1.(-\cos{x})dx}\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=-x\cos{x}+\int{\cos{x}dx}\)
\(=-x\cos{x}+\sin{x}+c\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\sin{x}-x\cos{x}+c\)
\(Q.1.(ii)\) \(\int{x\cos{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
উত্তরঃ \(x\sin{x}+\cos{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\cos{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\sin{x}-\int{1.\sin{x}dx}\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\sin{x}-\int{\sin{x}dx}\)
\(=x\sin{x}+\cos{x}+c\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\sin{x}+\cos{x}+c\)
\(Q.1.(iii)\) \(\int{x\sin{3x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}\sin{3x}-\frac{1}{3}x\cos{3x}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}\sin{3x}-\frac{1}{3}x\cos{3x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sin{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin{3x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sin{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\sin{3x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{3x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\left(-\frac{1}{3}\cos{3x}\right)-\int{1.\left(-\frac{1}{3}\cos{3x}\right)dx}\) ➜ \(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{1}{a}\cos{ax}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=-\frac{1}{3}x\cos{3x}+\frac{1}{3}\int{\cos{3x}dx}\)
\(=-\frac{1}{3}x\cos{3x}+\frac{1}{3}.\frac{1}{3}\sin{3x}+c\) ➜ \(\because \int{\cos{ax}dx}=\frac{1}{a}\sin{ax}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=-\frac{1}{3}x\cos{3x}+\frac{1}{9}\sin{3x}+c\)
\(=\frac{1}{9}\sin{3x}-\frac{1}{3}x\cos{3x}+c\)
\(Q.1.(iv)\) \(\int{x^2\sin{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(2x\sin{x}+2\cos{x}-x^2\cos{x}+c\)
উত্তরঃ \(2x\sin{x}+2\cos{x}-x^2\cos{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^2\sin{x}dx}\)\(A=x^2, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2\int{\sin{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{\sin{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x^2(-\cos{x})-\int{2x.(-\cos{x})dx}\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=-x^2\cos{x}+2\int{x\cos{x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-x^2\cos{x}+2\left[x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-x^2\cos{x}+2\left[x\sin{x}-\int{1.\sin{x}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=-x^2\cos{x}+2x\sin{x}-2\int{\sin{x}dx}\)
\(=-x^2\cos{x}+2x\sin{x}+2\cos{x}+c\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=2x\sin{x}+2\cos{x}-x^2\cos{x}+c\)
\(Q.1.(v)\) \(\int{x^3\sin{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-x^3\cos{x}-6\sin{x}+c\)
উত্তরঃ \(3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-x^3\cos{x}-6\sin{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^3, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^3\sin{x}dx}\)\(A=x^3, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^3\int{\sin{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^3)\int{\sin{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x^3(-\cos{x})-\int{3x^2.(-\cos{x})dx}\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}, \frac{d}{dx}(x^3)=3x^2\)
\(=-x^3\cos{x}+3\int{x^2\cos{x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-x^3\cos{x}+3\left[x^2\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x^2, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-x^3\cos{x}+3\left[x^2\sin{x}-\int{2x.\sin{x}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=-x^3\cos{x}+3x^2\sin{x}-6\int{x\sin{x}dx}\)
\(=-x^3\cos{x}+3x^2\sin{x}-6\left[x\int{\sin{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-x^3\cos{x}+3x^2\sin{x}-6\left[-x\cos{x}-\int{1.(-\cos{x})dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)\(A=x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-x^3\cos{x}+3x^2\sin{x}-6\left[-x\cos{x}+\int{\cos{x}dx}\right]\)
\(=-x^3\cos{x}+3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-6\int{\cos{x}dx}\)
\(=3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-x^3\cos{x}-6\sin{x}+c\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.1.(vi)\) \(\int{xe^{-x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(-(x+1)e^{-x}+c\)
উত্তরঃ \(-(x+1)e^{-x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^{-x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{xe^{-x}dx}\)\(A=x, \ \ E=e^{-x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{e^{-x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^{-x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\frac{1}{-1}e^{-x}-\int{1.\frac{1}{-1}e^{-x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=-xe^{-x}+\int{e^{-x}dx}\)
\(=-xe^{-x}+\frac{1}{-1}e^{-x}+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=-xe^{-x}-e^{-x}+c\)
\(=-(x+1)e^{-x}+c\)
\(Q.1.(vii)\) \(\int{x^3e^{2x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}e^{2x}(4x^3-6x^2+6x-3)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}e^{2x}(4x^3-6x^2+6x-3)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^3, \ \ E=e^{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^3e^{2x}dx}\)\(A=x^3, \ \ E=e^{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^3\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^3\int{e^{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^3)\int{e^{2x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x^3\frac{1}{2}e^{2x}-\int{3x^2.\frac{1}{2}e^{2x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}, \frac{d}{dx}(x^3)=3x^2\)
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{2}\int{x^2e^{2x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ E=e^{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{2}\left[x^2\int{e^{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{e^{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x^2, \ \ E=e^{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{2}\left[x^2\frac{1}{2}e^{2x}-\int{2x.\frac{1}{2}e^{2x}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{4}x^2e^{2x}+\frac{3}{2}\int{xe^{2x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{4}x^2e^{2x}+\frac{3}{2}\left[x\int{e^{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{4}x^2e^{2x}+\frac{3}{2}\left[x\frac{1}{2}e^{2x}-\int{1.\frac{1}{2}e^{2x}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}, \frac{d}{dx}(x)=1\)\(A=x, \ \ E=e^{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{4}x^2e^{2x}+\frac{3}{4}xe^{2x}-\frac{3}{4}\int{e^{2x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{4}x^2e^{2x}+\frac{3}{4}xe^{2x}-\frac{3}{4}.\frac{1}{2}e^{2x}+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x^3e^{2x}-\frac{3}{4}x^2e^{2x}+\frac{3}{4}xe^{2x}-\frac{3}{8}e^{2x}+c\)
\(=\frac{1}{8}e^{2x}(4x^3-6x^2+6x-3)+c\)
\(Q.1.(viii)\) \(\int{x^2e^{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{x}(x^2-2x+2)+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২; সিঃ ২০১৩,২০০৯; কুঃ২০০৪ ]
উত্তরঃ \(e^{x}(x^2-2x+2)+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২; সিঃ ২০১৩,২০০৯; কুঃ২০০৪ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^2e^{x}dx}\)\(A=x^2, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{e^{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x^2e^{x}-\int{2x.e^{x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=x^2e^{x}-2\int{xe^{x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2e^{x}-2\left[x\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2e^{x}-2\left[xe^x-\int{1.e^xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x^2e^{x}-2xe^x+2\int{e^xdx}\)
\(=x^2e^{x}-2xe^x+2e^x+c\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=e^{x}(x^2-2x+2)+c\)
\(Q.1.(ix)\) \(\int{x^2e^{-3x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(-\frac{1}{27}e^{-3x}(9x^2+6x+2)+c\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{27}e^{-3x}(9x^2+6x+2)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ E=e^{-3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^2e^{-3x}dx}\)\(A=x^2, \ \ E=e^{-3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2\int{e^{-3x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{e^{-3x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x^2\frac{1}{-3}e^{-3x}-\int{2x.\frac{1}{-3}e^{-3x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=-\frac{1}{3}x^2e^{-3x}+\frac{2}{3}\int{xe^{-3x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^{-3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-\frac{1}{3}x^2e^{-3x}+\frac{2}{3}\left[x\int{e^{-3x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^{-3x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x, \ \ E=e^{-3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=-\frac{1}{3}x^2e^{-3x}+\frac{2}{3}\left[x.\frac{1}{-3}e^{-3x}-\int{1.\frac{1}{-3}e^{-3x}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=-\frac{1}{3}x^2e^{-3x}+\frac{2}{3}\left[-\frac{1}{3}xe^{-3x}+\frac{1}{3}\int{e^{-3x}dx}\right]\)
\(=-\frac{1}{3}x^2e^{-3x}-\frac{2}{9}xe^{-3x}+\frac{2}{9}\int{e^{-3x}dx}\)
\(=-\frac{1}{3}x^2e^{-3x}-\frac{2}{9}xe^{-3x}+\frac{2}{9}.\frac{1}{-3}e^{-3x}+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=-\frac{1}{3}x^2e^{-3x}-\frac{2}{9}xe^{-3x}-\frac{2}{27}e^{-3x}+c\)
\(=-\frac{1}{27}e^{-3x}(9x^2+6x+2)+c\)
\(Q.1.(x)\) \(\int{xe^{ax}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(-\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^{ax}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{xe^{ax}dx}\)\(A=x, \ \ E=e^{ax}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\frac{1}{a}e^{ax}-\int{1.\frac{1}{a}e^{ax}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=\frac{1}{a}xe^{ax}-\frac{1}{a}\int{e^{ax}dx}\)
\(=\frac{1}{a}xe^{ax}-\frac{1}{a}.\frac{1}{a}e^{ax}+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{1}{a}e^{ax}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{a}xe^{ax}-\frac{1}{a^2}e^{ax}+c\)
\(=\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
\(Q.1.(xi)\) \(\int{xe^{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{x}(x-1)+c\)
উত্তরঃ \(e^{x}(x-1)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{xe^{x}dx}\)\(A=x, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=xe^{x}-\int{1.e^{x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=xe^{x}-\int{e^{x}dx}\)
\(=xe^{ax}-e^{x}+c\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=xe^{x}-e^{x}+c\)
\(=e^{x}(x-1)+c\)
\(Q.1.(xii)\) \(\int{x^3\ln{|x|}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}x^4(4\ln{|x|}-1)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{16}x^4(4\ln{|x|}-1)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^3, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^3\ln{|x|}dx}\)\(A=x^3, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}(x^3)dx}\)
\(=\ln{|x|}\int{x^3dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{x^3dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}.\frac{x^4}{4}-\int{\frac{1}{x}.\frac{x^4}{4}dx}\) ➜ \(\because \int{x^3dx}=\frac{x^4}{4}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{1}{4}x^4\ln{|x|}-\frac{1}{4}\int{x^3dx}\)
\(=\frac{1}{4}x^4\ln{|x|}-\frac{1}{4}.\frac{x^4}{4}+c\) ➜ \(\because \int{x^3dx}=\frac{x^4}{4}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{4}x^4\ln{|x|}-\frac{1}{16}x^4+c\)
\(=\frac{1}{16}x^4(4\ln{|x|}-1)+c\)
\(Q.1.(xiii)\) \(\int{(\ln{|x|})^2dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|})^2-2x\ln{|x|}+2x+c\)\)
[ যঃ২০০৫,২০০৭ ]
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|})^2-2x\ln{|x|}+2x+c\)\)
[ যঃ২০০৫,২০০৭ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ L=(\ln{|x|})^2\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{(\ln{|x|})^2dx}\)\(A=1, \ \ L=(\ln{|x|})^2\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{(\ln{|x|})^2.1dx}\)
\(=(\ln{|x|})^2\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})^2\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=(\ln{|x|})^2.x-\int{2(\ln{|x|}).\frac{1}{x}.xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(x^2)=2x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=x(\ln{|x|})^2-2\int{\ln{|x|}.1dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x(\ln{|x|})^2-2\left[\ln{|x|}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{1dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x(\ln{|x|})^2-2\left[\ln{|x|}x-\int{\frac{1}{x}.xdx}\right]\)
\(=x(\ln{|x|})^2-2\left[\ln{|x|}x-\int{1dx}\right]\)
\(=x(\ln{|x|})^2-2x\ln{|x|}+2\int{1dx}\)
\(=x(\ln{|x|})^2-2x\ln{|x|}+2x+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.1.(xiv)\) \(\int{\frac{\ln{|x|}}{x^2}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(-\frac{1}{x}\ln{|xe|}+c\)
উত্তরঃ \(-\frac{1}{x}\ln{|xe|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=\frac{1}{x^2}, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{\ln{|x|}}{x^2}dx}\)\(A=\frac{1}{x^2}, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}\frac{1}{x^2}dx}\)
\(=\ln{|x|}\int{\frac{1}{x^2}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{\frac{1}{x^2}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}\times{-\frac{1}{x}}-\int{\frac{1}{x}\times{-\frac{1}{x}}dx}\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{x^2}dx}=-\frac{1}{x}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=-\frac{1}{x}\ln{|x|}+\int{\frac{1}{x^2}dx}\)
\(=-\frac{1}{x}\ln{|x|}-\frac{1}{x}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{x^2}dx}=-\frac{1}{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=-\frac{1}{x}(\ln{|x|}+1)+c\)
\(=-\frac{1}{x}(\ln{|x|}+\ln{e})+c\) ➜ \(\because 1=\ln{e}\)
\(=-\frac{1}{x}\ln{|xe|}+c\) ➜\(\because \ln{|M|}+\ln{|N|}=\ln{|MN|}\)
\(Q.1.(xv)\) \(\int{\ln{|x|}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০১৭; কুঃ২০১৭,২০০৬; চঃ২০০৮,২০০৪; বঃ২০০৪ ]
উত্তরঃ \(x(\ln{|x|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০১৭; কুঃ২০১৭,২০০৬; চঃ২০০৮,২০০৪; বঃ২০০৪ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\ln{|x|}dx}\)\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}.1dx}\)
\(=\ln{|x|}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}.x-\int{\frac{1}{x}.xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=x\ln{|x|}-\int{1dx}\)
\(=x\ln{|x|}-x+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x(\ln{|x|}-1)+c\)
\(Q.1.(xvi)\) \(\int{x\ln{|x|}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\ln{|x|}dx}\)\(A=x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}.xdx}\)
\(=\ln{|x|}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{x}.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}-\frac{1}{2}\int{xdx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}-\frac{1}{2}.\frac{x^2}{2}+c\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}-\frac{1}{4}x^2+c\)
\(=\frac{1}{4}x^2(2\ln{|x|}-1)+c\)
\(Q.1.(xvii)\) \(\int{x^2(\ln{|x|})^2dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{27}x^3\{9(\ln{|x|})^2-6\ln{|x|}+2\}+c\)
[ বুয়েতঃ২০০৫-২০০৬ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{27}x^3\{9(\ln{|x|})^2-6\ln{|x|}+2\}+c\)
[ বুয়েতঃ২০০৫-২০০৬ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ L=(\ln{|x|})^2\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^2(\ln{|x|})^2dx}\)\(A=x^2, \ \ L=(\ln{|x|})^2\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{(\ln{|x|})^2x^2dx}\)
\(=(\ln{|x|})^2\int{x^2dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})^2\int{x^2dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=(\ln{|x|})^2.\frac{x^3}{3}-\int{2(\ln{|x|}).\frac{1}{x}.\frac{x^3}{3}dx}\) ➜ \(\because \int{x^2dx}=\frac{x^3}{3}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{1}{3}x^3(\ln{|x|})^2-\frac{2}{3}\int{\ln{|x|}.x^2dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{3}x^3(\ln{|x|})^2-\frac{2}{3}\left[\ln{|x|}\int{x^2dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{x^2dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x^2, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{3}x^3(\ln{|x|})^2-\frac{2}{3}\left[\ln{|x|}.\frac{x^3}{3}-\int{\left\{\frac{1}{x}.\frac{x^3}{3}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{x^2dx}=\frac{x^3}{3}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{1}{3}x^3(\ln{|x|})^2-\frac{2}{3}\left[\frac{1}{3}x^3\ln{|x|}-\frac{1}{3}\int{x^2dx}\right]\)
\(=\frac{1}{3}x^3(\ln{|x|})^2-\frac{2}{9}x^3\ln{|x|}+\frac{2}{9}\int{x^2dx}\)
\(=\frac{1}{3}x^3(\ln{|x|})^2-\frac{2}{9}x^3\ln{|x|}+\frac{2}{9}.\frac{x^3}{3}+c\) ➜ \(\because \int{x^2dx}=\frac{x^3}{3}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{3}x^3(\ln{|x|})^2-\frac{2}{9}x^3\ln{|x|}+\frac{2}{27}x^3+c\)
\(=\frac{1}{27}x^3\{9(\ln{|x|})^2-6\ln{|x|}+2\}+c\)
\(Q.1.(xviii)\) \(\int{x\sqrt{1+x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{4}{15}(1+x)^{\frac{5}{2}}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{4}{15}(1+x)^{\frac{5}{2}}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(\int{x\sqrt{1+x}dx}\)\(=\int{x(1+x)^{\frac{1}{2}}dx}\)
\(=x\int{(1+x)^{\frac{1}{2}}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{(1+x)^{\frac{1}{2}}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\frac{(1+x)^{\frac{1}{2}+1}}{\left(\frac{1}{2}+1\right).1}-\int{1.\frac{(1+x)^{\frac{1}{2}+1}}{\left(\frac{1}{2}+1\right).1}dx}\) ➜ \(\because \int{(ax+b)^{n}dx}=\frac{(ax+b)^{n+1}}{(n+1).a}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\frac{(1+x)^{\frac{1+2}{2}}}{\frac{1+2}{2}}-\int{\frac{(1+x)^{\frac{1+2}{2}}}{\frac{1+2}{2}}dx}\)
\(=x\frac{(1+x)^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}}-\int{\frac{(1+x)^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}}dx}\)
\(=\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{2}{3}\int{(1+x)^{\frac{3}{2}}dx}\)
\(=\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{2}{3}\frac{(1+x)^{\frac{3}{2}+1}}{\left(\frac{3}{2}+1\right).1}+c\) ➜ \(\because \int{(ax+b)^{n}dx}=\frac{(ax+b)^{n+1}}{(n+1).a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{2}{3}\frac{(1+x)^{\frac{3+2}{2}}}{\frac{3+2}{2}}+c\)
\(=\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{2}{3}\frac{(1+x)^{\frac{5}{2}}}{\frac{5}{2}}+c\)
\(=\frac{2}{3}x(1+x)^{\frac{3}{2}}-\frac{4}{15}(1+x)^{\frac{5}{2}}+c\)
\(Q.1.(xix)\) \(\int{x\sin{2x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin{2x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\sin{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{2x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)-\int{1.\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)dx}\) ➜ \(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}\)
\(=-\frac{1}{2}x\cos{2x}+\frac{1}{2}\int{\cos{2x}dx}\)
\(=-\frac{1}{2}x\cos{2x}+\frac{1}{2}\int{\cos{2x}dx}\)
\(=-\frac{1}{2}x\cos{2x}+\frac{1}{2}\times{\frac{\sin{2x}}{2}}+c\) ➜ \(\because \int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=-\frac{1}{2}x\cos{2x}+\frac{1}{4}\sin{2x}+c\)
\(=\frac{1}{4}\sin{2x}-\frac{1}{2}x\cos{2x}+c\)
\(=\frac{1}{4}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
\(Q.1.(xx)\) \(\int{x^2\cos{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x^2\sin{x}+2x\cos{x}-2\sin{x}+c\)
উত্তরঃ \(x^2\sin{x}+2x\cos{x}-2\sin{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^2\cos{x}dx}\)\(A=x^2, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x^2\sin{x}-\int{2x.\sin{x}dx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x^2)=2x, \int{\cos{x}dx}=\sin{x}\)
\(=x^2\sin{x}-2\int{x\sin{x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2\sin{x}-2\left[x\int{\sin{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x^2\sin{x}-2\left[-x\cos{x}-\int{1.(-\cos{x})dx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x)=1, \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\)
\(=x^2\sin{x}-2\left[-x\cos{x}+\int{\cos{x})dx}\right]\)
\(=x^2\sin{x}+2x\cos{x}-2\int{\cos{x})dx}\)
\(=x^2\sin{x}+2x\cos{x}-2\sin{x}+c\) ➜\(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.1.(xxi)\) \(\int{x(\ln{|x|})^2dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2\{2(\ln{|x|})^2-2\ln{|x|}+1\}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}x^2\{2(\ln{|x|})^2-2\ln{|x|}+1\}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ L=(\ln{|x|})^2\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x(\ln{|x|})^2dx}\)\(A=x, \ \ L=(\ln{|x|})^2\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{(\ln{|x|})^2.xdx}\)
\(=(\ln{|x|})^2\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})^2\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=(\ln{|x|})^2.\frac{x^2}{2}-\int{2(\ln{|x|}).\frac{1}{x}.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{1}{2}x^2(\ln{|x|})^2-\int{\ln{|x|}.xdx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}x^2(\ln{|x|})^2-\left[\ln{|x|}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{xdx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(A=x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}x^2(\ln{|x|})^2-\left[\ln{|x|}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{x}.\frac{x^2}{2}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{1}{2}x^2(\ln{|x|})^2-\left[\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}-\frac{1}{2}\int{xdx}\right]\)
\(=\frac{1}{2}x^2(\ln{|x|})^2-\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}+\frac{1}{2}\int{xdx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2(\ln{|x|})^2-\frac{1}{2}x^2\ln{|x|}+\frac{1}{2}.\frac{x^2}{2}+c\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{4}x^2\{2(\ln{|x|})^2-2\ln{|x|}+1\}+c\)
\(Q.1.(xxii)\) \(\int{\frac{\ln{(\ln{|x|})}}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\ln{|x|}\{\ln{(\ln{|x|})}-1\}+c\)
উত্তরঃ \(\ln{|x|}\{\ln{(\ln{|x|})}-1\}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(\ln{|x|}=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow \frac{1}{x}=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore \frac{1}{x}dx=dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ L=\ln{t}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{\ln{(\ln{|x|})}}{x}dx}\)\(\ln{|x|}=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow \frac{1}{x}=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore \frac{1}{x}dx=dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ L=\ln{t}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{(\ln{|x|})}.\frac{1}{x}dx}\)
\(=\int{\ln{t}.dt}\)
\(=\int{\ln{t}.1dt}\)
\(=\ln{t}\int{1dt}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{t})\int{1dt}\right\}dt}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{t}.t-\int{\frac{1}{t}.tdt}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=t\ln{t}-\int{1dt}\)
\(=t\ln{t}-t+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\ln{|x|}\ln{\ln{|x|}}-\ln{|x|}+c\) ➜ \(\because t=\ln{|x|}\)
\(=\ln{|x|}\{\ln{(\ln{|x|})}-1\}+c\)
\(Q.1.(xxiii)\) \(\int{\frac{x}{\cos^2{x}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}+c\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{x}{\cos^2{x}}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{x\frac{1}{\cos^2{x}}dx}\)
\(=\int{x\sec^2{x}dx}\)
\(=x\int{\sec^2{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sec^2{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\tan{x}-\int{1.\tan{x}dx}\) ➜ \(\because \int{\sec^2{x}dx}=\tan{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\tan{x}-\int{\tan{x}dx}\)
\(=x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}+c\) ➜\(\because \int{\tan{x}dx}=-\ln{|\cos{x}|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.1.(xxiv)\) \(\int{x\sec{x}\tan{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\sec{x}-\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
উত্তরঃ \(x\sec{x}-\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sec{x}\tan{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sec{x}\tan{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sec{x}\tan{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\sec{x}\tan{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sec{x}\tan{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\sec{x}-\int{1.\sec{x}dx}\) ➜ \(\because \int{\sec{x}\tan{x}dx}=\sec{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\sec{x}-\int{\sec{x}dx}\)
\(=x\sec{x}+\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\) ➜\(\because \int{\sec{x}dx}=\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.1.(xxv)\) \(\int{\frac{x}{\sin^2{x}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(-x\cot{x}+\ln{|\sin{x}|}+c\)
উত্তরঃ \(-x\cot{x}+\ln{|\sin{x}|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T= \ cosec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{x}{\sin^2{x}}dx}\)\(A=x, \ \ T= \ cosec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{x\frac{1}{\sin^2{x}}dx}\)
\(=\int{x \ cosec^2{x}dx}\)
\(=x\int{ \ cosec^2{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{ \ cosec^2{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x(-\cot{x})-\int{1.(-\cot{x})dx}\) ➜ \(\because \int{ \ cosec^2{x}dx}=-\cot{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=-x\cot{x}+\int{\cot{x}dx}\)
\(=-x\cot{x}+\ln{|\sin{x}|}+c\) ➜\(\because \int{\cot{x}dx}=\ln{|\sin{x}|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.1.(xxvi)\) \(\int{x\cos^3{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{3}{4}(x\sin{x}+\cos{x})+\frac{1}{36}(3x\sin{3x}+\cos{3x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{3}{4}(x\sin{x}+\cos{x})+\frac{1}{36}(3x\sin{3x}+\cos{3x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}, \cos{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\cos^3{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{x}, \cos{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{4}\int{x.4\cos^3{x}dx}\)
\(=\frac{1}{4}\int{x(3\cos{x}+\cos{3x})dx}\) ➜ \(\because 4\cos^3{A}=3\cos{A}+\cos{3A}\)
\(=\frac{1}{4}\int{(3x\cos{x}+x\cos{3x})dx}\)
\(=\frac{3}{4}\int{x\cos{x}dx}+\frac{1}{4}\int{x\cos{3x}dx}\)
\(=\frac{3}{4}\left[x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\right]+\frac{1}{4}\left[x\int{\cos{3x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{3x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{3}{4}\left[x\sin{x}-\int{1.\sin{x}dx}\right]+\frac{1}{4}\left[x\frac{\sin{3x}}{3}-\int{1.\frac{\sin{3x}}{3}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\), \(\int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\)
\(=\frac{3}{4}x\sin{x}-\frac{3}{4}\int{\sin{x}dx}+\frac{1}{4}\left[\frac{1}{3}x\sin{3x}-\frac{1}{3}\int{\sin{3x}dx}\right]\)
\(=\frac{3}{4}x\sin{x}+\frac{3}{4}\cos{x}+\frac{1}{12}x\sin{3x}-\frac{1}{12}\int{\sin{3x}dx}\)
\(=\frac{3}{4}x\sin{x}+\frac{3}{4}\cos{x}+\frac{1}{12}x\sin{3x}-\frac{1}{12}\left(-\frac{\cos{3x}}{3}\right)+c\) ➜\(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{3}{4}x\sin{x}+\frac{3}{4}\cos{x}+\frac{1}{12}x\sin{3x}+\frac{1}{36}\cos{3x}+c\)
\(=\frac{3}{4}(x\sin{x}+\cos{x})+\frac{1}{36}(3x\sin{3x}+\cos{3x})+c\)
\(Q.1.(xxvii)\) \(\int{xe^{ax}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ E=e^{ax}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{xe^{ax}dx}\)\(A=x, \ \ E=e^{ax}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\frac{e^{ax}}{a}-\int{1.\frac{e^{ax}}{a}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=\frac{1}{a}xe^{ax}-\frac{1}{a}\int{e^{ax}dx}\)
\(=\frac{1}{a}xe^{ax}-\frac{1}{a}.\frac{e^{ax}}{a}+c\) ➜\(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{a}xe^{ax}-\frac{1}{a^2}e^{ax}+c\)
\(=\frac{1}{a^2}e^{ax}(ax-1)+c\)
অনুশীলনী \(10.F / Q.2\)-এর সংক্ষিপ্ত প্রশ্নসমুহ
যোজিত ফল নির্ণয় করঃ
\(Q.2.(i)\) \(\int{\cos^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2}+c\)
[ রাঃ২০১০; যঃ২০০৮; চঃ২০০৭; কুঃ২০০৫ ]
\(Q.2.(ii)\) \(\int{\sin^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sin^{-1}{x}+\sqrt{1-x^2}+c\)
[ যঃ২০১০; সিঃ২০০৩ ]
\(Q.2.(iii)\) \(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2+1)\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}x+c\)
[ দিঃ২০১১; কুঃ২০১০; সিঃ২০০৮,২০০৪; রাঃ২০০৬; যঃ২০০৬,২০০১; বঃ২০০২; মাঃ২০০৮ ]
\(Q.2.(iv)\) \(\int{x\sin^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ ঢাঃ২০০৭; মাঃ২০০৬,২০০৩,২০০২ ]
\(Q.2.(v)\) \(\int{x \ cosec^{-1}{\frac{1}{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ চঃ২০১৭ ]
\(Q.2.(vi)\) \(\int{mx\sin^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
[ দিঃ২০১৭ ]
\(Q.2.(vii)\) \(\int{\tan^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|1+x^2|}+c\)
[ ঢাঃ২০০৪; কুঃ২০০২ ]
\(Q.2.(viii)\) \(\int{\tan^{-1}{\frac{x}{5}}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\ln{|x^2+25|}+c\)
[ বঃ২০১৭ ]
\(Q.2.(ix)\) \(\int{e^{2x}\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(Q.2.(x)\) \(\int{e^{2x}\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ সিঃ২০০২ ]
\(Q.2.(xi)\) \(\int{e^{x}\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{x}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০১০; রাঃ,দিঃ২০০৯ ]
\(Q.2.(xii)\) \(\int{e^{x}\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
[ ঢাঃ২০১০; মাঃ২০১৩; বুয়েটঃ২০০৪,২০০৬ ]
\(Q.2.(xiii)\) \(\int{e^{x}\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ দিঃ,রাঃ২০১৪; কুঃ২০১৩,২০০৮; মাঃ২০০৯; ঢাঃ২০০৮,২০০৩ ]
\(Q.2.(xiv)\) \(\int{e^{ax}\sin{bx}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{ax}(a\cos{bx}+b\sin{bx})}{a^2+b^2}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
\(Q.2.(xv)\) \(\int{x\cos^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2+2x\sin{2x}+\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০০৭ ]
\(Q.2.(xvi)\) \(\int{x\sin^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2-2x\sin{2x}-\cos{2x})+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৫-২০০৬ ]
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2}+c\)
[ রাঃ২০১০; যঃ২০০৮; চঃ২০০৭; কুঃ২০০৫ ]
\(Q.2.(ii)\) \(\int{\sin^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sin^{-1}{x}+\sqrt{1-x^2}+c\)
[ যঃ২০১০; সিঃ২০০৩ ]
\(Q.2.(iii)\) \(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2+1)\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}x+c\)
[ দিঃ২০১১; কুঃ২০১০; সিঃ২০০৮,২০০৪; রাঃ২০০৬; যঃ২০০৬,২০০১; বঃ২০০২; মাঃ২০০৮ ]
\(Q.2.(iv)\) \(\int{x\sin^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ ঢাঃ২০০৭; মাঃ২০০৬,২০০৩,২০০২ ]
\(Q.2.(v)\) \(\int{x \ cosec^{-1}{\frac{1}{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ চঃ২০১৭ ]
\(Q.2.(vi)\) \(\int{mx\sin^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
[ দিঃ২০১৭ ]
\(Q.2.(vii)\) \(\int{\tan^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|1+x^2|}+c\)
[ ঢাঃ২০০৪; কুঃ২০০২ ]
\(Q.2.(viii)\) \(\int{\tan^{-1}{\frac{x}{5}}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\ln{|x^2+25|}+c\)
[ বঃ২০১৭ ]
\(Q.2.(ix)\) \(\int{e^{2x}\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(Q.2.(x)\) \(\int{e^{2x}\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ সিঃ২০০২ ]
\(Q.2.(xi)\) \(\int{e^{x}\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{x}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০১০; রাঃ,দিঃ২০০৯ ]
\(Q.2.(xii)\) \(\int{e^{x}\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
[ ঢাঃ২০১০; মাঃ২০১৩; বুয়েটঃ২০০৪,২০০৬ ]
\(Q.2.(xiii)\) \(\int{e^{x}\sin{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ দিঃ,রাঃ২০১৪; কুঃ২০১৩,২০০৮; মাঃ২০০৯; ঢাঃ২০০৮,২০০৩ ]
\(Q.2.(xiv)\) \(\int{e^{ax}\sin{bx}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{ax}(a\cos{bx}+b\sin{bx})}{a^2+b^2}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
\(Q.2.(xv)\) \(\int{x\cos^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2+2x\sin{2x}+\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০০৭ ]
\(Q.2.(xvi)\) \(\int{x\sin^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2-2x\sin{2x}-\cos{2x})+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৫-২০০৬ ]
\(Q.2.(xvii)\) \(\int{x\sin{x}\cos{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xviii)\) \(\int{x\sin^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{36}(27\sin{x}+3x\cos{3x}-27x\cos{x}-\sin{3x})+c\)
\(Q.2.(xix)\) \(\int{x\sin^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(x^2-2x\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xx)\) \(\int{x\cos{2x}\cos{3x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{50}(25x\sin{x}+25\cos{x}+5x\sin{5x}+\cos{5x})+c\)
\(Q.2.(xxi)\) \(\int{x\sin{x}\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{18}(9x\sin{x}+9\cos{x}-3x\sin{3x}-\cos{3x})+c\)
\(Q.2.(xxii)\) \(\int{x^2\cos^2{\frac{x}{2}}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{6}(x^3+3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-6\sin{x})+c\)
\(Q.2.(xxiii)\) \(\int{x\tan^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ২০০৫; সিঃ২০০৫; ঢাঃ২০০২]
\(Q.2.(xxiv)\) \(\int{x\sec^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ চঃ২০১৪ ]
\(Q.2.(xxv)\) \(\int{x\tan^{-1}{(x^2)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(2x^2\tan^{-1}{x^2}-\ln{|1+x^4|})+c\)
\(Q.2.(xxvi)\) \(\int{x\sin^{-1}{(x^2)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4})+c\)
\(Q.2.(xxvii)\) \(\int{\cos^{-1}{\left(\frac{1-x^2}{1+x^2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxviii)\) \(\int{\sin^{-1}{\left(\frac{2x}{1+x^2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxix)\) \(\int{\tan^{-1}{\left(\frac{2x}{1-x^2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxx)\) \(\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{x}{a+x}}}dx}\)
উত্তরঃ \((a+x)\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-\sqrt{(ax)}+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২ ]
\(Q.2.(xxxi)\) \(\int{\tan^{-1}{\sqrt{\frac{1-x}{1+x}}}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2})+c\)
\(Q.2.(xxxii)\) \(\int{\cos^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x(1-x)}}{2}+c\)
\(Q.2.(xxxiii)\) \(\int{\sin^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(\left(x-\frac{1}{2}\right)\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sqrt{x(1-x)}+c\)
\(Q.2.(xxxiv)\) \(\int{\tan^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(\left(x+1\right)\tan^{-1}{\sqrt{x}}-\sqrt{x}+c\)
\(Q.2.(xxxv)\) \(\int{\sec^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sec^{-1}{x}-\ln{|x+\sqrt{x^2-1}|}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xviii)\) \(\int{x\sin^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{36}(27\sin{x}+3x\cos{3x}-27x\cos{x}-\sin{3x})+c\)
\(Q.2.(xix)\) \(\int{x\sin^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(x^2-2x\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xx)\) \(\int{x\cos{2x}\cos{3x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{50}(25x\sin{x}+25\cos{x}+5x\sin{5x}+\cos{5x})+c\)
\(Q.2.(xxi)\) \(\int{x\sin{x}\sin{2x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{18}(9x\sin{x}+9\cos{x}-3x\sin{3x}-\cos{3x})+c\)
\(Q.2.(xxii)\) \(\int{x^2\cos^2{\frac{x}{2}}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{6}(x^3+3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-6\sin{x})+c\)
\(Q.2.(xxiii)\) \(\int{x\tan^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ২০০৫; সিঃ২০০৫; ঢাঃ২০০২]
\(Q.2.(xxiv)\) \(\int{x\sec^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ চঃ২০১৪ ]
\(Q.2.(xxv)\) \(\int{x\tan^{-1}{(x^2)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(2x^2\tan^{-1}{x^2}-\ln{|1+x^4|})+c\)
\(Q.2.(xxvi)\) \(\int{x\sin^{-1}{(x^2)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4})+c\)
\(Q.2.(xxvii)\) \(\int{\cos^{-1}{\left(\frac{1-x^2}{1+x^2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxviii)\) \(\int{\sin^{-1}{\left(\frac{2x}{1+x^2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxix)\) \(\int{\tan^{-1}{\left(\frac{2x}{1-x^2}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxx)\) \(\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{x}{a+x}}}dx}\)
উত্তরঃ \((a+x)\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-\sqrt{(ax)}+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২ ]
\(Q.2.(xxxi)\) \(\int{\tan^{-1}{\sqrt{\frac{1-x}{1+x}}}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2})+c\)
\(Q.2.(xxxii)\) \(\int{\cos^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x(1-x)}}{2}+c\)
\(Q.2.(xxxiii)\) \(\int{\sin^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(\left(x-\frac{1}{2}\right)\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sqrt{x(1-x)}+c\)
\(Q.2.(xxxiv)\) \(\int{\tan^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)
উত্তরঃ \(\left(x+1\right)\tan^{-1}{\sqrt{x}}-\sqrt{x}+c\)
\(Q.2.(xxxv)\) \(\int{\sec^{-1}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sec^{-1}{x}-\ln{|x+\sqrt{x^2-1}|}+c\)
\(Q.2.(i)\) \(\int{\cos^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2}+c\)
[ রাঃ২০১০; যঃ২০০৮; চঃ২০০৭; কুঃ২০০৫ ]
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2}+c\)
[ রাঃ২০১০; যঃ২০০৮; চঃ২০০৭; কুঃ২০০৫ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\cos^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\cos^{-1}{x}dx}\)\(A=1, \ \ I=\cos^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\cos^{-1}{x}.1dx}\)
\(=\cos^{-1}{x}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\cos^{-1}{x}.x-\int{\left(-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\right).xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\cos^{-1}{x})=-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=x\cos^{-1}{x}+\int{\frac{x}{\sqrt{1-x^2}}dx}\)
\(=x\cos^{-1}{x}+\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}xdx}\)
ধরি,
\(\sqrt{1-x^2}=t\)
\(\Rightarrow 1-x^2=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^2)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow -2x=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow -x=t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow xdx=-tdt\)
\(=x\cos^{-1}{x}+\int{\frac{1}{t}\times{-tdt}}\)\(\sqrt{1-x^2}=t\)
\(\Rightarrow 1-x^2=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^2)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow -2x=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow -x=t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow xdx=-tdt\)
\(=x\cos^{-1}{x}-\int{1dt}\)
\(=x\cos^{-1}{x}-t+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2}+c\) ➜ \(\because t=\sqrt{1-x^2}\)
\(Q.2.(ii)\) \(\int{\sin^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\sin^{-1}{x}+\sqrt{1-x^2}+c\)
[ যঃ২০১০; সিঃ২০০৩ ]
উত্তরঃ \(x\sin^{-1}{x}+\sqrt{1-x^2}+c\)
[ যঃ২০১০; সিঃ২০০৩ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\sin^{-1}{x}dx}\)\(A=1, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\sin^{-1}{x}.1dx}\)
\(=\sin^{-1}{x}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin^{-1}{x}.x-\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}.xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=x\sin^{-1}{x}-\int{\frac{x}{\sqrt{1-x^2}}dx}\)
\(=x\sin^{-1}{x}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}xdx}\)
ধরি,
\(\sqrt{1-x^2}=t\)
\(\Rightarrow 1-x^2=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^2)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow -2x=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow -x=t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow xdx=-tdt\)
\(=x\sin^{-1}{x}-\int{\frac{1}{t}\times{-tdt}}\)\(\sqrt{1-x^2}=t\)
\(\Rightarrow 1-x^2=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^2)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow -2x=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow -x=t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow xdx=-tdt\)
\(=x\sin^{-1}{x}+\int{1dt}\)
\(=x\sin^{-1}{x}+t+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\sin^{-1}{x}+\sqrt{1-x^2}+c\) ➜ \(\because t=\sqrt{1-x^2}\)
\(Q.2.(iii)\) \(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2+1)\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}x+c\)
[ দিঃ২০১১; কুঃ২০১০; সিঃ২০০৮,২০০৪; রাঃ২০০৬; যঃ২০০৬,২০০১; বঃ২০০২; মাঃ২০০৮ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2+1)\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}x+c\)
[ দিঃ২০১১; কুঃ২০১০; সিঃ২০০৮,২০০৪; রাঃ২০০৬; যঃ২০০৬,২০০১; বঃ২০০২; মাঃ২০০৮ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\tan^{-1}{x}dx}\)\(A=x, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{x}.xdx}\)
\(=\tan^{-1}{x}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{1+x^2}.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{x^2}{1+x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1+x^2-1}{1+x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1+x^2}{1+x^2}-\frac{1}{1+x^2}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(1-\frac{1}{1+x^2}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{1dx}+\frac{1}{2}\int{\frac{1}{1+x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}x+\frac{1}{2}\tan^{-1}{x}+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \int{\frac{1}{1+x^2}dx}=\tan^{-1}{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}(x^2+1)\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}x+c\)
\(Q.2.(iv)\) \(\int{x\sin^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ ঢাঃ২০০৭; মাঃ২০০৬,২০০৩,২০০২ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ ঢাঃ২০০৭; মাঃ২০০৬,২০০৩,২০০২ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin^{-1}{x}dx}\)\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\sin^{-1}{x}.xdx}\)
\(=\sin^{-1}{x}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin^{-1}{x}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{x^2}{\sqrt{1-x^2}}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1-(1-x^2)}{\sqrt{1-x^2}}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\frac{1-x^2}{\sqrt{1-x^2}}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\frac{\sqrt{1-x^2}.\sqrt{1-x^2}}{\sqrt{1-x^2}}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\sqrt{1-x^2}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx}+\frac{1}{2}\int{\sqrt{1-x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}+\frac{1}{2}\left(\frac{x\sqrt{1-x^2}}{2}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}\right)+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx}=\sin^{-1}{x}\), \(\int{\sqrt{a^2-x^2}dx}=\frac{x\sqrt{a^2-x^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\sin^{-1}{\left(\frac{x}{a}\right)}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{1-2}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{-1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
\(Q.2.(v)\) \(\int{x \ cosec^{-1}{\frac{1}{x}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ চঃ২০১৭ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
[ চঃ২০১৭ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x \ cosec^{-1}{\frac{1}{x}}dx}\)\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{x\sin^{-1}{x}dx}\) ➜ \(\because cosec^{-1}{\frac{1}{x}}=\sin^{-1}{x}\)
\(=\int{\sin^{-1}{x}.xdx}\)
\(=\sin^{-1}{x}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin^{-1}{x}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{x^2}{\sqrt{1-x^2}}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1-(1-x^2)}{\sqrt{1-x^2}}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\frac{1-x^2}{\sqrt{1-x^2}}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\frac{\sqrt{1-x^2}.\sqrt{1-x^2}}{\sqrt{1-x^2}}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\sqrt{1-x^2}\right)dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx}+\frac{1}{2}\int{\sqrt{1-x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}+\frac{1}{2}\left(\frac{x\sqrt{1-x^2}}{2}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}\right)+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx}=\sin^{-1}{x}\), \(\int{\sqrt{a^2-x^2}dx}=\frac{x\sqrt{a^2-x^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\sin^{-1}{\left(\frac{x}{a}\right)}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{1-2}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{-1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}+c\)
\(Q.2.(vi)\) \(\int{mx\sin^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
[ দিঃ২০১৭ ]
উত্তরঃ \(m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
[ দিঃ২০১৭ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{mx\sin^{-1}{x}dx}\)\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=m\int{\sin^{-1}{x}.xdx}\)
\(=m\left[\sin^{-1}{x}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})\int{xdx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=m\left[\sin^{-1}{x}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}.\frac{x^2}{2}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=m\left[\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{x^2}{\sqrt{1-x^2}}dx}\right]\)
\(=m\left[\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1-(1-x^2)}{\sqrt{1-x^2}}dx}\right]\)
\(=m\left[\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\frac{1-x^2}{\sqrt{1-x^2}}\right)dx}\right]\)
\(=m\left[\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\frac{\sqrt{1-x^2}.\sqrt{1-x^2}}{\sqrt{1-x^2}}\right)dx}\right]\)
\(=m\left[\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}-\sqrt{1-x^2}\right)dx}\right]\)
\(=m\left[\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx}+\frac{1}{2}\int{\sqrt{1-x^2}dx}\right]\)
\(=m\left[\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}+\frac{1}{2}\left(\frac{x\sqrt{1-x^2}}{2}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}\right)\right]+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}dx}=\sin^{-1}{x}\), \(\int{\sqrt{a^2-x^2}dx}=\frac{x\sqrt{a^2-x^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\sin^{-1}{\left(\frac{x}{a}\right)}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
\(=m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{1-2}{4}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
\(=m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}+\frac{-1}{4}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
\(=m\left(\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{x}+\frac{1}{4}x\sqrt{1-x^2}-\frac{1}{4}\sin^{-1}{x}\right)+c\)
\(Q.2.(vii)\) \(\int{\tan^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|1+x^2|}+c\)
[ ঢাঃ২০০৪; কুঃ২০০২ ]
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|1+x^2|}+c\)
[ ঢাঃ২০০৪; কুঃ২০০২ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\tan^{-1}{x}dx}\)\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{x}.1dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}.x-\int{\frac{1}{1+x^2}.xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=x\tan^{-1}{x}-\int{\frac{x}{1+x^2}dx}\)
\(=x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{2x}{1+x^2}dx}\)
\(=x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{\frac{d(1+x^2)}{1+x^2}}\)
\(=x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|1+x^2|}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{dx}{x}}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.2.(viii)\) \(\int{\tan^{-1}{\frac{x}{5}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\ln{|x^2+25|}+c\)
[ বঃ২০১৭ ]
উত্তরঃ \(x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\ln{|x^2+25|}+c\)
[ বঃ২০১৭ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{\frac{x}{5}}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{\frac{x}{5}}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\tan^{-1}{\frac{x}{5}}dx}\)\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{\frac{x}{5}}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{\frac{x}{5}}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{\frac{x}{5}}.1dx}\)
\(=\tan^{-1}{\frac{x}{5}}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{\frac{x}{5}})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{\frac{x}{5}}.x-\int{\frac{1}{1+\left(\frac{x}{5}\right)^2}.\frac{d}{dx}\left(\frac{x}{5}\right).xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\int{\frac{1}{1+\frac{x^2}{25}}.\frac{1}{5}.xdx}\)
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{1}{5}\int{\frac{1}{\frac{25+x^2}{25}}.xdx}\)
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{1}{5}\int{\frac{25x}{25+x^2}dx}\)
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\int{\frac{5x}{25+x^2}dx}\)
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\int{\frac{2x}{25+x^2}dx}\)
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\int{\frac{d(25+x^2)}{25+x^2}}\)
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\ln{|25+x^2|}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{dx}{x}}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\tan^{-1}{\frac{x}{5}}-\frac{5}{2}\ln{|x^2+25|}+c\)
\(Q.2.(ix)\) \(\int{e^{2x}\cos{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{2x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{2x}\cos{x}dx}\)\(E=e^{2x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(I=\int{\cos{x}e^{2x}dx}\)
\(=\cos{x}\int{e^{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{x})\int{e^{2x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\cos{x}.\frac{e^{2x}}{2}-\int{(-\sin{x}).\frac{e^{2x}}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{2}\int{\sin{x}e^{2x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{2x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{2}\left[\sin{x}\int{e^{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{2x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{2}\left[\sin{x}.\frac{e^{2x}}{2}-\int{\cos{x}.\frac{e^{2x}}{2}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{2}\left[\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{2}\int{\cos{x}e^{2x}dx}\right]\)
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{4}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{4}\int{\cos{x}e^{2x}dx}\)
\(I=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{4}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{4}I\) ➜ \(\because \int{\cos{x}e^{2x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+\frac{1}{4}I=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{4}e^{2x}\sin{x}\)
\(\Rightarrow \frac{4+1}{4}I=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{4}e^{2x}\sin{x}\)
\(\Rightarrow \frac{5}{4}I=\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{4}e^{2x}\sin{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{4}{5}.\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{4}{5}.\frac{1}{4}e^{2x}\sin{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow \int{\cos{x}e^{2x}dx}=\frac{2}{5}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{5}e^{2x}\sin{x}+c\)
\(\therefore \int{e^{2x}\cos{x}dx}=\frac{1}{5}e^{2x}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
বিকল্প পদ্ধতিঃ
\(\int{e^{2x}\cos{x}dx}\)\(=\frac{e^{2x}}{2^2+1^2}(2\cos{x}+1\sin{x})+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}\cos{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\cos{bx}+b\sin{bx})\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{2x}}{4+1}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(=\frac{e^{2x}}{5}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(=\frac{1}{5}e^{2x}(2\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(Q.2.(x)\) \(\int{e^{2x}\sin{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ সিঃ২০০২ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{2x}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ সিঃ২০০২ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{2x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{2x}\sin{x}dx}\)\(E=e^{2x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(I=\int{\sin{x}e^{2x}dx}\)
\(=\sin{x}\int{e^{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^{2x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{x}.\frac{e^{2x}}{2}-\int{\cos{x}.\frac{e^{2x}}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{2}\int{\cos{x}e^{2x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{2x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{2}\left[\cos{x}\int{e^{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{x})\int{e^{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{2x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{2}\left[\cos{x}.\frac{e^{2x}}{2}-\int{(-\sin{x}).\frac{e^{2x}}{2}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{2}\left[\frac{1}{2}e^{2x}\cos{x}+\frac{1}{2}\int{\sin{x}e^{2x}dx}\right]\)
\(=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{4}e^{2x}\cos{x}-\frac{1}{4}\int{\sin{x}e^{2x}dx}\)
\(I=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{4}e^{2x}\cos{x}-\frac{1}{4}I\) ➜ \(\because \int{\sin{x}e^{2x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+\frac{1}{4}I=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{4}e^{2x}\cos{x}\)
\(\Rightarrow \frac{4+1}{4}I=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{4}e^{2x}\cos{x}\)
\(\Rightarrow \frac{5}{4}I=\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{4}e^{2x}\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{4}{5}.\frac{1}{2}e^{2x}\sin{x}-\frac{4}{5}.\frac{1}{4}e^{2x}\cos{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow \int{\sin{x}e^{2x}dx}=\frac{2}{5}e^{2x}\sin{x}-\frac{1}{5}e^{2x}\cos{x}+c\)
\(\therefore \int{e^{2x}\sin{x}dx}=\frac{1}{5}e^{2x}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
বিকল্প পদ্ধতিঃ
\(\int{e^{2x}\sin{x}dx}\)\(=\frac{e^{2x}}{2^2+1^2}(2\sin{x}-1\cos{x})+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}\sin{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{2x}}{4+1}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
\(=\frac{e^{2x}}{5}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
\(=\frac{1}{5}e^{2x}(2\sin{x}-\cos{x})+c\)
\(Q.2.(xi)\) \(\int{e^{x}\sin{2x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{x}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০১০; রাঃ,দিঃ২০০৯ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{5}e^{x}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০১০; রাঃ,দিঃ২০০৯ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{x}, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{2x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}\sin{2x}dx}\)\(E=e^{x}, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{2x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(I=\int{\sin{2x}e^{x}dx}\)
\(=\sin{2x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{2x})\int{e^{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{2x}.e^{x}-\int{\cos{2x}.2.e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sin{2x})=\cos{2x}.2\)
\(=e^{x}\sin{2x}-2\int{\cos{2x}e^{x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{x}, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{2x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=e^{x}\sin{2x}-2\left[\cos{2x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{2x})\int{e^{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{x}, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{2x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=e^{x}\sin{2x}-2\left[\cos{2x}.e^x-\int{(-\sin{2x}).2.e^xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\cos{2x})=-\sin{2x}.2\)
\(=e^{x}\sin{2x}-2\left[e^{x}\cos{2x}+2\int{\sin{2x}e^{x}dx}\right]\)
\(=e^{x}\sin{2x}-2e^{x}\cos{2x}-4\int{\sin{2x}e^{x}dx}\)
\(I=e^{x}\sin{2x}-2e^{x}\cos{2x}-4I\) ➜ \(\because \int{\sin{2x}e^{x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+4I=e^{x}\sin{2x}-2e^{x}\cos{2x}\)
\(\Rightarrow 5I=e^{x}\sin{2x}-2e^{x}\cos{2x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{5}e^{x}\sin{2x}-\frac{1}{5}.2e^{x}\cos{2x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{5}e^{x}\sin{2x}-\frac{2}{5}e^{x}\cos{2x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow \int{\sin{2x}e^{x}dx}=\frac{1}{5}e^{x}\sin{2x}-\frac{2}{5}e^{x}\cos{2x}+c\)
\(\therefore \int{e^{x}\sin{2x}dx}=\frac{1}{5}e^{x}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
বিকল্প পদ্ধতিঃ
\(\int{e^{x}\sin{2x}dx}\)\(=\frac{e^{x}}{1^2+2^2}(1\sin{2x}-2\cos{2x})+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}\sin{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{x}}{1+4}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
\(=\frac{e^{2x}}{5}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
\(=\frac{1}{5}e^{x}(\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xii)\) \(\int{e^{x}\cos{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
[ ঢাঃ২০১০; মাঃ২০১৩; বুয়েটঃ২০০৪,২০০৬ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
[ ঢাঃ২০১০; মাঃ২০১৩; বুয়েটঃ২০০৪,২০০৬ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}\cos{x}dx}\)\(E=e^{x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(I=\int{\cos{x}e^{x}dx}\)
\(=\cos{x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{x})\int{e^{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\cos{x}.e^x-\int{(-\sin{x}).e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(=e^{x}\cos{x}+\int{\sin{x}e^{x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=e^{x}\cos{x}+\left[\sin{x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=e^{x}\cos{x}+\left[\sin{x}.e^x-\int{\cos{x}.e^xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=e^{x}\cos{x}+\left[e^{x}\sin{x}-\int{\cos{x}e^{x}dx}\right]\)
\(=e^{x}\cos{x}+e^{x}\sin{x}-\int{\cos{x}e^{x}dx}\)
\(I=e^{x}\cos{x}+e^{x}\sin{x}-I\) ➜ \(\because \int{\cos{x}e^{2x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+I=e^{x}\cos{x}+e^{x}\sin{x}\)
\(\Rightarrow 2I=e^{x}(\cos{x}+\sin{x})\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow \int{\cos{x}e^{x}dx}=\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(\therefore \int{e^{x}\cos{x}dx}=\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
বিকল্প পদ্ধতিঃ
\(\int{e^{x}\cos{x}dx}\)\(=\frac{e^{x}}{1^2+1^2}(1\cos{x}+1\sin{x})+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}\cos{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\cos{bx}+b\sin{bx})\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{x}}{1+1}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(=\frac{e^{x}}{2}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(=\frac{1}{2}e^{x}(\cos{x}+\sin{x})+c\)
\(Q.2.(xiii)\) \(\int{e^{x}\sin{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ দিঃ,রাঃ২০১৪; কুঃ২০১৩,২০০৮; মাঃ২০০৯; ঢাঃ২০০৮,২০০৩ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
[ দিঃ,রাঃ২০১৪; কুঃ২০১৩,২০০৮; মাঃ২০০৯; ঢাঃ২০০৮,২০০৩ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}\sin{x}dx}\)\(E=e^{x}, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(I=\int{\sin{x}e^{x}dx}\)
\(=\sin{x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{x}.e^{x}-\int{\cos{x}.e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=e^{x}\sin{x}-\int{\cos{x}e^{x}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=e^{x}\sin{2x}-\left[\cos{x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{x})\int{e^{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{x}, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=e^{x}\sin{x}-\left[\cos{x}.e^x-\int{(-\sin{x}).e^xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(=e^{x}\sin{x}-\left[e^{x}\cos{x}+\int{\sin{x}e^{x}dx}\right]\)
\(=e^{x}\sin{x}-e^{x}\cos{x}-\int{\sin{x}e^{x}dx}\)
\(I=e^{x}\sin{x}-e^{x}\cos{x}-I\) ➜ \(\because \int{\sin{2x}e^{x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+I=e^{x}\sin{x}-e^{x}\cos{x}\)
\(\Rightarrow 2I=e^{x}\sin{x}-e^{x}\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}e^{x}\sin{x}-\frac{1}{2}e^{x}\cos{x}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}e^{x}\sin{x}-\frac{1}{2}e^{x}\cos{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow \int{\sin{x}e^{x}dx}=\frac{1}{2}e^{x}\sin{x}-\frac{1}{2}e^{x}\cos{x}+c\)
\(\therefore \int{e^{x}\sin{x}dx}=\frac{1}{2}e^{x}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
বিকল্প পদ্ধতিঃ
\(\int{e^{x}\sin{x}dx}\)\(=\frac{e^{x}}{1^2+1^2}(1\sin{x}-1\cos{x})+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}\sin{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{x}}{1+1}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
\(=\frac{e^{x}}{2}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
\(=\frac{1}{2}e^{x}(\sin{x}-\cos{x})+c\)
\(Q.2.(xiv)\) \(\int{e^{ax}\sin{bx}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{e^{ax}(a\cos{bx}+b\sin{bx})}{a^2+b^2}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
উত্তরঃ \(\frac{e^{ax}(a\cos{bx}+b\sin{bx})}{a^2+b^2}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{ax}, \ \ T=\sin{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{ax}\sin{bx}dx}\)\(E=e^{ax}, \ \ T=\sin{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(I=\int{e^{ax}\sin{bx}dx}\)
\(=\int{\sin{bx}.e^{ax}dx}\)
\(=\sin{bx}\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{bx})\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{bx}.\frac{e^{ax}}{a}-\int{\left\{\cos{bx}.\frac{d}{dx}(bx).\frac{e^{ax}}{a}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\sin{bx})=b\cos{bx}\)
\(=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\int{\left\{\cos{bx}.b.\frac{e^{ax}}{a}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\int{\cos{bx}.e^{ax}dx}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{ax}, \ \ T=\cos{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\cos{bx}\int{e^{ax}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{bx})\int{e^{ax}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)\(E=e^{ax}, \ \ T=\cos{bx}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos{bx}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\cos{bx}.\frac{e^{ax}}{a}-\int{(-\sin{bx}).\frac{d}{dx}(bx).\frac{e^{ax}}{a}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\cos{bx})=-b\sin{bx}\)
\(=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\int{\sin{bx}.b.\frac{e^{ax}}{a}dx}\right]\)
\(=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a}\left[\frac{1}{a}e^{ax}\cos{bx}+\frac{b}{a}\int{\sin{bx}.e^{ax}dx}\right]\)
\(=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a^2}e^{ax}\cos{bx}-\frac{b^2}{a^2}\int{\sin{bx}.e^{ax}dx}\)
\(I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a^2}e^{ax}\cos{bx}-\frac{b^2}{a^2}I\) ➜ \(\because \int{\sin{bx}.e^{ax}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+\frac{b^2}{a^2}I=\frac{1}{a}e^{ax}\sin{bx}-\frac{b}{a^2}e^{ax}\cos{bx}\)
\(\Rightarrow I\left(1+\frac{b^2}{a^2}\right)=\frac{1}{a^2}e^{ax}(a\sin{bx}-b\cos{bx})\)
\(\Rightarrow I\left(\frac{a^2+b^2}{a^2}\right)=\frac{1}{a^2}e^{ax}(a\sin{bx}-b\cos{bx})\)
\(\Rightarrow I=\frac{a^2}{a^2+b^2}\times{\frac{1}{a^2}}e^{ax}(a\sin{bx}-b\cos{bx})+c\) ➜\(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow I=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})+c\)
\(\therefore \int{e^{ax}\sin{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\sin{bx}-b\cos{bx})+c\)
\(Q.2.(xv)\) \(\int{x\cos^2{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2+2x\sin{2x}+\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০০৭ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2+2x\sin{2x}+\cos{2x})+c\)
[ সিঃ২০০৭ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\cos^2{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}\int{x.2\cos^2{x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x(1+\cos{2x})dx}\) ➜ \(\because 2\cos^2{A}=1+\cos{2A}\)
\(=\frac{1}{2}\int{(x+x\cos{2x})dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{xdx}+\frac{1}{2}\int{x\cos{2x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\frac{x^2}{2}+\frac{1}{2}\left[x\int{\cos{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{4}x^2+\frac{1}{2}\left[x\frac{\sin{2x}}{2}-\int{1.\frac{\sin{2x}}{2}dx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x)=1, \int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\)
\(=\frac{1}{4}x^2+\frac{1}{4}x\sin{2x}-\frac{1}{4}\int{\sin{2x}dx}\)
\(=\frac{1}{4}x^2+\frac{1}{4}x\sin{2x}-\frac{1}{4}\times{-\frac{\cos{2x}}{2}}+c\) ➜\(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{4}x^2+\frac{1}{4}x\sin{2x}+\frac{1}{8}\cos{2x}+c\)
\(=\frac{1}{8}(2x^2+2x\sin{2x}+\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xvi)\) \(\int{x\sin^2{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2-2x\sin{2x}-\cos{2x})+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৫-২০০৬ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(2x^2-2x\sin{2x}-\cos{2x})+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৫-২০০৬ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin^2{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}\int{x.2\sin^2{x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x(1-\cos{2x})dx}\) ➜ \(\because 2\sin^2{A}=1-\cos{2A}\)
\(=\frac{1}{2}\int{(x-x\cos{2x})dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{xdx}-\frac{1}{2}\int{x\cos{2x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\frac{x^2}{2}-\frac{1}{2}\left[x\int{\cos{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{2}\left[x\frac{\sin{2x}}{2}-\int{1.\frac{\sin{2x}}{2}dx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x)=1, \int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\)
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{4}x\sin{2x}+\frac{1}{4}\int{\sin{2x}dx}\)
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{4}x\sin{2x}+\frac{1}{4}\times{-\frac{\cos{2x}}{2}}+c\) ➜\(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{4}x\sin{2x}-\frac{1}{8}\cos{2x}+c\)
\(=\frac{1}{8}(2x^2-2x\sin{2x}-\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xvii)\) \(\int{x\sin{x}\cos{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{8}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin{x}\cos{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sin{2x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}\int{x.2\sin{x}\cos{x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x\sin{2x}dx}\) ➜ \(\because 2\sin{A}\cos{A}=\sin{2A}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\int{\sin{2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)-\int{1.\left(-\frac{\cos{2x}}{2}\right)dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}\)
\(=\frac{1}{2}\left[-\frac{1}{2}x\cos{2x}+\frac{1}{2}\int{\cos{2x}dx}\right]\)
\(=-\frac{1}{4}x\cos{2x}+\frac{1}{4}\int{\cos{2x}dx}\)
\(=-\frac{1}{4}x\cos{2x}+\frac{1}{4}\times{\frac{\sin{2x}}{2}}+c\) ➜ \(\because \int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=-\frac{1}{4}x\cos{2x}+\frac{1}{8}\sin{2x}+c\)
\(=\frac{1}{8}\sin{2x}-\frac{1}{4}x\cos{2x}+c\)
\(=\frac{1}{8}(\sin{2x}-2x\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xviii)\) \(\int{x\sin^3{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{36}(27\sin{x}+3x\cos{3x}-27x\cos{x}-\sin{3x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{36}(27\sin{x}+3x\cos{3x}-27x\cos{x}-\sin{3x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sin{x}, \sin{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin^3{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sin{x}, \sin{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{4}\int{x.4\sin^3{x}dx}\)
\(=\frac{1}{4}\int{x(3\sin{x}-\sin{3x})dx}\) ➜ \(\because 4\sin^3{A}=3\sin{A}-\sin{3A}\)
\(=\frac{3}{4}\int{x\sin{x}dx}-\frac{1}{4}\int{x\sin{3x}dx}\)
\(=\frac{3}{4}\left[x\int{\sin{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{x}dx}\right\}dx}\right]-\frac{1}{4}\left[x\int{\sin{3x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{3x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{3}{4}\left[-x\cos{x}-\int{1\times{-\cos{x}}dx}\right]-\frac{1}{4}\left[x\times{-\frac{\cos{3x}}{3}}-\int{1\times{-\frac{\cos{3x}}{3}}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\), \(\int{\sin{3x}dx}=-\frac{\cos{3x}}{3}\)
\(=\frac{3}{4}\left[-x\cos{x}+\int{\cos{x}dx}\right]-\frac{1}{4}\left[-\frac{1}{3}x\cos{3x}+\frac{1}{3}\int{\cos{3x}dx}\right]\)
\(=-\frac{3}{4}x\cos{x}+\frac{3}{4}\int{\cos{x}dx}+\frac{1}{12}x\cos{3x}-\frac{1}{12}\int{\cos{3x}dx}\)
\(=-\frac{3}{4}x\cos{x}+\frac{3}{4}\sin{x}+\frac{1}{12}x\cos{3x}-\frac{1}{12}\frac{\sin{3x}}{3}+c\) ➜ \(\because \int{\cos{3x}dx}=\frac{\sin{3x}}{3}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{3}{4}\sin{x}+\frac{1}{12}x\cos{3x}-\frac{3}{4}x\cos{x}-\frac{1}{36}\sin{3x}+c\)
\(=\frac{1}{36}(27\sin{x}+3x\cos{3x}-27x\cos{x}-\sin{3x})+c\)
\(Q.2.(xix)\) \(\int{x\sin^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(x^2-2x\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(x^2-2x\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}\int{x.2\sin^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x(1-\cos{x})dx}\) ➜ \(\because 2\sin^2{\left(\frac{A}{2}\right)}=1-\cos{A}\)
\(=\frac{1}{2}\int{(x-x\cos{x})dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{xdx}-\frac{1}{2}\int{x\cos{x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\frac{x^2}{2}-\frac{1}{2}\left[x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{2}\left[x\sin{x}-\int{1.\sin{x}dx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x)=1, \int{\cos{x}dx}=\sin{x}\)
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{2}x\sin{x}+\frac{1}{2}\int{\sin{x}dx}\)
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{2}x\sin{x}+\frac{1}{2}\times{-\cos{x}}+c\) ➜\(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{2}x\sin{2x}-\frac{1}{2}\cos{x}+c\)
\(=\frac{1}{4}(x^2-2x\sin{2x}-2\cos{2x})+c\)
\(Q.2.(xx)\) \(\int{x\cos{2x}\cos{3x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{50}(25x\sin{x}+25\cos{x}+5x\sin{5x}+\cos{5x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{50}(25x\sin{x}+25\cos{x}+5x\sin{5x}+\cos{5x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}, \cos{5x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\cos{2x}\cos{3x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{x}, \cos{5x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}\int{x.2\cos{3x}\cos{2x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x\{\cos{(3x-2x)}+\cos{(3x+2x)}\}dx}\) ➜ \(\because 2\cos{A}\cos{B}=\cos{(A-B)}+\cos{(A+B)}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x(\cos{x}+\cos{5x})dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x\cos{x}dx}+\frac{1}{2}\int{x\cos{5x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\right]+\frac{1}{2}\left[x\int{\cos{5x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{5x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\sin{x}-\int{1\times{\sin{x}}dx}\right]+\frac{1}{2}\left[x\times{\frac{\sin{5x}}{5}}-\int{1\times{\frac{\sin{5x}}{5}}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\), \(\int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\sin{x}-\int{\sin{x}dx}\right]+\frac{1}{2}\left[\frac{1}{5}x\sin{5x}-\frac{1}{5}\int{\sin{5x}dx}\right]\)
\(=\frac{1}{2}x\sin{x}-\frac{1}{2}\int{\sin{x}dx}+\frac{1}{10}x\sin{5x}-\frac{1}{10}\int{\sin{5x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x\sin{x}-\frac{1}{2}\times{-\cos{x}}+\frac{1}{10}x\sin{5x}-\frac{1}{10}\times{-\frac{\cos{5x}}{5}}+c\) ➜\(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}, \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x\sin{x}+\frac{1}{2}\cos{x}+\frac{1}{10}x\sin{5x}+\frac{1}{50}\cos{5x}+c\)
\(=\frac{1}{50}(25x\sin{x}+25\cos{x}+5x\sin{5x}+\cos{5x})+c\)
\(Q.2.(xxi)\) \(\int{x\sin{x}\sin{2x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{18}(9x\sin{x}+9\cos{x}-3x\sin{3x}-\cos{3x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{18}(9x\sin{x}+9\cos{x}-3x\sin{3x}-\cos{3x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}, \cos{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin{x}\sin{2x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\cos{x}, \cos{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}\int{x.2\sin{2x}\sin{x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x\{\cos{(2x-x)}-\cos{(2x+x)}\}dx}\) ➜ \(\because 2\sin{A}\sin{B}=\cos{(A-B)}-\cos{(A+B)}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x(\cos{x}-\cos{3x})dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x\cos{x}dx}-\frac{1}{2}\int{x\cos{3x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\right]-\frac{1}{2}\left[x\int{\cos{3x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{3x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\sin{x}-\int{1\times{\sin{x}}dx}\right]-\frac{1}{2}\left[x\times{\frac{\sin{3x}}{3}}-\int{1\times{\frac{\sin{3x}}{3}}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\), \(\int{\cos{ax}dx}=\frac{\sin{ax}}{a}\)
\(=\frac{1}{2}\left[x\sin{x}-\int{\sin{x}dx}\right]-\frac{1}{2}\left[\frac{1}{3}x\sin{3x}-\frac{1}{3}\int{\sin{3x}dx}\right]\)
\(=\frac{1}{2}x\sin{x}-\frac{1}{2}\int{\sin{x}dx}-\frac{1}{6}x\sin{3x}+\frac{1}{6}\int{\sin{3x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x\sin{x}-\frac{1}{2}\times{-\cos{x}}-\frac{1}{6}x\sin{5x}+\frac{1}{6}\times{-\frac{\cos{3x}}{3}}+c\) ➜\(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}, \int{\sin{ax}dx}=-\frac{\cos{ax}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x\sin{x}+\frac{1}{2}\cos{x}-\frac{1}{6}x\sin{5x}-\frac{1}{18}\cos{3x}+c\)
\(=\frac{1}{18}(9x\sin{x}+9\cos{x}-3x\sin{3x}-\cos{3x})+c\)
\(Q.2.(xxii)\) \(\int{x^2\cos^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{6}(x^3+3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-6\sin{x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{6}(x^3+3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-6\sin{x})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^2, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^2\cos^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)\(A=x^2, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\frac{1}{2}\int{x^2.2\cos^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x^2(1+\cos{x})dx}\) ➜ \(\because 2\cos^2{\left(\frac{A}{2}\right)}=1+\cos{A}\)
\(=\frac{1}{2}\int{(x^2+x^2\cos{x})dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{x^2dx}+\frac{1}{2}\int{x^2\cos{x}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\frac{x^3}{3}+\frac{1}{2}\left[x^2\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x^2)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{6}x^3+\frac{1}{2}\left[x^2\sin{x}-\int{2x.\sin{x}dx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x^2)=2x, \int{\cos{x}dx}=\sin{x}\)
\(=\frac{1}{6}x^3+\frac{1}{2}x^2\sin{x}-\int{x\sin{x}dx}\)
\(=\frac{1}{6}x^3+\frac{1}{2}x^2\sin{x}-\left[x\int{\sin{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sin{x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{6}x^3+\frac{1}{2}x^2\sin{x}-\left[-x\cos{x}-\int{1.(-\cos{x})dx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x)=1, \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\)
\(=\frac{1}{6}x^3+\frac{1}{2}x^2\sin{x}-\left[-x\cos{x}+\int{\cos{x})dx}\right]\)
\(=\frac{1}{6}x^3+\frac{1}{2}x^2\sin{x}+x\cos{x}-\int{\cos{x})dx}\)
\(=\frac{1}{6}x^3+\frac{1}{2}x^2\sin{x}+x\cos{x}-\sin{x}+c\) ➜\(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{6}(x^3+3x^2\sin{x}+6x\cos{x}-6\sin{x})+c\)
\(Q.2.(xxiii)\) \(\int{x\tan^2{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ২০০৫; সিঃ২০০৫; ঢাঃ২০০২]
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ২০০৫; সিঃ২০০৫; ঢাঃ২০০২]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\tan^2{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{x(\sec^2{x}-1)dx}\) ➜ \(\because \tan^2{A}=\sec^2{A}-1\)
\(=\int{(x\sec^2{x}-x)dx}\)
\(=\int{x\sec^2{x}dx}-\int{xdx}\)
\(=x\int{\sec^2{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sec^2{x}dx}\right\}dx}-\int{xdx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\tan{x}-\int{1.\tan{x}dx}-\frac{x^2}{2}\) ➜ \(\because \int{\sec^2{x}dx}=\tan{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\), \(\int{xdx}=\frac{x^2}{2}\)
\(=x\tan{x}-\int{\tan{x}dx}-\frac{x^2}{2}\)
\(=x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}-\frac{x^2}{2}+c\) ➜\(\because \int{\tan{x}dx}=-\ln{|\cos{x}|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
\(Q.2.(xxiv)\) \(\int{x\sec^2{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ চঃ২০১৪ ]
উত্তরঃ \(x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ চঃ২০১৪ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sec^2{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\sec^2{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sec^2{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\tan{x}-\int{1.\tan{x}dx}\) ➜ \(\because \int{\sec^2{x}dx}=\tan{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\tan{x}-\int{\tan{x}dx}\)
\(=x\tan{x}+\ln{|\cos{x}|}+c\) ➜\(\because \int{\tan{x}dx}=-\ln{|\cos{x}|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.2.(xxv)\) \(\int{x\tan^{-1}{(x^2)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(2x^2\tan^{-1}{x^2}-\ln{|1+x^4|})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{4}(2x^2\tan^{-1}{x^2}-\ln{|1+x^4|})+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(x^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x^2)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow 2x=\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow 2xdx=dt\)
\(\therefore xdx=\frac{1}{2}dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\tan^{-1}{(x^2)}dx}\)\(x^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x^2)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow 2x=\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow 2xdx=dt\)
\(\therefore xdx=\frac{1}{2}dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{(x^2)}.xdx}\)
\(=\int{\tan^{-1}{t}.\frac{1}{2}dt}\)
\(=\frac{1}{2}\int{\tan^{-1}{t}.1dt}\)
\(=\frac{1}{2}\left[\tan^{-1}{t}\int{1dt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\tan^{-1}{t})\int{1dt}\right\}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[\tan^{-1}{t}.t-\int{\frac{1}{1+t^2}.tdt}\right]\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=\frac{1}{2}t\tan^{-1}{t}-\frac{1}{2}\int{\frac{t}{1+t^2}dt}\)
\(=\frac{1}{2}t\tan^{-1}{t}-\frac{1}{4}\int{\frac{2t}{1+t^2}dt}\)
\(=\frac{1}{2}t\tan^{-1}{t}-\frac{1}{4}\int{\frac{d(1+t^2)}{1+t^2}}\)
\(=\frac{1}{2}t\tan^{-1}{t}-\frac{1}{4}\ln{|1+t^2|}+c\) ➜\(\because \int{\frac{d(x)}{x}}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{x^2}-\frac{1}{4}\ln{|1+x^4|}+c\) ➜\(\because t=x^2\)
\(=\frac{1}{4}(2x^2\tan^{-1}{x^2}-\ln{|1+x^4|})+c\)
বিকল্প পদ্ধতিঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ I=\tan^{-1}{(x^2)}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{(x^2)}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\tan^{-1}{(x^2)}dx}\)\(A=x, \ \ I=\tan^{-1}{(x^2)}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{(x^2)}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{(x^2)}.xdx}\)
\(=\tan^{-1}{(x^2)}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\tan^{-1}{(x^2)})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{(x^2)}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{1+x^4}.\frac{d}{dx}(x^2).\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{(x^2)}-\int{\frac{1}{1+x^4}.2x.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{(x^2)}-\int{\frac{x^3}{1+x^4}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{(x^2)}-\frac{1}{4}\int{\frac{4x^3}{1+x^4}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{(x^2)}-\frac{1}{4}\int{\frac{d(1+x^4)}{1+x^4}}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\tan^{-1}{(x^2)}-\frac{1}{4}\ln{|1+x^4|}+c\) ➜\(\because \int{\frac{d(x)}{x}}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{4}(2x^2\tan^{-1}{x^2}-\ln{|1+x^4|})+c\)
\(Q.2.(xxvi)\) \(\int{x\sin^{-1}{(x^2)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4})+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(x^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x^2)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow 2x=\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow 2xdx=dt\)
\(\therefore xdx=\frac{1}{2}dt\)
আবার,
\(1-t^2=z\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dt}(1-t^2)=\frac{d}{dt}(z)\)
\(\Rightarrow -2t=\frac{dz}{dt}\)
\(\therefore -2tdt=dz\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\sin^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sin^{-1}{(x^2)}dx}\)\(x^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x^2)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow 2x=\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow 2xdx=dt\)
\(\therefore xdx=\frac{1}{2}dt\)
আবার,
\(1-t^2=z\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dt}(1-t^2)=\frac{d}{dt}(z)\)
\(\Rightarrow -2t=\frac{dz}{dt}\)
\(\therefore -2tdt=dz\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\sin^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\sin^{-1}{(x^2)}.xdx}\)
\(=\int{\sin^{-1}{t}.\frac{1}{2}dt}\)
\(=\frac{1}{2}\int{\sin^{-1}{t}.1dt}\)
\(=\frac{1}{2}\left[\sin^{-1}{t}\int{1dt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\sin^{-1}{t})\int{1dt}\right\}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[\sin^{-1}{t}.t-\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}.tdt}\right]\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}-\frac{1}{2}\int{\frac{t}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\int{\frac{-2t}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}\times{-2tdt}}\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\int{\frac{1}{\sqrt{z}}dz}\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\int{\frac{1}{z^{\frac{1}{2}}}dz}\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\int{z^{-\frac{1}{2}}dz}\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\frac{z^{-\frac{1}{2}+1}}{-\frac{1}{2}+1}+c\) ➜\(\because \int{x^ndx}=\frac{x^{n+1}}{n+1}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\frac{z^{\frac{-1+2}{2}}}{\frac{-1+2}{2}}+c\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{4}\frac{z^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}}+c\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}z^{\frac{1}{2}}+c\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}\sqrt{z}+c\)
\(=\frac{1}{2}t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}\sqrt{1-t^2}+c\) ➜\(\because z=1-t^2\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{2}\sqrt{1-x^4}+c\) ➜\(\because t=x^2\)
\(=\frac{1}{2}(x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4})+c\)
বিকল্প পদ্ধতিঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{(x^2)}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{(x^2)}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(1-x^4=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^4)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow -4x^3=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore -4x^3dx=dt\)
\(\int{x\sin^{-1}{(x^2)}dx}\)\(A=x, \ \ I=\sin^{-1}{(x^2)}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{(x^2)}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
ধরি,
\(1-x^4=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^4)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow -4x^3=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore -4x^3dx=dt\)
\(=\int{\sin^{-1}{(x^2)}.xdx}\)
\(=\sin^{-1}{(x^2)}\int{xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\sin^{-1}{(x^2)})\int{xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin^{-1}{(x^2)}.\frac{x^2}{2}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^4}}.\frac{d}{dx}(x^2).\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^4}}.2x.\frac{x^2}{2}dx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}-\int{\frac{x^3}{\sqrt{1-x^4}}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\int{\frac{-4x^3}{\sqrt{1-x^4}}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^4}}\times{-4x^3dx}}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\int{\frac{1}{\sqrt{t}}dt}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\int{\frac{1}{t^{\frac{1}{2}}}dt}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\int{t^{-\frac{1}{2}}dt}\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\frac{t^{-\frac{1}{2}+1}}{-\frac{1}{2}+1}+c\) ➜\(\because \int{x^ndx}=\frac{x^{n+1}}{n+1}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\frac{t^{\frac{-1+2}{2}}}{\frac{-1+2}{2}}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{4}\frac{t^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{2}t^{\frac{1}{2}}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{2}\sqrt{t}+c\)
\(=\frac{1}{2}x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\frac{1}{2}\sqrt{1-x^4}+c\) ➜ \(\because t=1-x^4\)
\(=\frac{1}{2}(x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4})+c\)
\(Q.2.(xxvii)\) \(\int{\cos^{-1}{\left(\frac{1-x^2}{1+x^2}\right)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\ln{|(1+x^2)|}+c\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\ln{|(1+x^2)|}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(x=\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\cos^{-1}{\left(\frac{1-x^2}{1+x^2}\right)}dx}\)\(x=\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\cos^{-1}{\left(\frac{1-\tan^2{\theta}}{1+\tan^2{\theta}}\right)}dx}\)
\(=\int{\cos^{-1}{\left(\cos{2\theta}\right)}dx}\) ➜ \(\because \frac{1-\tan^2{A}}{1+\tan^2{A}}=\cos{2A}\)
\(=\int{2\theta.dx}\)
\(=2\int{\theta.dx}\)
\(=2\int{\tan^{-1}{x}dx}\) ➜ \(\because \theta=\tan^{-1}{x}\)
\(=2\int{\tan^{-1}{x}.1dx}\)
\(=2\tan^{-1}{x}\int{1dx}-2\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=2\tan^{-1}{x}.x-2\int{\left\{\frac{1}{1+x^2}.x\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=2x\tan^{-1}{x}-2\int{\frac{1}{1+x^2}xdx}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-2\int{\frac{1}{t}\times{\frac{1}{2}}dt}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-\int{\frac{1}{t}dt}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-\ln{\left|t\right|}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{x}dx}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=2x\tan^{-1}{x}-\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxviii)\) \(\int{\sin^{-1}{\left(\frac{2x}{1+x^2}\right)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|(1+x^2)|}+c\)
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|(1+x^2)|}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(x=\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\sin^{-1}{\left(\frac{2x}{1+x^2}\right)}dx}\)\(x=\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\sin^{-1}{\left(\frac{2\tan{\theta}}{1+\tan^2{\theta}}\right)}dx}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\left(\sin{2\theta}\right)}dx}\) ➜ \(\because \frac{2\tan{A}}{1+\tan^2{A}}=\sin{2A}\)
\(=\int{2\theta.dx}\)
\(=2\int{\theta.dx}\)
\(=2\int{\tan^{-1}{x}dx}\) ➜ \(\because \theta=\tan^{-1}{x}\)
\(=2\int{\tan^{-1}{x}.1dx}\)
\(=2\tan^{-1}{x}\int{1dx}-2\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=2\tan^{-1}{x}.x-2\int{\left\{\frac{1}{1+x^2}.x\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=2x\tan^{-1}{x}-2\int{\frac{1}{1+x^2}xdx}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-2\int{\frac{1}{t}\times{\frac{1}{2}}dt}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-\int{\frac{1}{t}dt}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-\ln{\left|t\right|}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{x}dx}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=2x\tan^{-1}{x}-\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxix)\) \(\int{\tan^{-1}{\left(\frac{2x}{1-x^2}\right)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(2x\tan^{-1}{x}-\frac{1}{2}\ln{|(1+x^2)|}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(x=\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\tan^{-1}{\left(\frac{2x}{1-x^2}\right)}dx}\)\(x=\tan{\theta}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\tan^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{\left(\frac{2\tan{\theta}}{1-\tan^2{\theta}}\right)}dx}\)
\(=\int{\tan^{-1}{\left(\tan{2\theta}\right)}dx}\) ➜ \(\because \frac{2\tan{A}}{1-\tan^2{A}}=\tan{2A}\)
\(=\int{2\theta.dx}\)
\(=2\int{\theta.dx}\)
\(=2\int{\tan^{-1}{x}dx}\) ➜ \(\because \theta=\tan^{-1}{x}\)
\(=2\int{\tan^{-1}{x}.1dx}\)
\(=2\tan^{-1}{x}\int{1dx}-2\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=2\tan^{-1}{x}.x-2\int{\left\{\frac{1}{1+x^2}.x\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=2x\tan^{-1}{x}-2\int{\frac{1}{1+x^2}xdx}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-2\int{\frac{1}{t}\times{\frac{1}{2}}dt}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-\int{\frac{1}{t}dt}\)
\(=2x\tan^{-1}{x}-\ln{\left|t\right|}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{x}dx}=\ln{|x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=2x\tan^{-1}{x}-\ln{|(1+x^2)|}+c\)
\(Q.2.(xxx)\) \(\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{x}{a+x}}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \((a+x)\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-\sqrt{(ax)}+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২ ]
উত্তরঃ \((a+x)\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-\sqrt{(ax)}+c\)
[ বুয়েটঃ২০১১-২০১২ ]
সমাধানঃ
ধরি,
\(x=a\tan^2{\theta}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{d\theta}(x)=a\frac{d}{d\theta}(\tan^2{\theta})\)
\(\Rightarrow \frac{dx}{d\theta}=a.2\tan{\theta}\frac{d}{d\theta}(\tan{\theta})\)
\(\Rightarrow \frac{dx}{d\theta}=2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}\)
\(\therefore dx=2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta\)
আবার,
\(x=a\tan^2{\theta}\)
\(\Rightarrow a\tan^2{\theta}=x\)
\(\Rightarrow \tan^2{\theta}=\frac{x}{a}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=\sqrt{\frac{x}{a}}\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}\)
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{x}{a+x}}}dx}\)\(x=a\tan^2{\theta}\)
\(\Rightarrow \frac{d}{d\theta}(x)=a\frac{d}{d\theta}(\tan^2{\theta})\)
\(\Rightarrow \frac{dx}{d\theta}=a.2\tan{\theta}\frac{d}{d\theta}(\tan{\theta})\)
\(\Rightarrow \frac{dx}{d\theta}=2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}\)
\(\therefore dx=2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta\)
আবার,
\(x=a\tan^2{\theta}\)
\(\Rightarrow a\tan^2{\theta}=x\)
\(\Rightarrow \tan^2{\theta}=\frac{x}{a}\)
\(\Rightarrow \tan{\theta}=\sqrt{\frac{x}{a}}\)
\(\therefore \theta=\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}\)
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(=\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{a\tan^2{\theta}}{a+a\tan^2{\theta}}}}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{a\tan^2{\theta}}{a(1+\tan^2{\theta})}}}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{\tan^2{\theta}}{1+\tan^2{\theta}}}}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{\tan^2{\theta}}{\sec^2{\theta}}}}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\left(\frac{\tan{\theta}}{\sec{\theta}}\right)}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\left(\frac{\frac{\sin{\theta}}{\cos{\theta}}}{\frac{1}{\cos{\theta}}}\right)}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\left(\frac{\sin{\theta}}{\cos{\theta}}\times{\cos{\theta}}\right)}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\sin^{-1}{\left(\sin{\theta}\right)}.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=\int{\theta.2a\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
ধরি,
\(I=2a\int{\theta\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(=2a\left[\theta\tan{\theta}\int{\sec^2{\theta}d\theta}-\int{\left\{\frac{d}{d\theta}(\theta\tan{\theta})\int{\sec^2{\theta}d\theta}\right\}d\theta}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=2a\left[\theta\tan{\theta}.\tan{\theta}-\int{(\tan{\theta}+\theta\sec^2{\theta})\tan{\theta}d\theta}\right]\)
\(=2a\left[\theta\tan^2{\theta}-\int{(\tan^2{\theta}+\theta\tan{\theta}\sec^2{\theta})d\theta}\right]\)
\(=2a\theta\tan^2{\theta}-2a\int{(\tan^2{\theta}+\theta\tan{\theta}\sec^2{\theta})d\theta}\)
\(=2a\theta\tan^2{\theta}-2a\int{\tan^2{\theta}d\theta}-2a\int{\theta\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(I=2a\theta\tan^2{\theta}-2a\int{(\sec^2{\theta}-1)d\theta}-I\) ➜ \(\because I=2a\int{\theta\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}\)
\(\Rightarrow I+I=2a\theta\tan^2{\theta}-2a\int{\sec^2{\theta}d\theta}+2a\int{1d\theta}\)
\(\Rightarrow 2I=2a\theta\tan^2{\theta}-2a\tan{\theta}+2a\theta+c_{1}\) ➜ \(c_{1}\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow 2I=2a\theta\tan^2{\theta}-2a\tan{\theta}-2a\theta+c_{1}\)
\(\Rightarrow I=a\theta\tan^2{\theta}-a\tan{\theta}+a\theta+\frac{1}{2}c_{1}\)
\(\Rightarrow 2a\int{\theta\tan{\theta}\sec^2{\theta}d\theta}=a\theta\tan^2{\theta}-a\tan{\theta}+a\theta+c\) ➜ \(\because c=\frac{1}{2}c_{1}\)
\(\Rightarrow \int{\sin^{-1}{\sqrt{\frac{x}{a+x}}}dx}=\theta .a\tan^2{\theta}-a\tan{\theta}+a\theta+c\)
\(=\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}.x-a\sqrt{\frac{x}{a}}+a\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}+c\) ➜ \(\because \theta=\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}, a\tan^2{\theta}=x, \tan{\theta}=\sqrt{\frac{x}{a}}\)
\(=x\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-a\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{a}}+a\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}+c\)
\(=(x+a)\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-\sqrt{a}.\sqrt{a}\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{a}}+c\)
\(=(x+a)\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-\sqrt{a}\sqrt{x}+c\)
\(=(x+a)\tan^{-1}{\left(\sqrt{\frac{x}{a}}\right)}-\sqrt{ax}+c\)
\(Q.2.(xxxi)\) \(\int{\tan^{-1}{\sqrt{\frac{1-x}{1+x}}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2})+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(x=\cos{\theta}\)
\(\Rightarrow \cos{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\cos^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\cos^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\tan^{-1}{\sqrt{\frac{1-x}{1+x}}}dx}\)\(x=\cos{\theta}\)
\(\Rightarrow \cos{\theta}=x\)
\(\therefore \theta=\cos^{-1}{x}\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\cos^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{\sqrt{\frac{1-\cos{\theta}}{1+\cos{\theta}}}}dx}\)
\(=\int{\tan^{-1}{\sqrt{\frac{2\sin^2{\frac{\theta}{2}}}{2\cos^2{\frac{\theta}{2}}}}}dx}\) ➜ \(\because 1-\cos{A}=2\sin^2{\frac{A}{2}}, 1+\cos{A}=2\cos^2{\frac{A}{2}}\)
\(=\int{\tan^{-1}{\sqrt{\frac{\sin^2{\frac{\theta}{2}}}{\cos^2{\frac{\theta}{2}}}}}dx}\)
\(=\int{\tan^{-1}{\frac{\sin{\frac{\theta}{2}}}{\cos{\frac{\theta}{2}}}}dx}\)
\(=\int{\tan^{-1}{\tan{\frac{\theta}{2}}}dx}\)
\(=\int{\frac{\theta}{2}dx}\)
\(=\int{\frac{1}{2}\theta.dx}\)
\(=\int{\frac{1}{2}\cos^{-1}{x}.dx}\) ➜ \(\because \theta=\cos^{-1}{x}\)
\(=\frac{1}{2}\int{\cos^{-1}{x}.1dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left[\cos^{-1}{x}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\cos^{-1}{x}.x-\frac{1}{2}\int{\left(-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\right).xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\cos^{-1}{x})=-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=\frac{1}{2}x\cos^{-1}{x}+\frac{1}{2}\int{\frac{x}{\sqrt{1-x^2}}dx}\)
\(=\frac{1}{2}x\cos^{-1}{x}+\frac{1}{2}\int{\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}xdx}\)
ধরি,
\(\sqrt{1-x^2}=t\)
\(\Rightarrow 1-x^2=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^2)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow -2x=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow -x=t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow xdx=-tdt\)
\(=\frac{1}{2}x\cos^{-1}{x}+\frac{1}{2}\int{\frac{1}{t}\times{-tdt}}\)\(\sqrt{1-x^2}=t\)
\(\Rightarrow 1-x^2=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(1-x^2)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow -2x=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow -x=t\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow xdx=-tdt\)
\(=\frac{1}{2}x\cos^{-1}{x}-\frac{1}{2}\int{1dt}\)
\(=\frac{1}{2}x\cos^{-1}{x}-\frac{1}{2}t+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}x\cos^{-1}{x}-\frac{1}{2}\sqrt{1-x^2}+c\) ➜ \(\because t=\sqrt{1-x^2}\)
\(=\frac{1}{2}(x\cos^{-1}{x}-\sqrt{1-x^2})+c\)
\(Q.2.(xxxii)\) \(\int{\cos^{-1}{\sqrt{x}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x(1-x)}}{2}+c\)
উত্তরঃ \(x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x(1-x)}}{2}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(\sqrt{x}=t\)
\(\Rightarrow x=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow 1=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore dx=2tdt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ I=\cos^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\cos^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)\(\sqrt{x}=t\)
\(\Rightarrow x=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow 1=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore dx=2tdt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ I=\cos^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\cos^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\cos^{-1}{t}.2tdt}\)
\(=2\int{\cos^{-1}{t}.tdt}\)
\(=2\left[\cos^{-1}{t}\int{tdt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\cos^{-1}{t})\int{tdt}\right\}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=2\left[\cos^{-1}{t}.\frac{t^2}{2}-\int{\left(-\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}\right).\frac{t^2}{2}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\cos^{-1}{x})=-\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=2\left[\frac{1}{2}t^2\cos^{-1}{t}+\frac{1}{2}\int{\frac{t^2}{\sqrt{1-t^2}}dt}\right]\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\int{\frac{t^2}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\int{\frac{1-(1-t^2)}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}-\frac{1-t^2}{\sqrt{1-t^2}}\right)dt}\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}dt}-\int{\frac{1-t^2}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}dt}-\int{\frac{\sqrt{1-t^2}.\sqrt{1-t^2}}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}dt}-\int{\sqrt{1-t^2}dt}\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\sin^{-1}{t}-\left\{\frac{t\sqrt{1-t^2}}{2}+\frac{1^2}{2}\sin^{-1}{\left(\frac{t}{1}\right)}\right\}+c\) ➜ \(\because \int{\sqrt{a^2-x^2}dx}=\frac{x\sqrt{a^2-x^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\sin^{-1}{\left(\frac{x}{a}\right)}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\sin^{-1}{t}-\left\{\frac{t\sqrt{1-t^2}}{2}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{t}\right\}+c\)
\(=t^2\cos^{-1}{t}+\sin^{-1}{t}-\frac{t\sqrt{1-t^2}}{2}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{t}+c\)
\(=x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x}\sqrt{1-x}}{2}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}+c\) ➜ \(\because t=\sqrt{x}\)
\(=x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x}\sqrt{1-x}}{2}+c\)
\(=x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{2-1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x}\sqrt{1-x}}{2}+c\)
\(=x\cos^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{\sqrt{x(1-x)}}{2}+c\)
\(Q.2.(xxxiii)\) \(\int{\sin^{-1}{\sqrt{x}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\left(x-\frac{1}{2}\right)\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sqrt{x(1-x)}+c\)
উত্তরঃ \(\left(x-\frac{1}{2}\right)\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sqrt{x(1-x)}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(\sqrt{x}=t\)
\(\Rightarrow x=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow 1=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore dx=2tdt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ I=\sin^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\sin^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)\(\sqrt{x}=t\)
\(\Rightarrow x=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow 1=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore dx=2tdt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ I=\sin^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\sin^{-1}{t}.2tdt}\)
\(=2\int{\sin^{-1}{t}.tdt}\)
\(=2\left[\sin^{-1}{t}\int{tdt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\sin^{-1}{t})\int{tdt}\right\}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=2\left[\sin^{-1}{t}.\frac{t^2}{2}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}.\frac{t^2}{2}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=2\left[\frac{1}{2}t^2\sin^{-1}{t}-\frac{1}{2}\int{\frac{t^2}{\sqrt{1-t^2}}dt}\right]\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\int{\frac{t^2}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\int{\frac{1-(1-t^2)}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\int{\left(\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}-\frac{1-t^2}{\sqrt{1-t^2}}\right)dt}\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}dt}+\int{\frac{1-t^2}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}dt}+\int{\frac{\sqrt{1-t^2}.\sqrt{1-t^2}}{\sqrt{1-t^2}}dt}\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}dt}+\int{\sqrt{1-t^2}dt}\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\sin^{-1}{t}+\left\{\frac{t\sqrt{1-t^2}}{2}+\frac{1^2}{2}\sin^{-1}{\left(\frac{t}{1}\right)}\right\}+c\) ➜ \(\because \int{\sqrt{a^2-x^2}dx}=\frac{x\sqrt{a^2-x^2}}{2}+\frac{a^2}{2}\sin^{-1}{\left(\frac{x}{a}\right)}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\sin^{-1}{t}+\left\{\frac{t\sqrt{1-t^2}}{2}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{t}\right\}+c\)
\(=t^2\sin^{-1}{t}-\sin^{-1}{t}+\frac{t\sqrt{1-t^2}}{2}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{t}+c\)
\(=x\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{\sqrt{x}\sqrt{1-x}}{2}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}+c\) ➜ \(\because t=\sqrt{x}\)
\(=x\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{\sqrt{x}\sqrt{1-x}}{2}+c\)
\(=x\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{2-1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{\sqrt{x}\sqrt{1-x}}{2}+c\)
\(=x\sin^{-1}{\sqrt{x}}-\frac{1}{2}\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{\sqrt{x(1-x)}}{2}+c\)
\(=\left(x-\frac{1}{2}\right)\sin^{-1}{\sqrt{x}}+\frac{\sqrt{x(1-x)}}{2}+c\)
\(Q.2.(xxxiv)\) \(\int{\tan^{-1}{\sqrt{x}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\left(x+1\right)\tan^{-1}{\sqrt{x}}-\sqrt{x}+c\)
উত্তরঃ \(\left(x+1\right)\tan^{-1}{\sqrt{x}}-\sqrt{x}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(\sqrt{x}=t\)
\(\Rightarrow x=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow 1=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore dx=2tdt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ I=\tan^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\tan^{-1}{\sqrt{x}}dx}\)\(\sqrt{x}=t\)
\(\Rightarrow x=t^2\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x)=\frac{d}{dx}(t^2)\)
\(\Rightarrow 1=2t\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore dx=2tdt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ I=\tan^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\tan^{-1}{t}.2tdt}\)
\(=2\int{\tan^{-1}{t}.tdt}\)
\(=2\left[\tan^{-1}{t}\int{tdt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\tan^{-1}{t})\int{tdt}\right\}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=2\left[\tan^{-1}{t}.\frac{t^2}{2}-\int{\frac{1}{1+t^2}.\frac{t^2}{2}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{xdx}=\frac{x^2}{2}, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=2\left[\frac{1}{2}t^2\tan^{-1}{t}-\frac{1}{2}\int{\frac{t^2}{1+t^2}dt}\right]\)
\(=t^2\tan^{-1}{t}-\int{\frac{t^2}{1+t^2}dt}\)
\(=t^2\tan^{-1}{t}-\int{\frac{1+t^2-1}{1+t^2}dt}\)
\(=t^2\tan^{-1}{t}-\int{\left(\frac{1+t^2}{1+t^2}-\frac{1}{1+t^2}\right)dt}\)
\(=t^2\tan^{-1}{t}-\int{1dt}+\int{\frac{1}{1+t^2}dt}\)
\(=t^2\tan^{-1}{t}-t+\tan^{-1}{t}+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \int{\frac{1}{1+x^2}dx}=\tan^{-1}{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\tan^{-1}{\sqrt{x}}-\sqrt{x}+\tan^{-1}{\sqrt{x}}+c\) ➜ \(\because t=\sqrt{x}\)
\(=x\tan^{-1}{\sqrt{x}}+\tan^{-1}{\sqrt{x}}-\sqrt{x}+c\)
\(=(x+1)\tan^{-1}{\sqrt{x}}-\sqrt{x}+c\)
\(Q.2.(xxxv)\) \(\int{\sec^{-1}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\sec^{-1}{x}-\ln{|x+\sqrt{x^2-1}|}+c\)
উত্তরঃ \(x\sec^{-1}{x}-\ln{|x+\sqrt{x^2-1}|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\sec^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sec^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\sec^{-1}{x}dx}\)\(A=1, \ \ I=\sec^{-1}{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sec^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\sec^{-1}{x}.1dx}\)
\(=\sec^{-1}{x}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sec^{-1}{x})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sec^{-1}{x}.x-\int{\frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}.xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\sec^{-1}{x})=\frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}\)
\(=x\sec^{-1}{x}-\int{\frac{1}{\sqrt{x^2-1}}dx}\)
\(=x\sec^{-1}{x}-\ln{|\sqrt{x^2-1}+x|}+c\) ➜ \(\because \int{\frac{1}{\sqrt{x^2-a^2}}dx}=\ln{|\sqrt{x^2-a^2}+x|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\sec^{-1}{x}-\ln{|x+\sqrt{x^2-1}|}+c\)
অনুশীলনী \(10.F / Q.3\)-এর বর্ণনামূলক প্রশ্নসমুহ
যোজিত ফল নির্ণয় করঃ
\(Q.3.(i)\) \(\int{x^3e^{x^2}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x^2}(x^2-1)+c\)
\(Q.3.(ii)\) \(\int{e^{2t}\cos{\left(e^{t}\right)}dt}\)
উত্তরঃ \(e^{t}\sin{\left(e^{t}\right)}+\cos{\left(e^{t}\right)}+c\)
\(Q.3.(iii)\) \(\int{x\sin^{-1}{(x^2)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4}\right\}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
\(Q.3.(iv)\) \(\int{\frac{\ln{|\sec^{-1}{x}|}}{x\sqrt{x^2-1}}dx}\)
উত্তরঃ \(\sec^{-1}{x}(\ln{|\sec^{-1}{x}|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০০৮ ]
\(Q.3.(v)\) \(\int{e^{x}(\sin{x}+\cos{x})dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{x}+c\)
[ সিঃ২০১১,২০০৫; ঢাঃ২০১০; বঃ২০০৬; কুঃ২০০০ ]
\(Q.3.(vi)\) \(\int{\frac{e^{x}}{x}(1+x\ln{|x|})dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\ln{|x|}+c\)
[ যঃ২০০৭; বঃ২০০১; কুঃ২০০০ ]
\(Q.3.(vii)\) \(\int{e^{x}\left\{\frac{1}{1-x}+\frac{1}{(1-x)^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{1-x}+c\)
\(Q.3.(viii)\) \(\int{e^{5x}\left\{5\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{5x}\ln{|x|}+c\)
[ চঃ২০০৯ ]
\(Q.3.(ix)\) \(\int{e^{-x}\left\{\frac{1}{x}+\frac{1}{x^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{e^{-x}}{x}+c\)
\(Q.3.(x)\) \(\int{\frac{xe^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+1}+c\)
[ ঢাঃ২০১১; কুঃ২০১১,২০০৯; চঃ২০১১,২০০৫,২০০৪ ]
\(Q.3.(xi)\) \(\int{e^{x}(\tan{x}-\ln{|\cos{x}|})dx}\)
উত্তরঃ \(-e^{x}\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ কুঃ২০০৩ ]
\(Q.3.(xii)\) \(\int{cosec^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}-cosec \ {x}\cot{x}\right\}+c\)
[ কুঃ২০০২ ]
\(Q.3.(xiii)\) \(\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x\{\sin{(\ln{|x|})}-\cos{(\ln{|x|})}\}+c\)
\(Q.3.(xiv)\) \(\int{\frac{e^{x}(x^2+1)}{(x+1)^2}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}(x-1)}{x+1}+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৪-২০০৫ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x^2}(x^2-1)+c\)
\(Q.3.(ii)\) \(\int{e^{2t}\cos{\left(e^{t}\right)}dt}\)
উত্তরঃ \(e^{t}\sin{\left(e^{t}\right)}+\cos{\left(e^{t}\right)}+c\)
\(Q.3.(iii)\) \(\int{x\sin^{-1}{(x^2)}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{x^2\sin^{-1}{(x^2)}+\sqrt{1-x^4}\right\}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
\(Q.3.(iv)\) \(\int{\frac{\ln{|\sec^{-1}{x}|}}{x\sqrt{x^2-1}}dx}\)
উত্তরঃ \(\sec^{-1}{x}(\ln{|\sec^{-1}{x}|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০০৮ ]
\(Q.3.(v)\) \(\int{e^{x}(\sin{x}+\cos{x})dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{x}+c\)
[ সিঃ২০১১,২০০৫; ঢাঃ২০১০; বঃ২০০৬; কুঃ২০০০ ]
\(Q.3.(vi)\) \(\int{\frac{e^{x}}{x}(1+x\ln{|x|})dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\ln{|x|}+c\)
[ যঃ২০০৭; বঃ২০০১; কুঃ২০০০ ]
\(Q.3.(vii)\) \(\int{e^{x}\left\{\frac{1}{1-x}+\frac{1}{(1-x)^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{1-x}+c\)
\(Q.3.(viii)\) \(\int{e^{5x}\left\{5\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{5x}\ln{|x|}+c\)
[ চঃ২০০৯ ]
\(Q.3.(ix)\) \(\int{e^{-x}\left\{\frac{1}{x}+\frac{1}{x^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(-\frac{e^{-x}}{x}+c\)
\(Q.3.(x)\) \(\int{\frac{xe^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+1}+c\)
[ ঢাঃ২০১১; কুঃ২০১১,২০০৯; চঃ২০১১,২০০৫,২০০৪ ]
\(Q.3.(xi)\) \(\int{e^{x}(\tan{x}-\ln{|\cos{x}|})dx}\)
উত্তরঃ \(-e^{x}\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ কুঃ২০০৩ ]
\(Q.3.(xii)\) \(\int{cosec^3{x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}-cosec \ {x}\cot{x}\right\}+c\)
[ কুঃ২০০২ ]
\(Q.3.(xiii)\) \(\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x\{\sin{(\ln{|x|})}-\cos{(\ln{|x|})}\}+c\)
\(Q.3.(xiv)\) \(\int{\frac{e^{x}(x^2+1)}{(x+1)^2}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}(x-1)}{x+1}+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৪-২০০৫ ]
\(Q.3.(xv)\) \(\int{x\sec^2{3x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}(3x\tan{3x}-\ln{|\sec{3x}|})+c\)
\(Q.3.(xvi)\) \(\int{x\tan^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ, সিঃ ২০০৫ ]
\(Q.3.(xvii)\) \(\int{e^{-3x}\cos{4x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{25}e^{-3x}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
\(Q.3.(xviii)\) \(\int{\log_{10}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\log_{10}{x}-x\log_{10}{e}+c\)
\(Q.3.(xix)\) \(\int{e^{-2x}\left(\frac{1}{x}-2\ln{|x|}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^{-2x}\ln{|x|}+c\)
\(Q.3.(xx)\) \(\int{\{\sin{(\ln{|x|})}+\cos{(\ln{|x|})}\}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sin{(\ln{|x|})}+c\)
\(Q.3.(xxi)\) \(\int{e^x\{\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+\sec{x}\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
\(Q.3.(xxii)\) \(\int{e^x\left\{(\ln{|x|})^2+\frac{2}{x}\ln{|x|}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^x(\ln{|x|})^2+c\)
\(Q.3.(xxiii)\) \(\int{e^x\left\{\tan^{-1}{x}+\frac{1}{1+x^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\tan^{-1}{x}+c\)
\(Q.3.(xxiv)\) \(\int{e^x\left\{\frac{1}{\ln{|x|}}-\frac{1}{x(\ln{x})^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^x}{\ln{|x|}}+c\)
\(Q.3.(xxv)\) \(\int{e^x\left(\frac{2+\sin{2x}}{1+\cos{2x}}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\tan{x}+c\)
\(Q.3.(xxvi)\) \(\int{e^x\left(\frac{1+\sin{x}}{1+\cos{x}}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}+c\)
[ বুয়েটঃ ২০১-২০১৩]
\(Q.3.(xxvii)\) \(\int{e^{2x}\cos{\left(e^{x}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{\left(e^{x}\right)}+\cos{\left(e^{x}\right)}+c\)
\(Q.3.(xxviii)\) \(\int{e^{x}\frac{x+1}{(x+2)^2}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+2}+c\)
\(Q.3.(xxix)\) \(\int{x^n\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{x^{n+1}}{(n+1)^2}+c\)
\(Q.3.(xxx)\) \(\int{e^{x}\sec{x}(1+\tan{x})dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\sec{x}+c\)
[ যঃ২০১১; রাঃ২০০৩ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}(3x\tan{3x}-\ln{|\sec{3x}|})+c\)
\(Q.3.(xvi)\) \(\int{x\tan^2{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ, সিঃ ২০০৫ ]
\(Q.3.(xvii)\) \(\int{e^{-3x}\cos{4x}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{25}e^{-3x}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
\(Q.3.(xviii)\) \(\int{\log_{10}{x}dx}\)
উত্তরঃ \(x\log_{10}{x}-x\log_{10}{e}+c\)
\(Q.3.(xix)\) \(\int{e^{-2x}\left(\frac{1}{x}-2\ln{|x|}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^{-2x}\ln{|x|}+c\)
\(Q.3.(xx)\) \(\int{\{\sin{(\ln{|x|})}+\cos{(\ln{|x|})}\}dx}\)
উত্তরঃ \(x\sin{(\ln{|x|})}+c\)
\(Q.3.(xxi)\) \(\int{e^x\{\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+\sec{x}\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
\(Q.3.(xxii)\) \(\int{e^x\left\{(\ln{|x|})^2+\frac{2}{x}\ln{|x|}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^x(\ln{|x|})^2+c\)
\(Q.3.(xxiii)\) \(\int{e^x\left\{\tan^{-1}{x}+\frac{1}{1+x^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\tan^{-1}{x}+c\)
\(Q.3.(xxiv)\) \(\int{e^x\left\{\frac{1}{\ln{|x|}}-\frac{1}{x(\ln{x})^2}\right\}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^x}{\ln{|x|}}+c\)
\(Q.3.(xxv)\) \(\int{e^x\left(\frac{2+\sin{2x}}{1+\cos{2x}}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\tan{x}+c\)
\(Q.3.(xxvi)\) \(\int{e^x\left(\frac{1+\sin{x}}{1+\cos{x}}\right)dx}\)
উত্তরঃ \(e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}+c\)
[ বুয়েটঃ ২০১-২০১৩]
\(Q.3.(xxvii)\) \(\int{e^{2x}\cos{\left(e^{x}\right)}dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{\left(e^{x}\right)}+\cos{\left(e^{x}\right)}+c\)
\(Q.3.(xxviii)\) \(\int{e^{x}\frac{x+1}{(x+2)^2}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+2}+c\)
\(Q.3.(xxix)\) \(\int{x^n\ln{|x|}dx}\)
উত্তরঃ \(\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{x^{n+1}}{(n+1)^2}+c\)
\(Q.3.(xxx)\) \(\int{e^{x}\sec{x}(1+\tan{x})dx}\)
উত্তরঃ \(e^{x}\sec{x}+c\)
[ যঃ২০১১; রাঃ২০০৩ ]
\(Q.3.(i)\) \(\int{x^3e^{x^2}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x^2}(x^2-1)+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}e^{x^2}(x^2-1)+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(x^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x^2)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow 2x=\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow 2xdx=dt\)
\(\therefore xdx=\frac{1}{2}dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ E=e^{t}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(t\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^3e^{x^2}dx}\)\(x^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(x^2)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow 2x=\frac{dt}{dx}\)
\(\Rightarrow 2xdx=dt\)
\(\therefore xdx=\frac{1}{2}dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ E=e^{t}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(t\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{x^2e^{x^2}.xdx}\)
\(=\int{te^{t}.\frac{1}{2}dt}\)
\(=\frac{1}{2}\int{te^{t}dt}\)
\(=\frac{1}{2}\left[t\int{e^{t}dt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(t)\int{e^tdt}\right\}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left(te^{t}-\int{1.e^tdt}\right)\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=\frac{1}{2}\left(te^{t}-\int{e^tdt}\right)\)
\(=\frac{1}{2}\left(te^{t}-e^t\right)+c\) ➜\(\because \int{e^{x}dx}=e^x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}e^t(t-1)+c\)
\(=\frac{1}{2}e^{x^2}(x^2-1)+c\) ➜\(\because t=x^2\)
\(Q.3.(ii)\) \(\int{e^{2t}\cos{\left(e^{t}\right)}dt}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{t}\sin{\left(e^{t}\right)}+\cos{\left(e^{t}\right)}+c\)
উত্তরঃ \(e^{t}\sin{\left(e^{t}\right)}+\cos{\left(e^{t}\right)}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(e^{t}=x\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dt}\left(e^{t}\right)=\frac{d}{dt}(x)\)
\(\Rightarrow e^t=\frac{dx}{dt}\)
\(\therefore e^tdt=dx\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{2t}\cos{\left(e^{t}\right)}dt}\)\(e^{t}=x\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dt}\left(e^{t}\right)=\frac{d}{dt}(x)\)
\(\Rightarrow e^t=\frac{dx}{dt}\)
\(\therefore e^tdt=dx\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\cos{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{t}.e^{t}\cos{\left(e^{t}\right)}dt}\)
\(=\int{e^{t}\cos{\left(e^{t}\right)}e^{t}dt}\)
\(=\int{x\cos{x}dx}\)
\(=x\int{\cos{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\cos{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\sin{x}-\int{1.\sin{x}dx}\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\sin{x}-\int{\sin{x}dx}\)
\(=x\sin{x}+\cos{x}+c\) ➜\(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=e^{t}\sin{\left(e^{t}\right)}+\cos{\left(e^{t}\right)}+c\) ➜\(\because x=e^{t}\)
\(Q.3.(iii)\) \(\int{y\sin^{-1}{(y^2)}dy}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{y^2\sin^{-1}{(y^2)}+\sqrt{1-y^4}\right\}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{y^2\sin^{-1}{(y^2)}+\sqrt{1-y^4}\right\}+c\)
[ রাঃ২০০৬; ঢাঃ২০০৫ ]
সমাধানঃ
ধরি,
\(y^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dy}(y^2)=\frac{d}{dy}(t)\)
\(\Rightarrow 2y=\frac{dt}{dy}\)
\(\Rightarrow 2ydy=dt\)
\(\therefore ydy=\frac{1}{2}dt\)
আবার,
ধরি,
\(1-t^2=z\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dt}(1-t^2)=\frac{d}{dt}(z)\)
\(\Rightarrow -2t=\frac{dz}{dt}\)
\(\therefore -2tdt=dz\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\sin^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{y\sin^{-1}{(y^2)}dx}\)\(y^2=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dy}(y^2)=\frac{d}{dy}(t)\)
\(\Rightarrow 2y=\frac{dt}{dy}\)
\(\Rightarrow 2ydy=dt\)
\(\therefore ydy=\frac{1}{2}dt\)
আবার,
ধরি,
\(1-t^2=z\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dt}(1-t^2)=\frac{d}{dt}(z)\)
\(\Rightarrow -2t=\frac{dz}{dt}\)
\(\therefore -2tdt=dz\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\sin^{-1}{t}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin^{-1}{t}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\sin^{-1}{(y^2)}.ydy}\)
\(=\int{\sin^{-1}{t}.\frac{1}{2}dt}\)
\(=\frac{1}{2}\int{\sin^{-1}{t}.1dt}\)
\(=\frac{1}{2}\left[\sin^{-1}{t}\int{1dt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\sin^{-1}{t})\int{1dt}\right\}dt}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\left(\sin^{-1}{t}.t-\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}.tdt}\right)\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\sin^{-1}{x})=\frac{1}{\sqrt{1-x^2}}\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}-\int{\frac{t}{\sqrt{1-t^2}}dt}\right)\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}\int{\frac{-2t}{\sqrt{1-t^2}}dt}\right)\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}\int{\frac{1}{\sqrt{1-t^2}}\times{-2tdt}}\right)\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}\int{\frac{1}{\sqrt{z}}\times{dz}}\right)\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}\int{z^{-\frac{1}{2}}dz}\right)\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}.\frac{z^{-\frac{1}{2}+1}}{-\frac{1}{2}+1}\right)+c\) ➜ \(\because \int{x^ndx}=\frac{x^{n+1}}{n+1}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}.\frac{z^{\frac{-1+2}{2}}}{\frac{-1+2}{2}}\right)+c\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\frac{1}{2}.\frac{z^{\frac{1}{2}}}{\frac{1}{2}}\right)+c\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+z^{\frac{1}{2}}\right)+c\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\sqrt{z}\right)+c\)
\(=\frac{1}{2}\left(t\sin^{-1}{t}+\sqrt{1-t^2}\right)+c\) ➜\(\because z=1-t^2\)
\(=\frac{1}{2}\left\{y^2\sin^{-1}{(y^2)}+\sqrt{1-y^4}\right\}+c\) ➜\(\because t=y^2\)
\(Q.3.(iv)\) \(\int{\frac{\ln{|\sec^{-1}{x}|}}{x\sqrt{x^2-1}}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\sec^{-1}{x}(\ln{|\sec^{-1}{x}|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০০৮ ]
উত্তরঃ \(\sec^{-1}{x}(\ln{|\sec^{-1}{x}|}-1)+c\)
[ ঢাঃ২০০৮ ]
সমাধানঃ
ধরি,
\(\sec^{-1}{x}=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(\sec^{-1}{x})=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow \frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore \frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}dx=dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\ln{|t|}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|t|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{\ln{|\sec^{-1}{x}|}}{x\sqrt{x^2-1}}dx}\)\(\sec^{-1}{x}=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}(\sec^{-1}{x})=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow \frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore \frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}dx=dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ I=\ln{|t|}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|t|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|\sec^{-1}{x}|}.\frac{1}{x\sqrt{x^2-1}}dx}\)
\(=\int{\ln{|t|}dt}\)
\(=\int{\ln{|t|}.1dt}\)
\(=\ln{|t|}\int{1dt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(\ln{|t|})\int{1dt}\right\}dt}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|t|}.t-\int{\frac{1}{t}.tdt}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{t}\)
\(=t\ln{|t|}-\int{1dt}\)
\(=t\ln{|t|}-t+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\sec^{-1}{x}\ln{|\sec^{-1}{x}|}-\sec^{-1}{x}+c\) ➜ \(\because t=\sec^{-1}{x}\)
\(=\sec^{-1}{x}(\ln{|\sec^{-1}{x}|}-1)+c\)
\(Q.3.(v)\) \(\int{e^{x}(\sin{x}+\cos{x})dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{x}+c\)
[ সিঃ২০১১,২০০৫; ঢাঃ২০১০; বঃ২০০৬; কুঃ২০০০ ]
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{x}+c\)
[ সিঃ২০১১,২০০৫; ঢাঃ২০১০; বঃ২০০৬; কুঃ২০০০ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}(\sin{x}+\cos{x})dx}\)\(E=e^x, \ \ T=\sin{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sin{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{x}\sin{x}dx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\)
\(=\sin{x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{x})\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{x}.e^{x}-\int{\cos{x}.e^xdx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=e^{x}\sin{x}-\int{e^{x}\cos{x}dx}+\int{e^{x}\cos{x})dx}\)
\(=e^{x}\sin{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(vi)\) \(\int{\frac{e^{x}}{x}(1+x\ln{|x|})dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{x}\ln{|x|}+c\)
[ যঃ২০০৭; বঃ২০০১; কুঃ২০০০ ]
উত্তরঃ \(e^{x}\ln{|x|}+c\)
[ যঃ২০০৭; বঃ২০০১; কুঃ২০০০ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{e^{x}}{x}(1+x\ln{|x|})dx}\)\(E=e^x, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\frac{e^{x}}{x}dx}+\int{e^{x}\ln{|x|})dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}}{x}dx}+\int{\ln{|x|})e^{x}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}}{x}dx}+\ln{|x|}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{e^xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}}{x}dx}+\ln{|x|}.e^{x}-\int{\frac{1}{x}e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\int{\frac{e^{x}}{x}dx}+e^{x}\ln{|x|}-\int{\frac{e^{x}}{x}dx}\)
\(=e^{x}\ln{|x|}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(vii)\) \(\int{e^{x}\left\{\frac{1}{1-x}+\frac{1}{(1-x)^2}\right\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{1-x}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{1-x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ A=\frac{1}{1-x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{1-x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}\left\{\frac{1}{1-x}+\frac{1}{(1-x)^2}\right\}dx}\)\(E=e^x, \ \ A=\frac{1}{1-x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{1-x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{x}\frac{1}{1-x}dx}+\int{e^{x}\frac{1}{(1-x)^2}dx}\)
\(=\frac{1}{1-x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\frac{1}{1-x})\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{e^{x}\frac{1}{(1-x)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{1-x}.e^{x}-\int{\left(-\frac{1}{(1-x)^2}\right)\times{\frac{d}{dx}(1-x)}.e^xdx}+\int{e^{x}\frac{1}{(1-x)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^x, \frac{d}{dx}(\frac{1}{x})=-\frac{1}{x^2}\)
\(=\frac{e^{x}}{1-x}-\int{\left(-\frac{1}{(1-x)^2}\right)\times{-1}.e^xdx}+\int{e^{x}\frac{1}{(1-x)^2}dx}\)
\(=\frac{e^{x}}{1-x}-\int{e^{x}\frac{1}{(1-x)^2}dx}+\int{e^{x}\frac{1}{(1-x)^2}dx}\)
\(=\frac{e^{x}}{1-x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(viii)\) \(\int{e^{5x}\left\{5\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{5x}\ln{|x|}+c\)
[ চঃ২০০৯ ]
উত্তরঃ \(e^{5x}\ln{|x|}+c\)
[ চঃ২০০৯ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^{5x}, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{5x}\left\{5\ln{|x|}+\frac{1}{x}\right\}dx}\)\(E=e^{5x}, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{5e^{5x}\ln{|x|}dx}+\int{e^{5x}\frac{1}{x}dx}\)
\(=5\int{e^{5x}\ln{|x|}dx}+\int{\frac{1}{x}e^{5x}dx}\)
\(=5\ln{|x|}\int{e^{5x}dx}-5\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{e^{5x}dx}\right\}dx}+\int{\frac{1}{x}e^{5x}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=5\ln{|x|}\frac{e^{5x}}{5}-5\int{\frac{1}{x}.\frac{e^{5x}}{5}dx}+\int{\frac{1}{x}e^{5x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\ln{|x|}e^{5x}-\int{\frac{1}{x}e^{5x}dx}+\int{\frac{1}{x}e^{5x}dx}\)
\(=e^{5x}\ln{|x|}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(ix)\) \(\int{e^{-x}\left\{\frac{1}{x}+\frac{1}{x^2}\right\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(-\frac{e^{-x}}{x}+c\)
উত্তরঃ \(-\frac{e^{-x}}{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=\frac{1}{x}, \ \ E=e^{-x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{-x}\left\{\frac{1}{x}+\frac{1}{x^2}\right\}dx}\)\(A=\frac{1}{x}, \ \ E=e^{-x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{-x}\frac{1}{x}dx}+\int{e^{-x}\frac{1}{x^2}dx}\)
\(=\frac{1}{x}\int{e^{-x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}\left(\frac{1}{x}\right)\int{e^{-x}dx}\right\}dx}+\int{e^{-x}\frac{1}{x^2}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{x}\times{\frac{e^{-x}}{-1}}-\int{\left(-\frac{1}{x^2}\right)\times{\frac{e^{-x}}{-1}}dx}+\int{e^{-x}\frac{1}{x^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\frac{1}{x})=-\frac{1}{x^2}\)
\(=-\frac{1}{x}e^{-x}-\int{\frac{1}{x^2}e^{-x}dx}+\int{e^{-x}\frac{1}{x^2}dx}\)
\(=-\frac{1}{x}e^{-x}-\int{e^{-x}\frac{1}{x^2}dx}+\int{e^{-x}\frac{1}{x^2}dx}\)
\(=-\frac{1}{x}e^{-x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=-\frac{e^{-x}}{x}+c\)
\(Q.3.(x)\) \(\int{\frac{xe^{x}}{(x+1)^2}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+1}+c\)
[ ঢাঃ২০১১; কুঃ২০১১,২০০৯; চঃ২০১১,২০০৫,২০০৪ ]
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+1}+c\)
[ ঢাঃ২০১১; কুঃ২০১১,২০০৯; চঃ২০১১,২০০৫,২০০৪ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=\frac{1}{x+1}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x+1}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{xe^{x}}{(x+1)^2}dx}\)\(A=\frac{1}{x+1}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x+1}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\frac{e^{x}x}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}(x+1-1)}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}(x+1)-e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{\left\{\frac{e^{x}(x+1)}{(x+1)^2}-\frac{e^{x}}{(x+1)^2}\right\}dx}\)
\(=\int{\left\{\frac{e^{x}}{x+1}-\frac{e^{x}}{(x+1)^2}\right\}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}}{x+1}dx}-\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{\frac{1}{x+1}e^{x}dx}-\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\frac{1}{x+1}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}\left(\frac{1}{x+1}\right)\int{e^{x}dx}\right\}dx}-\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{x+1}e^x-\int{\left(-\frac{1}{(x+1)^2}\right)e^{x}dx}-\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\frac{1}{x+1})=-\frac{1}{(x+1)^2}\)
\(=\frac{e^x}{x+1}+\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}-\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\frac{e^x}{x+1}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xi)\) \(\int{e^{x}(\tan{x}-\ln{|\cos{x}|})dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(-e^{x}\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ কুঃ২০০৩ ]
উত্তরঃ \(-e^{x}\ln{|\cos{x}|}+c\)
[ কুঃ২০০৩ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ L=\ln{|\cos{x}|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|\cos{x}|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}(\tan{x}-\ln{|\cos{x}|})dx}\)\(E=e^x, \ \ L=\ln{|\cos{x}|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|\cos{x}|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{x}\tan{x}dx}-\int{e^{x}\ln{|\cos{x}|}dx}\)
\(=\int{e^{x}\tan{x}dx}-\left[\ln{|\cos{x}|}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|\cos{x}|})\int{e^xdx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\int{e^{x}\tan{x}dx}-\left[\ln{|\cos{x}|}.e^{x}-\int{\frac{1}{\cos{x}}.\frac{d}{dx}(\cos{x}).e^xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\int{e^{x}\tan{x}dx}-\left[e^{x}\ln{|\cos{x}|}-\int{e^x\frac{1}{\cos{x}}.(-\sin{x})dx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(=\int{e^{x}\tan{x}dx}-\left[e^{x}\ln{|\cos{x}|}+\int{e^x\frac{\sin{x}}{\cos{x}}dx}\right]\)
\(=\int{e^{x}\tan{x}dx}-e^{x}\ln{|\cos{x}|}-\int{e^x\tan{x}dx}\)
\(=-e^{x}\ln{|\cos{x}|}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xii)\) \(\int{cosec^3{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}-cosec \ {x}\cot{x}\right\}+c\)
[ কুঃ২০০২ ]
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}\left\{\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}-cosec \ {x}\cot{x}\right\}+c\)
[ কুঃ২০০২ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(\int{cosec^3{x}dx}\)ধরি,
\(I=\int{cosec^3{x}dx}\)
\(=\int{cosec \ {x}. \ cosec^2{x}dx}\)
\(=cosec \ {x}\int{cosec^2{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(cosec \ {x})\int{cosec^2{x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=cosec \ {x}\times{-\cot{x}}-\int{-cosec \ {x}\cot{x}\times{-\cot{x}}dx}\) ➜ \(\because \int{cosec^2{x}dx}=-\cot{x}, \frac{d}{dx}(cosec \ {x})=-cosec \ {x}\cot{x}\)
\(=-cosec \ {x}\cot{x}-\int{cosec \ {x}\cot^2{x}dx}\)
\(=-cosec \ {x}\cot{x}-\int{cosec \ {x}(cosec^2{x}-1)dx}\) ➜ \(\because \cot^2{x}=cosec^2{x}-1\)
\(=-cosec \ {x}\cot{x}-\int{(cosec^3{x}-cosec \ {x})dx}\)
\(=-cosec \ {x}\cot{x}-\int{cosec^3{x}dx}+\int{cosec \ {x}dx}\)
\(=-cosec \ {x}\cot{x}-\int{cosec^3{x}dx}+\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}+c_{1}\) ➜ \(\because \int{cosec \ {x}dx}=\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}\), \(c_{1}\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\Rightarrow I=-cosec \ {x}\cot{x}-I+\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}+c_{1}\) ➜ \(\because \int{cosec^3{x}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+I=-cosec \ {x}\cot{x}+\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}+c_{1}\)
\(\Rightarrow 2I=-cosec \ {x}\cot{x}+\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}+c_{1}\)
\(\Rightarrow I=-\frac{1}{2} \ cosec \ {x}\cot{x}+\frac{1}{2}\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}+\frac{1}{2}c_{1}\)
\(\therefore \int{cosec^3{x}dx}=-\frac{1}{2} \ cosec \ {x}\cot{x}+\frac{1}{2}\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}+c\) ➜ \(c=\frac{1}{2}c_{1}\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{2}\left\{\ln{\left|\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right|}-cosec \ {x}\cot{x}\right\}+c\)
\(Q.3.(xiii)\) \(\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x\{\sin{(\ln{|x|})}-\cos{(\ln{|x|})}\}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{2}x\{\sin{(\ln{|x|})}-\cos{(\ln{|x|})}\}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}\)ধরি,
\(I=\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}\)
\(=\int{\sin{(\ln{|x|})}.1dx}\)
\(=\sin{(\ln{|x|})}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sin{(\ln{|x|})})\int{1dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{(\ln{|x|})}.x-\int{\cos{(\ln{|x|}}\frac{d}{dx}(\ln{|x|}).xdx}\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\int{\cos{(\ln{|x|}}\frac{1}{x}.xdx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\int{\cos{(\ln{|x|}}.1dx}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\left[\cos{(\ln{|x|})}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\cos{(\ln{|x|})})\int{1dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\left[\cos{(\ln{|x|})}.x-\int{(-\sin{(\ln{|x|})})\frac{d}{dx}(\ln{|x|}).xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\cos{x})=-\sin{x}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\left[x\cos{(\ln{|x|})}+\int{\sin{(\ln{|x|})}\frac{1}{x}.xdx}\right]\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\left[x\cos{(\ln{|x|})}+\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}\right]\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-x\cos{(\ln{|x|})}-\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}\)
\(I=x\sin{(\ln{|x|})}-x\cos{(\ln{|x|})}-I\) ➜ \(\because \int{\sin{(\ln{|x|})}dx}=I\)
\(\Rightarrow I+I=x\sin{(\ln{|x|})}-x\cos{(\ln{|x|})}\)
\(\Rightarrow 2I=x\sin{(\ln{|x|})}-x\cos{(\ln{|x|})}\)
\(\Rightarrow I=\frac{1}{2}\left\{x\sin{(\ln{|x|})}-x\cos{(\ln{|x|})}\right\}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(\therefore \int{\sin{(\ln{|x|})}dx}=\frac{1}{2}x\left\{\sin{(\ln{|x|})}-\cos{(\ln{|x|})}\right\}+c\)
\(Q.3.(xiv)\) \(\int{\frac{e^{x}(x^2+1)}{(x+1)^2}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}(x-1)}{x+1}+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৪-২০০৫ ]
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}(x-1)}{x+1}+c\)
[ কুয়েটঃ২০০৪-২০০৫ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=\frac{1}{x+1}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x+1}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\frac{e^{x}(x^2+1)}{(x+1)^2}dx}\)\(A=\frac{1}{x+1}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x+1}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\frac{e^{x}\{x^2+2x+1-2(x+1)+2\}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}\{(x+1)^2-2(x+1)+2\}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}(x+1)^2-2e^{x}(x+1)+2e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{\frac{e^{x}(x+1)^2}{(x+1)^2}dx}-2\int{\frac{e^{x}(x+1)}{(x+1)^2}dx}+2\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=\int{e^{x}dx}-2\int{\frac{e^{x}}{x+1}dx}+2\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=e^{x}-2\int{\frac{1}{x+1}.e^{x}dx}+2\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=e^{x}-2\left[\frac{1}{x+1}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}\left(\frac{1}{x+1}\right)\int{e^xdx}\right\}dx}\right]+2\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=e^{x}-2\left[\frac{1}{x+1}e^{x}-\int{\left\{-\frac{1}{(x+1)^2}\right\}e^xdx}\right]+2\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}\left(\frac{1}{x}\right)=-\frac{1}{x^2}\)
\(=e^{x}-2\left[\frac{1}{x+1}e^{x}+\int{\frac{1}{(x+1)^2}e^xdx}\right]+2\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=e^{x}-\frac{2}{x+1}e^{x}-2\int{\frac{e^x}{(x+1)^2}dx}+2\int{\frac{e^{x}}{(x+1)^2}dx}\)
\(=e^{x}-\frac{2}{x+1}e^{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=e^{x}\left(1-\frac{2}{x+1}\right)+c\)
\(=e^{x}\frac{x+1-2}{x+1}+c\)
\(=e^{x}\frac{x-1}{x+1}+c\)
\(=\frac{e^{x}(x-1)}{x+1}+c\)
\(Q.3.(xv)\) \(\int{x\sec^2{3x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}(3x\tan{3x}-\ln{|\sec{3x}|})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{9}(3x\tan{3x}-\ln{|\sec{3x}|})+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sec^2{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\sec^2{3x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sec^2{3x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=x\int{\sec^2{3x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sec^2{3x}dx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=x.\frac{\tan{3x}}{3}-\int{1.\frac{\tan{3x}}{3}dx}\) ➜ \(\because \int{\sec^2{ax}dx}=\frac{\tan{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=\frac{1}{3}x\tan{3x}-\frac{1}{3}\int{\tan{3x}dx}\)
\(=\frac{1}{3}x\tan{3x}-\frac{1}{3}\frac{\ln{|\sec{3x}|}}{3}+c\) ➜ \(\because \int{\tan{ax}dx}=\frac{\ln{|\sec{ax}|}}{a}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{1}{3}x\tan{3x}-\frac{1}{9}\ln{|\sec{3x}|}+c\)
\(=\frac{1}{9}(3x\tan{3x}-\ln{|\sec{3x}|})+c\)
\(Q.3.(xvi)\) \(\int{x\tan^2{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ, সিঃ ২০০৫ ]
উত্তরঃ \(x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\)
[ রাঃ, সিঃ ২০০৫ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x\tan^2{x}dx}\)\(A=x, \ \ T=\sec^2{x}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(x\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{x(\sec^2{x}-1)dx}\)
\(=\int{(x\sec^2{x}-x)dx}\)
\(=\int{x\sec^2{x}dx}-\int{xdx}\)
\(=x\int{\sec^2{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(x)\int{\sec^2{x}dx}\right\}dx}-\frac{x^2}{2}\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}, \int{xdx}=\frac{x^2}{2}\)
\(=x.\tan{x}-\int{1.\tan{x}dx}-\frac{1}{2}x^2\) ➜ \(\because \int{\sec^2{x}dx}=\tan{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=x\tan{x}-\int{\tan{x}dx}-\frac{1}{2}x^2\)
\(=x\tan{x}-\ln{|\sec{x}|}-\frac{1}{2}x^2+c\) ➜ \(\because \int{\tan{x}dx}=\ln{|\sec{x}|}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xvii)\) \(\int{e^{-3x}\cos{4x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{1}{25}e^{-3x}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
উত্তরঃ \(\frac{1}{25}e^{-3x}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
সমাধানঃ
\(\int{e^{-3x}\cos{4x}dx}\)
\(=\frac{e^{-3x}}{(-3)^2+4^2}(-3\cos{4x}+4\sin{4x})+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}\cos{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\cos{bx}+b\sin{bx})\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{-3x}}{9+16}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
\(=\frac{1}{25}e^{-3x}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
\(=\frac{e^{-3x}}{(-3)^2+4^2}(-3\cos{4x}+4\sin{4x})+c\) ➜ \(\because \int{e^{ax}\cos{bx}dx}=\frac{e^{ax}}{a^2+b^2}(a\cos{bx}+b\sin{bx})\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{-3x}}{9+16}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
\(=\frac{1}{25}e^{-3x}(4\sin{4x}-3\cos{4x})+c\)
\(Q.3.(xviii)\) \(\int{\log_{10}{x}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\log_{10}{x}-x\log_{10}{e}+c\)
উত্তরঃ \(x\log_{10}{x}-x\log_{10}{e}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{\log_{10}{x}dx}\)\(A=1, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\log_{10}{e}\times{\ln{|x|}}dx}\) ➜ \(\because \log_{a}{x}=\log_{a}{e}\times{\ln{|x|}}\)
\(=\log_{10}{e}\int{\ln{|x|}.1dx}\)
\(=\log_{10}{e}\left[\ln{|x|}\int{1dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{1dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{uvdx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\log_{10}{e}\left[\ln{|x|}.x-\int{\frac{1}{x}.xdx}\right]\) ➜ \(\because \int{1dx}=x, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\log_{10}{e}\left[x\ln{|x|}-\int{1dx}\right]\)
\(=\log_{10}{e}\left[x\ln{|x|}-x\right]+c\) ➜ \(\because \int{1dx}=x\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=x\log_{10}{e}\times{\ln{|x|}}-x\log_{10}{e}+c\)
\(=x\log_{10}{x}-x\log_{10}{e}+c\) ➜ \(\because \log_{a}{e}\times{\ln{|x|}}=\log_{a}{x}\)
\(Q.3.(xix)\) \(\int{e^{-2x}\left(\frac{1}{x}-2\ln{|x|}\right)dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{-2x}\ln{|x|}+c\)
উত্তরঃ \(e^{-2x}\ln{|x|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(L=\ln{|x|}, \ \ E=e^{-2x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{-2x}\left(\frac{1}{x}-2\ln{|x|}\right)dx}\)\(L=\ln{|x|}, \ \ E=e^{-2x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\left(e^{-2x}\frac{1}{x}-2e^{-2x}\ln{|x|}\right)dx}\)
\(=\int{e^{-2x}\frac{1}{x}dx}-2\int{\ln{|x|}.e^{-2x}dx}\)
\(=\int{e^{-2x}\frac{1}{x}dx}-2\left[\ln{|x|}\int{e^{-2x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{e^{-2x}dx}\right\}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\int{e^{-2x}\frac{1}{x}dx}-2\left[\ln{|x|}.\frac{e^{-2x}}{-2}-\int{\frac{1}{x}.\frac{e^{-2x}}{-2}dx}\right]\) ➜ \(\because \int{e^{ax}dx}=\frac{e^{ax}}{a}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\int{e^{-2x}\frac{1}{x}dx}-2\left[-\frac{1}{2}e^{-2x}\ln{|x|}+\frac{1}{2}\int{e^{-2x}\frac{1}{x}dx}\right]\)
\(=\int{e^{-2x}\frac{1}{x}dx}+e^{-2x}\ln{|x|}-\int{e^{-2x}\frac{1}{x}dx}\)
\(=e^{-2x}\ln{|x|}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xx)\) \(\int{\{\sin{(\ln{|x|})}+\cos{(\ln{|x|})}\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(x\sin{(\ln{|x|})}+c\)
উত্তরঃ \(x\sin{(\ln{|x|})}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের শর্ত প্রযোজ্য নহে।
\(\int{\{\sin{(\ln{|x|})}+\cos{(\ln{|x|})}\}dx}\)\(=\int{\sin{(\ln{|x|})}dx}+\int{\cos{(\ln{|x|})}dx}\)
\(=\int{\sin{(\ln{|x|})}.1dx}+\int{\cos{(\ln{|x|})}dx}\)
\(=\sin{(\ln{|x|})}\int{1dx}-\int{\left[\frac{d}{dx}\{\sin{(\ln{|x|})}\}\int{1dx}\right]dx}+\int{\cos{(\ln{|x|})}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sin{(\ln{|x|})}.x-\int{\cos{(\ln{|x|})}.\frac{d}{dx}(\ln{|x|}).xdx}+\int{\cos{(\ln{|x|})}dx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\sin{x})=\cos{x}, \int{1dx}=x\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\int{\cos{(\ln{|x|})}.\frac{1}{x}.xdx}+\int{\cos{(\ln{|x|})}dx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}-\int{\cos{(\ln{|x|})}dx}+\int{\cos{(\ln{|x|})}dx}\)
\(=x\sin{(\ln{|x|})}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xxi)\) \(\int{e^x\{\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+\sec{x}\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
উত্তরঃ \(e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(L=\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\{\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+\sec{x}\}dx}\)\(L=\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\{e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+e^x\sec{x}\}dx}\)
\(=\int{e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}dx}+\int{e^x\sec{x}dx}\)
\(=\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|\sec{x}+\tan{x}|})\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{e^x\sec{x}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}.e^x-\int{\frac{1}{\sec{x}+\tan{x}}.\frac{d}{dx}(\sec{x}+\tan{x}).e^xdx}+\int{e^x\sec{x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}-\int{\frac{1}{\sec{x}+\tan{x}}.(\sec{x}\tan{x}+\sec^2{x}).e^xdx}+\int{e^x\sec{x}dx}\)
\(=e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}-\int{\frac{1}{\sec{x}+\tan{x}}.(\tan{x}+\sec{x})\sec{x}.e^xdx}+\int{e^x\sec{x}dx}\)
\(=e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}-\int{\sec{x}.e^xdx}+\int{e^x\sec{x}dx}\)
\(=e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}-\int{e^x\sec{x}dx}+\int{e^x\sec{x}dx}\)
\(=e^x\ln{|\sec{x}+\tan{x}|}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xxii)\) \(\int{e^x\left\{(\ln{|x|})^2+\frac{2}{x}\ln{|x|}\right\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x(\ln{|x|})^2+c\)
উত্তরঃ \(e^x(\ln{|x|})^2+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(L=(\ln{|x|})^2, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\left\{(\ln{|x|})^2+\frac{2}{x}\ln{|x|}\right\}dx}\)\(L=(\ln{|x|})^2, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \((\ln{|x|})^2\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\left\{e^x(\ln{|x|})^2+e^x\frac{2}{x}\ln{|x|}\right\}dx}\)
\(=\int{e^x(\ln{|x|})^2dx}+\int{e^x\frac{2}{x}\ln{|x|}dx}\)
\(=(\ln{|x|})^2\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})^2\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{\frac{2}{x}e^x\ln{|x|}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=(\ln{|x|})^2.e^x-\int{2\ln{|x|}\frac{d}{dx}(\ln{|x|}).e^xdx}+\int{\frac{2}{x}e^x\ln{|x|}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(x^2)=2x\)
\(=e^x(\ln{|x|})^2-\int{2\ln{|x|}.\frac{1}{x}.e^xdx}+\int{\frac{2}{x}e^x\ln{|x|}dx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=e^x(\ln{|x|})^2-\int{\frac{2}{x}e^x\ln{|x|}dx}+\int{\frac{2}{x}e^x\ln{|x|}dx}\)
\(=e^x(\ln{|x|})^2+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xxiii)\) \(\int{e^x\left\{\tan^{-1}{x}+\frac{1}{1+x^2}\right\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x\tan^{-1}{x}+c\)
উত্তরঃ \(e^x\tan^{-1}{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(I=\tan^{-1}{x}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\left\{\tan^{-1}{x}+\frac{1}{1+x^2}\right\}dx}\)\(I=\tan^{-1}{x}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু I, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan^{-1}{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\left\{e^x\tan^{-1}{x}+e^x\frac{1}{1+x^2}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{e^x\frac{1}{1+x^2}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\tan^{-1}{x}.e^x-\int{\frac{1}{1+x^2}.e^xdx}+\int{e^x\frac{1}{1+x^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\tan^{-1}{x})=\frac{1}{1+x^2}\)
\(=e^x\tan^{-1}{x}-\int{e^x\frac{1}{1+x^2}dx}+\int{e^x\frac{1}{1+x^2}dx}\)
\(=e^x\tan^{-1}{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xxiv)\) \(\int{e^x\left\{\frac{1}{\ln{|x|}}-\frac{1}{x(\ln{x})^2}\right\}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{e^x}{\ln{|x|}}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{e^x}{\ln{|x|}}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(L=\frac{1}{\ln{|x|}}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{\ln{|x|}}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\left\{\frac{1}{\ln{|x|}}-\frac{1}{x(\ln{x})^2}\right\}dx}\)\(L=\frac{1}{\ln{|x|}}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{\ln{|x|}}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\left\{e^x\frac{1}{\ln{|x|}}-e^x\frac{1}{x(\ln{x})^2}\right\}dx}\)
\(=\int{e^x\frac{1}{\ln{|x|}}dx}-\int{e^x\frac{1}{x(\ln{x})^2}dx}\)
\(=\frac{1}{\ln{|x|}}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}\left(\frac{1}{\ln{|x|}}\right)\int{e^xdx}\right\}dx}-\int{e^x\frac{1}{x(\ln{x})^2}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{\ln{|x|}}.e^x-\int{\left\{-\frac{1}{(\ln{|x|})^2}\right\}\frac{d}{dx}(\ln{|x|})e^xdx}-\int{e^x\frac{1}{x(\ln{x})^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\frac{1}{x})=-\frac{1}{x^2}\)
\(=\frac{e^x}{\ln{|x|}}+\int{\frac{1}{(\ln{|x|})^2}.\frac{1}{x}.e^xdx}-\int{e^x\frac{1}{x(\ln{x})^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{e^x}{\ln{|x|}}+\int{e^x\frac{1}{x(\ln{x})^2}dx}-\int{e^x\frac{1}{x(\ln{x})^2}dx}\)
\(=\frac{e^x}{\ln{|x|}}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xxv)\) \(\int{e^x\left(\frac{2+\sin{2x}}{1+\cos{2x}}\right)dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x\tan{x}+c\)
উত্তরঃ \(e^x\tan{x}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(T=\tan{x}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\left(\frac{2+\sin{2x}}{1+\cos{2x}}\right)dx}\)\(T=\tan{x}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^x\left(\frac{2}{1+\cos{2x}}+\frac{\sin{2x}}{1+\cos{2x}}\right)dx}\)
\(=\int{e^x\left(\frac{2}{2\cos^2{x}}+\frac{2\sin{x}\cos{x}}{2\cos^2{x}}\right)dx}\) ➜ \(\because 1+\cos{2A}=2\cos^2{A}, \sin{2A}=2\sin{A}\cos{A}\)
\(=\int{e^x\left(\frac{1}{\cos^2{x}}+\frac{\sin{x}}{\cos{x}}\right)dx}\)
\(=\int{e^x\left(\sec^2{x}+\tan{x}\right)dx}\) ➜ \(\because \frac{1}{\cos^2{A}}=\sec^2{A}, \frac{\sin{A}}{\cos{A}}=\tan{A}\)
\(=\int{\left(e^x\sec^2{x}+e^x\tan{x}\right)dx}\)
\(=\int{e^x\sec^2{x}dx}+\int{e^x\tan{x}dx}\)
\(=\int{e^x\sec^2{x}dx}+\tan{x}\int{e^xdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\tan{x})\int{e^xdx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\int{e^x\sec^2{x}dx}+\tan{x}.e^x-\int{\sec^2{x}.e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\tan{x})=\sec^2{x}\)
\(=\int{e^x\sec^2{x}dx}+e^x\tan{x}-\int{e^x\sec^2{x}dx}\)
\(=e^x\tan{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xxvi)\) \(\int{e^x\left(\frac{1+\sin{x}}{1+\cos{x}}\right)dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}+c\)
[ বুয়েটঃ ২০১-২০১৩]
উত্তরঃ \(e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}+c\)
[ বুয়েটঃ ২০১-২০১৩]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(T=\tan{x}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^x\left(\frac{1+\sin{x}}{1+\cos{x}}\right)dx}\)\(T=\tan{x}, \ \ E=e^{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\tan{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^x\left(\frac{1}{1+\cos{x}}+\frac{\sin{x}}{1+\cos{x}}\right)dx}\)
\(=\int{e^x\left\{\frac{1}{2\cos^2{\left(\frac{x}{2}\right)}}+\frac{2\sin{\left(\frac{x}{2}\right)}\cos{\left(\frac{x}{2}\right)}}{2\cos^2{\left(\frac{x}{2}\right)}}\right\}dx}\) ➜ \(\because 1+\cos{A}=2\cos^2{\left(\frac{A}{2}\right)}, \sin{A}=2\sin{\left(\frac{A}{2}\right)}\cos{\left(\frac{A}{2}\right)}\)
\(=\int{e^x\left\{\frac{1}{2\cos^2{\left(\frac{x}{2}\right)}}+\frac{\sin{\left(\frac{x}{2}\right)}}{\cos{\left(\frac{x}{2}\right)}}\right\}dx}\)
\(=\int{e^x\left\{\frac{1}{2}\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}+\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right\}dx}\) ➜ \(\because \frac{1}{\cos^2{\left(\frac{A}{2}\right)}}=\sec^2{\left(\frac{A}{2}\right)}, \frac{\sin{\left(\frac{A}{2}\right)}}{\cos{\left(\frac{A}{2}\right)}}=\tan{\left(\frac{A}{2}\right)}\)
\(=\int{\left\{\frac{1}{2}e^x\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}+e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{e^x\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}+\int{e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{e^x\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}+\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\int{e^xdx}-\int{\left[\frac{d}{dx}\left\{\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}\right\}\int{e^xdx}\right]dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{2}\int{e^x\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}+\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}.e^x-\int{\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}.\frac{d}{dx}\left(\frac{x}{2}\right).e^xdx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^{x}, \frac{d}{dx}(\tan{x})=\sec^2{x}\)
\(=\frac{1}{2}\int{e^x\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}+\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}.e^x-\int{\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}.\frac{1}{2}.e^xdx}\) ➜ \(\because \frac{d}{dx}\left(\frac{x}{2}\right)=\frac{1}{2}\)
\(=\frac{1}{2}\int{e^x\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}+e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}-\frac{1}{2}\int{e^x\sec^2{\left(\frac{x}{2}\right)}dx}\)
\(=e^x\tan{\left(\frac{x}{2}\right)}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(Q.3.(xxvii)\) \(\int{e^{2x}\cos{\left(e^{x}\right)}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{\left(e^{x}\right)}+\cos{\left(e^{x}\right)}+c\)
উত্তরঃ \(e^{x}\sin{\left(e^{x}\right)}+\cos{\left(e^{x}\right)}+c\)
সমাধানঃ
ধরি,
\(e^{x}=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(e^{x}\right)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow e^x=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore e^xdx=dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ T=\cos{t}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(t\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{2x}\cos{\left(e^{x}\right)}dx}\)\(e^{x}=t\)
\(\Rightarrow \frac{d}{dx}\left(e^{x}\right)=\frac{d}{dx}(t)\)
\(\Rightarrow e^x=\frac{dt}{dx}\)
\(\therefore e^xdx=dt\)
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=t, \ \ T=\cos{t}\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে T এর পূর্বে আছে, তাই \(t\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{x}.e^{x}\cos{\left(e^{x}\right)}dx}\)
\(=\int{e^{x}\cos{\left(e^{x}\right)}e^{x}dx}\)
\(=\int{t\cos{t}dt}\)
\(=t\int{\cos{t}dt}-\int{\left\{\frac{d}{dt}(t)\int{\cos{t}dt}\right\}dt}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=t\sin{t}-\int{1.\sin{t}dt}\) ➜ \(\because \int{\cos{x}dx}=\sin{x}, \frac{d}{dx}(x)=1\)
\(=t\sin{t}-\int{\sin{t}dt}\)
\(=t\sin{t}+\cos{t}+c\) ➜\(\because \int{\sin{x}dx}=-\cos{x}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=e^{x}\sin{\left(e^{x}\right)}+\cos{\left(e^{x}\right)}+c\) ➜\(\because t=e^{x}\)
\(Q.3.(xxviii)\) \(\int{e^{x}\frac{x+1}{(x+2)^2}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+2}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{e^{x}}{x+2}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=\frac{1}{x+2}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x+2}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}\frac{x+1}{(x+2)^2}dx}\)\(A=\frac{1}{x+2}, \ \ E=e^x\)
যেহেতু A, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\frac{1}{x+2}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{x}\frac{x+2-1}{(x+2)^2}dx}\)
\(=\int{e^{x}\left\{\frac{x+2}{(x+2)^2}-\frac{1}{(x+2)^2}\right\}dx}\)
\(=\int{e^{x}\left\{\frac{1}{x+2}-\frac{1}{(x+2)^2}\right\}dx}\)
\(=\int{e^{x}\frac{1}{x+2}dx}-\int{e^{x}\frac{1}{(x+2)^2}dx}\)
\(=\frac{1}{x+2}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}\left(\frac{1}{x+2}\right)\int{e^xdx}\right\}dx}-\int{e^{x}\frac{1}{(x+2)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\frac{1}{x+2}e^{x}-\int{\left\{-\frac{1}{(x+2)^2}\right\}.e^xdx}-\int{e^{x}\frac{1}{(x+2)^2}dx}\) ➜ \(\because \int{e^{x}dx}=e^{x}, \frac{d}{dx}\left(\frac{1}{x}\right)=-\frac{1}{x^2}\)
\(=\frac{1}{x+2}e^{x}+\int{e^x\frac{1}{(x+2)^2}dx}-\int{e^{x}\frac{1}{(x+2)^2}dx}\)
\(=\frac{1}{x+2}e^{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{e^{x}}{x+2}+c\)
\(Q.3.(xxix)\) \(\int{x^n\ln{|x|}dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{x^{n+1}}{(n+1)^2}+c\)
উত্তরঃ \(\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{x^{n+1}}{(n+1)^2}+c\)
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(A=x^n, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{x^n\ln{|x|}dx}\)\(A=x^n, \ \ L=\ln{|x|}\)
যেহেতু L, শব্দের মধ্যে A এর পূর্বে আছে, তাই \(\ln{|x|}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{\ln{|x|}x^ndx}\)
\(=\ln{|x|}\int{x^ndx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\ln{|x|})\int{x^ndx}\right\}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\ln{|x|}\frac{x^{n+1}}{n+1}-\int{\frac{1}{x}.\frac{x^{n+1}}{n+1}dx}\) ➜ \(\because \int{x^ndx}=\frac{x^{n+1}}{n+1}, \frac{d}{dx}(\ln{|x|})=\frac{1}{x}\)
\(=\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{1}{n+1}\int{x^{n+1-1}dx}\)
\(=\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{1}{n+1}\int{x^{n}dx}\)
\(=\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{1}{n+1}.\frac{x^{n+1}}{n+1}+c\) ➜\(\because \int{x^ndx}=\frac{x^{n+1}}{n+1}\) এবং \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
\(=\frac{x^{n+1}\ln{|x|}}{n+1}-\frac{x^{n+1}}{(n+1)^2}+c\)
\(Q.3.(xxx)\) \(\int{e^{x}\sec{x}(1+\tan{x})dx}\) এর যোজিত ফল নির্ণয় কর।
উত্তরঃ \(e^{x}\sec{x}+c\)
[ যঃ২০১১; রাঃ২০০৩ ]
উত্তরঃ \(e^{x}\sec{x}+c\)
[ যঃ২০১১; রাঃ২০০৩ ]
সমাধানঃ
এখানে, LIATE শব্দের
\(E=e^x, \ \ T=\sec{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sec{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(\int{e^{x}\sec{x}(1+\tan{x})dx}\)\(E=e^x, \ \ T=\sec{x}\)
যেহেতু T, শব্দের মধ্যে E এর পূর্বে আছে, তাই \(\sec{x}\) কে \(u\) ধরা হয়েছে।
\(=\int{e^{x}\sec{x}dx}+\int{e^x\sec{x}\tan{x}dx}\)
\(=\int{\sec{x}e^{x}dx}+\int{e^x\sec{x}\tan{x}dx}\)
\(=\sec{x}\int{e^{x}dx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(\sec{x})\int{e^xdx}\right\}dx}+\int{e^x\sec{x}\tan{x}dx}\) ➜ \(\because \int{(uv)dx}=u\int{vdx}-\int{\left\{\frac{d}{dx}(u)\int{vdx}\right\}dx}\)
\(=\sec{x}.e^{x}-\int{\sec{x}\tan{x}.e^xdx}+\int{e^x\sec{x}\tan{x}dx}\) ➜ \(\because \int{e^xdx}=e^x, \frac{d}{dx}(\sec{x})=\sec{x}\tan{x}\)
\(=e^x\sec{x}-\int{e^x\sec{x}\tan{x}dx}+\int{e^x\sec{x}\tan{x}dx}\)
\(=e^x\sec{x}+c\) ➜ \(c\) যোগজীকরণ ধ্রুবক।
Email: Golzarrahman1966@gmail.com
Visitors online: 000006