7
8/20/2019 Difinite Intgrals Laq Iib 2015-2016 http://slidepdf.com/reader/full/difinite-intgrals-laq-iib-2015-2016 1/7     A  i    m   s  MATHEMATICS-IIB DEFINITE INTEGRALS Q.NO 23 1.  ∫ 0 π / 4 sinx + cosx 9 +16sin2  x  dx sol : let  diff .w.r.t' x'   L.L :  x =0 = sinocoso =0 1=−1  U .L :  x = π 4 =sin (  π 4 )  – cos ( π 4 ) =  1 √ 2  1 √ 2 sinx cosx = S.O.B ( sinx cosx ) 2 =2   sin 2  x +cos 2  x 2 sinxcosx =2   1sin2  x =2    I = 0 π / 4 sinx + cosx 9 +16sin2  x  dx  ¿ 1 0 1 9 + 16 ( 12 ) dt  ¿ 1 0 1 9 + 16 16 2  dt  ¿ 1 0 1 25 16 2  dt  ¿ 1 0 1 ( 5 ) 2 −( 4 ) 2  dt  ¿ [  1 2 [ 5 ]  log | 5 +4 4 5 | ] 4  | 5 + 0 50 | ¿ log | 5 1 5 +1 | log ¿ ¿  1 40 ¿  1¿ log  1 9 log ¿ ¿  1 40  ¿  ¿  1 40 [ 0 log3 2 ]  ¿  1 40 [ 2log3 ]  ¿  1 20  log3  2.  ∫ 0 1 log ( 1 +  x ) ( 1 +  x 2 )  dx sol : let  diff .w .r.t ' x '   L. L :  x =0 θ= 0  U .L :  x =1  θ= π 4 0 1 log  ( 1+  x ) ( 1 +  x 2 ) dx  Aims tutorial | 9000 68 76 00 sinx cosx =( cosx + sinx ) dx =dt  1 2 = sin2  x  1 a 2  x 2  dx =  1 2 a  log | a +  x a x | log1=0  x =tanθ dx = sec 2 θdθ

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8/20/2019 Difinite Intgrals Laq Iib 2015-2016

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    A i   m  s

  MATHEMATICS-IIB

DEFINITE INTEGRALS Q.NO 23

1.   ∫0

π /4sinx+cosx

9+16sin2 x dx

sol : let   

diff .w. r. t ' x '    

 L. L : x=0⇨t =sino−coso=0−1=−1  

U .L : x=π 

4

⇨t =sin

(

 π 

4

) – cos

(

π 

4

)=

  1

√ 2−

  1

√ 2

sinx−cosx=t    S.O.B

⇨(sinx−cosx)2=t 2

 

⇨   sin2 x+cos2 x−2 sinxcosx=t 

2

 

⇨   1−sin2 x=t 2

 

 

 I =∫0

π /4sinx+cosx

9+16sin2 x dx  

¿∫−1

01

9+16(1−t 2)

dt   

¿∫−1

01

9+16−16 t 

2 dt   

¿∫−1

01

25−16 t 2 dt   

¿∫−1

01

(5)2−(4 t )2 dt   

¿[   12 [5 ]

 log|5+4 t 

4−5 t |]4

 

|5+05−0|−¿ log|

5−15+1|

log ¿

¿  1

40¿

 

1−¿ log 1

9

log¿

¿  1

40 ¿

 

¿  1

40[0−log3

−2 ]  

¿  1

40[2log3 ]  

¿  1

20

 log3  

2.   ∫0

1log(1+ x )

(1+ x2)  dx

sol : let   

diff .w .r .t ' x '   

 L. L : x=0⇨θ=0  

U .L : x=1⇨   θ=π 

4

∫0

1

log

 (1+ x)

(1+ x2) dx  

Aims tutorial | 9000 68 76 00

sinx−cosx=t 

(cosx+sinx ) dx=dt   

1−t 2

=sin2 x

∴∫   1a2− x2

 dx=   12a

 log|a+ xa− x|

log1=0

 x=tanθ

dx=sec2θdθ

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8/20/2019 Difinite Intgrals Laq Iib 2015-2016

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    A i   m  s

  MATHEMATICS-IIB

¿∫0

π /4log (1+tanθ)

(1+ tan2θ)

  sec2θdθ  

 I =∫0

π / 4

log (1+tanθ ) dθ……… ..(1)  

 I =∫0

π /4

log(1+ tan [ π 

4−θ])dθ  

 I =∫0

π /4

log

(1+ 1−tanθ

1+tanθ )dθ  

 I =∫0

π /4

log(   2

1+ tanθ )dθ  

 I =∫0

π /4

log2dθ−∫0

π  /4

log(1+tanθ)dθ  

 I + I =∫0

π /4

log2dθ  

2 I =log2∫0

π /4

(1)dθ  

2 I =log2 [θ ]  

2 I =log2 [ π 

4−0]  

 I =π 

8 log 2  

3.   ∫0

π  x . sinx

1+sinx dx

Sol:

 I =∫0

π 

 x . sinx1+sinx

 dx  

 I =∫0

π (π − x ). sin  (π − x)

1+sin (π − x )  dx  

 I =∫0

π 

(π − x ).sinx1+sinx

  dx  

 I =∫0

π πsinx

1+sinx dx−∫

0

π  x . sinx

1+sinx dx

 

 I + I =π ∫0

π sinx

1+sinx dx  

2 I =π ∫0

π sinx(1−sinx)

(1+sinx )(1−sinx)dx  

2 I =π ∫0

π sinx−sin

2 x

(1−sin2 x)

 dx  

2 I =π ∫0

π sinx−sin

2 x

(cos2 x)  dx  

2 I =π ∫0

π 

[ sinx

cosx .  1

cosx−

sin2 x

cos2 x ]dx  

2 I =π ∫0

π 

[tanx . secx− tan2 x ]dx  

Aims tutorial | 9000 68 76 00

f  ( x ) dx=¿∫0

a

f  (a− x )d

a .b

¿=log a−log b

=a

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8/20/2019 Difinite Intgrals Laq Iib 2015-2016

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    A i   m  s

  MATHEMATICS-IIB

2 I =π ∫0

π 

tanx.secx.dx  -

π ∫0

π 

tan2 x dx  

2 I =π [ secx ]  -

sex

(¿¿2 x−1)dx

π ∫0

π 

¿ 

2 I =π [ secπ −sec0 ]  -   π [ tanx− x ]  

2 I =π  [−1−1 ]  -   π  [0−0 ]+π  [ π ]  

2 I =−2π    +π 2

 

 I =¿  π 

2

2 −π   

4.   ∫0

π  x . sinx

1+cos2 x

dx

Sol :  

 I =∫0

π  x . sinx

1+cos2 x

dx  

 I =∫0

π (π − x ). sin  (π − x)

1+cos2 (π − x)

  dx  

 I =∫0

π (π − x ).sinx

1+cos2 x

dx  

 I =∫0

π πsinx

1+cos2 x

dx−∫0

π  x . sinx

1+cos2 x

dx

 

 I + I =π ∫0

π sinx

1+cos2 x dx  

2 I =π ∫0

π sinx

1+cos2 x

dx  

let cosx=t ⇨−sixdx=dt   

¿

 L. L : x=0⇨ t =1  

U .L : x=π ⇨   t =−1

⇨   2 I =π ∫1

−1−1

1+t 2 dt   

⇨   2 I =π ∫−1

11

1+t 2 dt   

2 I =π [ tan−1t ]  

2 I =π [ tan−1 (1 )− tan−1(−1)]  

2 I =π 

[

π 

4

+ π 

4

2 I =π [2. π 

4 ]   ¿π [. π 

4 ]  

 I =π 

2

4  

Aims tutorial | 9000 68 76 00

∫ tanx.secx.dx=secx

∫ sex2 x dx=tanx+c

=a

sinxdx=−dt 

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8/20/2019 Difinite Intgrals Laq Iib 2015-2016

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    A i   m  s

  MATHEMATICS-IIB

.   ∫0

π /2 x

cosx+sinx dx

sol : 

 I =∫0

π /2 x

cosx+sinx dx  

 I =∫0

π /2   (π 

2− x)

cos  (

π 

2− x)+ sin  (

π 

2− x)

dx  

 I =∫0

π /2   (π 

2− x)

sinx+cosx dx  

¿∫0

π /2π 

2

cosx+sinx

 dx−∫0

π /2 x

cosx+sinx

 dx

 

 I + I =π 

2∫0

π  /21

cosx+sinx dx  

2 I =π 

2∫0

π /21

cosx+sinx dx  

 Multiply∧divide By

√ a2+b

2∈ !

[   1√ 2 ]  

2 I =  π 

2√ 2∫0

π /21

cosx.  1

√ 2+sinx .

  1

√ 2

dx 

2 I =  π 

2√ 2∫0

π /21

cosx.cos  (π 

4

)+sinx. sin(π 

4

)dx

2 I =  π 

2√ 2∫0

π /21

cos  ( x−π 

4) .

dx 

2 I =   π 2√ 2∫0

π 

sec ( x−π 4 ). dx  

2 I =  π 

2√ 2log|sec( x−π 

4 )+ tan ( x−π 

4 )|  

2 I =  π 

2√ 2log|sec( π 

2−

π 

4 )+tan (π 

2−

π 

4)|

−π 

2√ 2log|sec(0−

π 4 )+ tan (0− π 

4)|  

2 I =  π 

2√ 2[log|√ 2+1|− log|√ 2−1|]  

2 I =  π 

2√ 2log|√ 2+1√ 2−1|  

2 I =   π 2√ 2

log|(√ 2+1)(√ 2+1)

(√ 2−1)(√ 2+1)|  

2 I =  π 

2√ 2log

(√ 2+1)2

√ 22−1

2  

2 I =  2π 

2√ 2log

 (√ 2+1)2−1  

 I =   π 2√ 2

log(√ 2+1)  

6.   ∫0

π /2sin

2 x

cosx+sinx dx

sol :  

Aims tutorial | 9000 68 76 00

=a

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8/20/2019 Difinite Intgrals Laq Iib 2015-2016

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    A i   m  s

  MATHEMATICS-IIB

 I =∫0

π /2sin

2 x

cosx+sinx dx …(1)  

 I =∫0

π /2   sin2(

π 

2− x )

cos  (π 

2− x)+ sin  (

 π 

2− x)

dx  

 I =∫0

π /2cos

2 x

sinx+cosx dx  … (2)

   "ddin#(1)∧(2)

¿∫0

π /2sin

2 x

cosx+sinx dx+∫

0

π /2cos

2 x

cosx+sinx dx

 

 I + I =∫0

π /2sin

2 x+cos

2 x

cosx+sinx  dx  

2 I =∫0

π /21

cosx+sinx dx  

Let t= tan ( x2 )$   dx =

2dt 

1+t 2 $

  cos x=1−t 

2

1+t 2   sinx =

2t 

1+t 2

2 I =∫0

11

(1−t 

2

1+t 2

)+(  2 t 

1+t 2 )

( 2dt 

1+t 2)

 

2 I =∫0

11

1−t 2+2 t 

1+t 2

( 2dt 

1+ t 2)

 

2 I =2∫0

11

−(t 2−2t −1) dt   

 I =∫0

11

−[t 2−2 t +(1 )2−(1)2−1 ] dt   

 I =∫0

11

−[(t −1)2−(√ 2)2 ]

 dt  

 I =∫0

11

[(√ 2)

2−(t −1)2

]

dt  

2 I =  1

2 (√ 2 ) [ log|√ 2−t +1

√ 2+ t −1|]  

 I =  1

2√ 2 [log|√ 2√ 2|−log|√ 2+1√ 2−1|]  

 I =  π 

2√ 2log|(√ 2+1)(√ 2+1)

(√ 2−1)(√ 2+1)|  

 I =  π 

2√ 2log

(√ 2+1)2

√ 22−1

2  

 I = 2 π 

2√ 2log

 (√ 2+1)2−1  

 I =  1

√ 2log(√ 2+1)  

7.   ∫3

7

√7− x

 x−3dx .

Sol :

let x=3cos2

θ+7sin2

θ  dx=8 sinθcosθ.dθ  

Aims tutorial | 9000 68 76 00

=a

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    A i   m  s

  MATHEMATICS-IIB

 L. L : x=3⇨θ=0  

U .L : x=7⇨   θ=π 

2

7− x=7−3cos2θ−7sin

2θ  

¿7(1−sin2θ)−3cos

2θ  

¿7(cos2θ)−3cos

2θ  

¿4 cos2θ  

 x−3=3cos2θ+7sin2

θ−3  

¿7sin2θ−3(1−cos

2θ)

¿7sin2θ−3(sin2

θ)

  ¿4 sin2θ  

∫3

7

√7− x

 x−3dx  

¿∫0

π /2

√ 4cos

4sin2θ8sinθcosθdθ  

¿8∫0

π /2

cos2θdθ  

¿8.( 12 ) π 

2=2π   

8.   ∫0

π 

 x .sin7 x cos

6 xdx

Sol :  

 I =∫0

π 

 x . sin7 xcos

6 x dx  

 I =∫0

π 

(π − x)sin7(π − x )cos6(π − x )dx  

 I =∫0

π 

(π − x)sin7 x cos

6 x dx  

 I =∫0

π 

π sin7 x cos

6 x dx  -

∫0

π 

 x sin7 x cos

6 x dx  

 I =∫0

π 

π sin7 x cos

6 x dx   − I   

 I + I =π ∫0

π 

sin7 xcos

6 x dx  

2 I =2π ∫0

π /2

sin7 xcos

6 x dx  

 I =π ∫0

π /2

sin7 x cos

6 x dx  

cosn x sin

% x dx=¿

∫0

π /2

¿  

( n−1 ) (n−3 ) (n−5 ) … (%−1 ) (%−3 ) …( %+n ) (%+n−2 ) ( %+n−4 ) …

 I =π   6.4.2.5.3.1

13.11.9.7.5.3.1  

 I =π    6.4.213.11.9.7  

Aims tutorial | 9000 68 76 00

π /2

cos

n

 x dx=

n−1

n   .

n−3

n−2 .

 n−5

n−4 …

 π 

2

f  ( x ) dx=¿

a

f  (a− x )dx

=a

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8/20/2019 Difinite Intgrals Laq Iib 2015-2016

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    A i   m  s

  MATHEMATICS-IIB

 I = 16 π 

3003  

Aims tutorial | 9000 68 76 00