int(xe^-xdx)/(x-1)^2=?
RUETউচ্চতর গণিত প্রথম পত্রযোগজীকরণযোগজ নির্ণয়ের সূত্র ও ধর্ম (Topic Practice)RUET - ⚡ অনলাইন প্রশ্নব্যাংক দেখুন 💥
সঠিক উত্তরঃ
A.
-e^-x/(x-1)+C
Explanation:

Another Explanation (5):
সমাধান:
প্রশ্নটি হলো: \(\int \frac{xe^{-x}}{(x-1)^2} dx = ?\)
আমরা এই সমাকলনটি অংশতঃ সমাকলনের মাধ্যমে সমাধান করতে পারি।
ধরি, \(u = xe^{-x}\) এবং \(dv = \frac{1}{(x-1)^2} dx\)
তাহলে, \(du = (e^{-x} - xe^{-x}) dx = e^{-x}(1-x) dx\) এবং \(v = \int \frac{1}{(x-1)^2} dx = -\frac{1}{x-1}\)
এখন, অংশতঃ সমাকলনের সূত্র ব্যবহার করে:
\(\int u dv = uv - \int v du\)
\(\int \frac{xe^{-x}}{(x-1)^2} dx = xe^{-x} \left(-\frac{1}{x-1}\right) - \int \left(-\frac{1}{x-1}\right) e^{-x}(1-x) dx\)
\(= -\frac{xe^{-x}}{x-1} + \int e^{-x} dx\)
\(= -\frac{xe^{-x}}{x-1} - e^{-x} + C\)
\(= -\frac{xe^{-x}}{x-1} - \frac{e^{-x}(x-1)}{x-1} + C\)
\(= \frac{-xe^{-x} - xe^{-x} + e^{-x}}{x-1} + C\)
\(= \frac{e^{-x}(-x-x+1)}{x-1} + C\)
\(= \frac{e^{-x}(1-2x)}{x-1} + C\)
যদি উত্তরটি \(-\frac{e^{-x}}{x-1} + C\) হয়, তবে অন্যভাবে করতে হবে।
আবার ধরা যাক,
\(u = e^{-x}, dv = \frac{x}{(x-1)^2}dx\)
তাহলে, \(du = -e^{-x}dx\)
এখন, \(\frac{x}{(x-1)^2} = \frac{x-1+1}{(x-1)^2} = \frac{1}{x-1} + \frac{1}{(x-1)^2}\)
সুতরাং, \(v = \int \left(\frac{1}{x-1} + \frac{1}{(x-1)^2}\right) dx = \ln|x-1| - \frac{1}{x-1}\)
এখন, \(\int \frac{xe^{-x}}{(x-1)^2} dx = e^{-x}\left(\ln|x-1| - \frac{1}{x-1}\right) - \int \left(\ln|x-1| - \frac{1}{x-1}\right) (-e^{-x}) dx\)
এই পদ্ধতিতে উত্তর মেলানো কঠিন।
অন্য একটি বিকল্প চেষ্টা করি:
আমরা লিখতে পারি, \(\frac{x}{(x-1)^2} = \frac{x-1+1}{(x-1)^2} = \frac{1}{x-1} + \frac{1}{(x-1)^2}\)
তাহলে, \(\int \frac{xe^{-x}}{(x-1)^2} dx = \int e^{-x} \left(\frac{1}{x-1} + \frac{1}{(x-1)^2}\right) dx\)
এখন, আমরা যদি \(u = \frac{1}{x-1}\) ধরি, তাহলে \(du = -\frac{1}{(x-1)^2} dx\)
তাহলে, \(\int \frac{e^{-x}}{x-1} dx + \int \frac{e^{-x}}{(x-1)^2} dx\)
প্রথম অংশটি অপরিবর্তিত রেখে দ্বিতীয় অংশে আংশিক সমাকলন করি।
দ্বিতীয় অংশের জন্য, ধরি \(u = e^{-x}\), \(dv = \frac{1}{(x-1)^2} dx\)
তাহলে, \(du = -e^{-x} dx\), \(v = -\frac{1}{x-1}\)
সুতরাং, \(\int \frac{e^{-x}}{(x-1)^2} dx = -\frac{e^{-x}}{x-1} - \int -\frac{1}{x-1} (-e^{-x}) dx = -\frac{e^{-x}}{x-1} - \int \frac{e^{-x}}{x-1} dx\)
তাহলে, \(\int \frac{xe^{-x}}{(x-1)^2} dx = \int \frac{e^{-x}}{x-1} dx + \int \frac{e^{-x}}{(x-1)^2} dx = \int \frac{e^{-x}}{x-1} dx - \frac{e^{-x}}{x-1} - \int \frac{e^{-x}}{x-1} dx = -\frac{e^{-x}}{x-1} + C\)
সুতরাং, \(\int \frac{xe^{-x}}{(x-1)^2} dx = -\frac{e^{-x}}{x-1} + C\) 🎉🎉🎉