int_0^1 x/(1+x^4) dx = ?
BruRUnit-Eউচ্চতর গণিত প্রথম পত্রযোগজীকরণF'(x)/F(x) সংক্রান্ত (Topic Practice)BruR - ⚡ অনলাইন প্রশ্নব্যাংক দেখুন 💥
সঠিক উত্তরঃ
D.
π/8
Another Explanation (5): প্রশ্ন: \(\int_0^1 \frac{x}{1 + x^4} \, dx = ?\)
উত্তর: \(\frac{\pi}{8}\)
সমাধান:
প্রথমে, সমাধানটি সহজ করার জন্য সাবস্টিটিউশন বা বিকল্প উপায় অনুসরণ করি। দেখা যায় যে, ডিফারেন্সিয়াল রুল বা ট্রিক ব্যবহার করে সমস্যাটির সমাধান করা যাবে।
ধরি: \(I = \int_0^1 \frac{x}{1 + x^4} \, dx\)
নিচের ধাপসমূহ অনুসরণ করি:
ধাপ 1: যোগফল \(I\) এর জন্য একটি বিকল্প যোগ করি:
প্রথমে, \(x\) এর পরিবর্তে \(t\) রাখি, এবং একটি নতুন এক্সপ্রেশন তৈরি করি। কিন্তু এই ক্ষেত্রে, বিকল্প আসলে রূপান্তর বা রূপান্তরীয় ট্রিক ব্যবহার করা যেতে পারে।
ধাপ 2: বিকল্পভাবে, আমরা মনে করি যে, এই রকম ইন্টিগ্রাল সাধারণত \(\arctan\) এর সঙ্গে সম্পর্কিত।
আসুন, \(x^2 = t\) ধরি:
\(x = \sqrt{t}\)
তাহলে, \(dx = \frac{1}{2 \sqrt{t}} dt\)
সুতরাং, ইন্টিগ্রালটি রূপান্তর হবে:
\[
I = \int_{t=0}^{1} \frac{\sqrt{t}}{1 + t^2} \cdot \frac{1}{2 \sqrt{t}} dt = \frac{1}{2} \int_0^1 \frac{1}{1 + t^2} dt
\]
অর্থাৎ,
\[
I = \frac{1}{2} \int_0^1 \frac{1}{1 + t^2} dt
\]
এখন, এটি সুপরিচিত ইন্টিগ্রাল,
\[
\int \frac{1}{1 + t^2} dt = \arctan t + C
\]
সুতরাং,
\[
I = \frac{1}{2} [\arctan t]_0^1 = \frac{1}{2} (\arctan 1 - \arctan 0) = \frac{1}{2} \left( \frac{\pi}{4} - 0 \right) = \frac{\pi}{8}
\]
অতএব,
\[
\boxed{\int_0^1 \frac{x}{1 + x^4} dx = \frac{\pi}{8}}
\]