2tan2x + sec2x = 3+tanx হলে,
0≤x≤π/2
উচ্চতর গণিত দ্বিতীয় পত্রবিপরীত ত্রিকোণমিতিক ফাংশন ও ত্রিকোনমিতিক সমীকরনত্রিকোণোমিতিক ফাংশনের সাধারণ সমাধান (Topic Practice)
সঠিক উত্তরঃ
B.
π/4
Another Explanation (5): প্রশ্ন: \( 2 \tan^{2} x + \sec^{2} x = 3 + \tan x \) হলে, \( 0 \leq x \leq \frac{\pi}{2} \) এর মধ্যে সমাধান করো।
সমাধান:
প্রথমে, প্রদত্ত সমীকরণটি লিখি:
\[
2 \tan^{2} x + \sec^{2} x = 3 + \tan x
\]
এবং, জানি যে:
\[
\sec^{2} x = 1 + \tan^{2} x
\]
সুতরাং, সমীকরণে \(\sec^{2} x\) এর বদলে \(1 + \tan^{2} x\) বসাই:
\[
2 \tan^{2} x + 1 + \tan^{2} x = 3 + \tan x
\]
অর্থাৎ,
\[
(2 \tan^{2} x + \tan^{2} x) + 1 = 3 + \tan x
\]
অথবা,
\[
3 \tan^{2} x + 1 = 3 + \tan x
\]
এখন, সবগুলো পদের জন্য একটি সমীকরণ তৈরি করি:
\[
3 \tan^{2} x - \tan x + (1 - 3) = 0
\]
\[
3 \tan^{2} x - \tan x - 2 = 0
\]
এখন, ধরি \( t = \tan x \):
\[
3 t^{2} - t - 2 = 0
\]
এটি একটি দ্বৈতরৈখিক সমীকরণ। সমাধান করি:
\[
t = \frac{-(-1) \pm \sqrt{(-1)^2 - 4 \times 3 \times (-2)}}{2 \times 3}
\]
\[
t = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 24}}{6}
\]
\[
t = \frac{1 \pm \sqrt{25}}{6}
\]
\[
t = \frac{1 \pm 5}{6}
\]
অর্থাৎ,
\[
t = \frac{1 + 5}{6} = \frac{6}{6} = 1
\]
অথবা,
\[
t = \frac{1 - 5}{6} = \frac{-4}{6} = -\frac{2}{3}
\]
এখন, \( t = \tan x \), তাই:
\[
\tan x = 1 \quad \text{or} \quad \tan x = -\frac{2}{3}
\]
প্রদানকৃত সীমা হলো \( 0 \leq x \leq \frac{\pi}{2} \)।
অবশ্য, এই সীমার মধ্যে \(\tan x\) এর মান ধনাত্মক বা শূন্য হতে পারে।
- যখন \(\tan x = 1\), তখন:
\[
x = \frac{\pi}{4}
\]
(কারণ, \(\tan \frac{\pi}{4} = 1\))।
- যখন \(\tan x = -\frac{2}{3}\), তখন:
এটি এই সীমার মধ্যে নয় কারণ \(\tan x\) এর মান এই সীমায় নেগেটিভ নয় (যেহেতু \(x\) এর মান \(0 \leq x \leq \frac{\pi}{2}\) মধ্যে, যেখানে \(\tan x \geq 0\))।
অতএব, একমাত্র সমাধান হলো:
\[
x = \frac{\pi}{4}
\]
উপসংহার:
\[
\boxed{
x = \frac{\pi}{4}
}
\]