\( y = \tan^{-1} \left( \frac{2x}{1 - x^2} \right) \) হলে \( \frac{dy}{dx} \) এর মান কোনটি?
প্রদত্ত সমীকরণটি হল:
\[ y = \tan^{-1} \left( \frac{2x}{1 - x^2} \right) \]
আমরা জানি যে, যদি:
\[ y = \tan^{-1}(u) \]
তাহলে:\[ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{1 + u^2} \cdot \frac{du}{dx} \]
এখানে, \( u = \frac{2x}{1 - x^2} \)।
প্রথমে, \( \frac{du}{dx} \) নির্ণয় করি:
\[ u = \frac{2x}{1 - x^2} \]
এটি একটি রাশির আকারে, তাই কোটিয়েন্ট নিয়ম প্রয়োগ করব।
\[ \frac{du}{dx} = \frac{(2)(1 - x^2) - (2x)(-2x)}{(1 - x^2)^2} \]
সরলীকরণ করলে:
\[ \frac{du}{dx} = \frac{2(1 - x^2) + 4x^2}{(1 - x^2)^2} \]
\[ \frac{du}{dx} = \frac{2 - 2x^2 + 4x^2}{(1 - x^2)^2} \]
\[ \frac{du}{dx} = \frac{2 + 2x^2}{(1 - x^2)^2} \]
এখন, \( \frac{dy}{dx} \) নির্ণয় করি:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{1 + u^2} \cdot \frac{du}{dx} \]
প্রথমে, \( 1 + u^2 \) হিসাব করি:
\[ 1 + u^2 = 1 + \left( \frac{2x}{1 - x^2} \right)^2 \]
\[ = 1 + \frac{4x^2}{(1 - x^2)^2} \]
\[ = \frac{(1 - x^2)^2 + 4x^2}{(1 - x^2)^2} \]
সরলীকরণ numerator: \((1 - x^2)^2 + 4x^2\):
\[ (1 - x^2)^2 + 4x^2 = (1 - 2x^2 + x^4) + 4x^2 = 1 - 2x^2 + x^4 + 4x^2 = 1 + 2x^2 + x^4 \]
অর্থাৎ:
\[ 1 + u^2 = \frac{1 + 2x^2 + x^4}{(1 - x^2)^2} \]
অতঃপর:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{1}{\frac{1 + 2x^2 + x^4}{(1 - x^2)^2}} \times \frac{2 + 2x^2}{(1 - x^2)^2} \]
এখানে, প্রথম অংশের উল্টো করে গুণ করলে:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{(1 - x^2)^2}{1 + 2x^2 + x^4} \times \frac{2 + 2x^2}{(1 - x^2)^2} \]
দুটি \((1 - x^2)^2\) উপাদান পরস্পর কেটে গেলে:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{2 + 2x^2}{1 + 2x^2 + x^4} \]
নির্বাচনীয়ভাবে, numerator ও denominator কে সাধারণ গুণফল দ্বারা গুণ করলে:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{2(1 + x^2)}{(1 + x^2)^2} \]
অতএব:
\[ \frac{dy}{dx} = \frac{2}{1 + x^2} \]
অতএব, উত্তর হল:
\[ \boxed{\frac{dy}{dx} = \frac{2}{1 + x^2}} \]