I=int_0^(π/4) (Sin2theta)/(Sin^4theta+Cos^4theta) d theta=?
KUETউচ্চতর গণিত প্রথম পত্রযোগজীকরণsine ও cosine এর সংমিশ্রণ সংক্রান্ত (Topic Practice)KUET - ⚡ অনলাইন প্রশ্নব্যাংক দেখুন 💥
সঠিক উত্তরঃ
B.
π/4
Explanation:

Another Explanation (5):
আমরা \(I\) এর মান নির্ণয় করব:
\[
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{\sin 2\theta}{\sin^4 \theta + \cos^4 \theta} d\theta
\]
প্রথমে হরটিকে সরল করা যাক:
\[
\begin{aligned}
\sin^4 \theta + \cos^4 \theta &= (\sin^2 \theta + \cos^2 \theta)^2 - 2\sin^2 \theta \cos^2 \theta \\
&= 1 - 2\sin^2 \theta \cos^2 \theta \\
&= 1 - \frac{1}{2} (2 \sin \theta \cos \theta)^2 \\
&= 1 - \frac{1}{2} \sin^2 2\theta
\end{aligned}
\]
তাহলে,
\[
I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{\sin 2\theta}{1 - \frac{1}{2} \sin^2 2\theta} d\theta
\]
এখন, ধরি \(u = \cos 2\theta\), তাহলে \(-du = 2\sin 2\theta d\theta\), অর্থাৎ \(\sin 2\theta d\theta = -\frac{1}{2} du\).
সীমা পরিবর্তন করি:
যখন \(\theta = 0\), \(u = \cos 0 = 1\).
যখন \(\theta = \frac{\pi}{4}\), \(u = \cos \frac{\pi}{2} = 0\).
সুতরাং,
\[
\begin{aligned}
I &= \int_{1}^{0} \frac{-\frac{1}{2} du}{1 - \frac{1}{2}(1 - u^2)} \\
&= -\frac{1}{2} \int_{1}^{0} \frac{du}{1 - \frac{1}{2} + \frac{1}{2}u^2} \\
&= -\frac{1}{2} \int_{1}^{0} \frac{du}{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}u^2} \\
&= -\int_{1}^{0} \frac{du}{1 + u^2} \\
&= -[\tan^{-1} u]_{1}^{0} \\
&= -(\tan^{-1} 0 - \tan^{-1} 1) \\
&= -(0 - \frac{\pi}{4}) \\
&= \frac{\pi}{4}
\end{aligned}
\]
অতএব,
\[
I = \frac{\pi}{4}
\]
✅