Gujarati

Area bounded by region of single curve Questions in Gujarati

Class 12 Mathematics · Application of Integration · Area bounded by region of single curve

374+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 374 questions in Gujarati

101
DifficultMCQ
વક્ર $y = \ln(x)$ અને રેખાઓ $y = 0$,$y = \ln(3)$ અને $x = 0$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ કેટલું થાય?
A
$3$
B
$3\ln(3) - 2$
C
$3\ln(3) + 2$
D
$2$

Solution

(D) વક્ર $y = \ln(x)$ અને રેખાઓ $y = 0$,$y = \ln(3)$ અને $x = 0$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધવા માટે,$y$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરવું વધુ સરળ છે.
આપેલ છે કે $y = \ln(x)$,તેથી $x = e^y$.
આ પ્રદેશ $y = 0$ ($x$-અક્ષ) અને $y = \ln(3)$ ની વચ્ચે છે,અને વક્ર $x = e^y$ એ $x = 0$ થી $x = 3$ સુધી વિસ્તરેલ છે.
ક્ષેત્રફળ $A$ એ $y = 0$ થી $y = \ln(3)$ સુધી $x$ નું $y$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન છે:
$A = \int_{0}^{\ln(3)} e^y \, dy$
સંકલનનું મૂલ્ય શોધતા:
$A = [e^y]_{0}^{\ln(3)}$
$A = e^{\ln(3)} - e^0$
$A = 3 - 1$
$A = 2$
આમ,ક્ષેત્રફળ $2$ છે.
Solution diagram
102
DifficultMCQ
પ્રથમ ચરણમાં પરવલય $y = 9x^2$ અને રેખાઓ $x = 0, y = 1$ તથા $y = 4$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ (ચોરસ એકમમાં) કેટલું થાય?
A
$7/9$
B
$14/3$
C
$7/3$
D
$14/9$

Solution

(D) આપેલ પરવલય $y = 9x^2$ છે,જેનો અર્થ થાય છે $x^2 = y/9$. પ્રથમ ચરણમાં હોવાથી,$x = \sqrt{y}/3$ મળે.
વક્ર $x = f(y)$,$y$-અક્ષ $(x = 0)$,અને રેખાઓ $y = 1$ તથા $y = 4$ દ્વારા આવૃત ક્ષેત્રફળ $A$ નીચે મુજબના સંકલન દ્વારા મળે છે:
$A = \int_{1}^{4} x \, dy = \int_{1}^{4} \frac{\sqrt{y}}{3} \, dy$
$A = \frac{1}{3} \int_{1}^{4} y^{1/2} \, dy$
ઘાતનો નિયમ $\int y^n \, dy = \frac{y^{n+1}}{n+1}$ વાપરતા:
$A = \frac{1}{3} \left[ \frac{y^{3/2}}{3/2} \right]_{1}^{4} = \frac{1}{3} \times \frac{2}{3} \left[ y^{3/2} \right]_{1}^{4}$
$A = \frac{2}{9} \left( 4^{3/2} - 1^{3/2} \right)$
$A = \frac{2}{9} (8 - 1) = \frac{2}{9} \times 7 = \frac{14}{9} \text{ ચોરસ એકમ.}$
103
DifficultMCQ
વક્ર $y = |\cos x - \sin x|$,$0 \leq x \leq \frac{\pi}{2}$ અને $x$-અક્ષની ઉપરના ભાગનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$2\sqrt{2}$
B
$2\sqrt{2} - 2$
C
$2\sqrt{2} + 2$
D
$0$

Solution

(B) વિધેય $y = |\cos x - \sin x|$ છે.
અંતરાલ $[0, \pi/4]$ માં,$\cos x \geq \sin x$,તેથી $y = \cos x - \sin x$.
અંતરાલ $[\pi/4, \pi/2]$ માં,$\sin x \geq \cos x$,તેથી $y = \sin x - \cos x$.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબ છે:
$A = \int_{0}^{\pi/4} (\cos x - \sin x) \, dx + \int_{\pi/4}^{\pi/2} (\sin x - \cos x) \, dx$
$A = [\sin x + \cos x]_{0}^{\pi/4} + [-\cos x - \sin x]_{\pi/4}^{\pi/2}$
$A = ((\sin(\pi/4) + \cos(\pi/4)) - (\sin(0) + \cos(0))) + ((-\cos(\pi/2) - \sin(\pi/2)) - (-\cos(\pi/4) - \sin(\pi/4)))$
$A = ((\frac{1}{\sqrt{2}} + \frac{1}{\sqrt{2}}) - (0 + 1)) + ((0 - 1) - (-\frac{1}{\sqrt{2}} - \frac{1}{\sqrt{2}}))$
$A = (\sqrt{2} - 1) + (-1 + \sqrt{2})$
$A = 2\sqrt{2} - 2$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
104
DifficultMCQ
જો એક સીધી રેખા $y - x = 2$ એ પ્રદેશ $x^2 + y^2 \le 4$ ને બે ભાગમાં વિભાજિત કરે,તો નાના ભાગના ક્ષેત્રફળ અને મોટા ભાગના ક્ષેત્રફળનો ગુણોત્તર શોધો.
A
$3\pi - 8 : \pi + 8$
B
$\pi - 3 : 3\pi + 3$
C
$3\pi - 4 : \pi + 4$
D
$\pi - 2 : 3\pi + 2$

Solution

(D) આપેલ પ્રદેશ એ $x^2 + y^2 = 4$ વર્તુળ છે જેની ત્રિજ્યા $r = 2$ અને કેન્દ્ર $(0, 0)$ છે. રેખા $y = x + 2$ એ $(-2, 0)$ અને $(0, 2)$ માંથી પસાર થાય છે.
ધારો કે $I$ એ નાનો ભાગ છે અને $II$ એ વર્તુળનો મોટો ભાગ છે.
નાના ભાગ $I$ નું ક્ષેત્રફળ સંકલન દ્વારા નીચે મુજબ મળે છે:
$I$ નું ક્ષેત્રફળ $= \int_{-2}^{0} [\sqrt{4 - x^2} - (x + 2)] dx$
$= [\frac{x}{2} \sqrt{4 - x^2} + \frac{4}{2} \sin^{-1}(\frac{x}{2})]_{-2}^{0} - [\frac{x^2}{2} + 2x]_{-2}^{0}$
$= [0 + 2 \sin^{-1}(0)] - [(-1) \sqrt{0} + 2 \sin^{-1}(-1)] - [0 - (\frac{4}{2} - 4)]$
$= [0 - 2(-\frac{\pi}{2})] - [0 - (-2)]$
$= \pi - 2$
હવે,મોટા ભાગ $II$ નું ક્ષેત્રફળ:
$II$ નું ક્ષેત્રફળ $= \text{વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ} - I$ નું ક્ષેત્રફળ
$= 4\pi - (\pi - 2) = 3\pi + 2$
તેથી,જરૂરી ગુણોત્તર:
$\frac{I \text{ નું ક્ષેત્રફળ}}{II \text{ નું ક્ષેત્રફળ}} = \frac{\pi - 2}{3\pi + 2}$
Solution diagram
105
DifficultMCQ
વક્ર $y = x^3$ અને રેખાઓ $y = 8$ તથા $x = 0$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ કેટલું છે?
A
$8$
B
$12$
C
$10$
D
$16$

Solution

(B) આ પ્રદેશ વક્ર $y = x^3$,રેખા $y = 8$ અને $y$-અક્ષ $(x = 0)$ દ્વારા ઘેરાયેલો છે.
$y$-અક્ષની સાપેક્ષમાં ક્ષેત્રફળ શોધવા માટે,આપણે $x$ ને $y$ ના સ્વરૂપમાં દર્શાવીએ: $x = y^{1/3}$.
$y$ માટેની સીમાઓ $0$ થી $8$ છે.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ $= \int\limits_{0}^{8} x \, dy = \int\limits_{0}^{8} y^{1/3} \, dy$
$= \left[ \frac{y^{1/3 + 1}}{1/3 + 1} \right]_{0}^{8} = \left[ \frac{y^{4/3}}{4/3} \right]_{0}^{8} = \left[ \frac{3}{4} y^{4/3} \right]_{0}^{8}$
$= \frac{3}{4} (8^{4/3} - 0^{4/3}) = \frac{3}{4} ((2^3)^{4/3}) = \frac{3}{4} (2^4) = \frac{3}{4} \times 16 = 12 \text{ ચોરસ એકમ.}$
Solution diagram
106
DifficultMCQ
પ્રદેશ $A = \{ (x,y) : 0 \le y \le x|x| + 1, -1 \le x \le 1 \}$ નું ક્ષેત્રફળ ચોરસ એકમમાં કેટલું થાય?
A
$\frac{2}{3}$
B
$\frac{1}{3}$
C
$2$
D
$\frac{4}{3}$

Solution

(C) આપેલ પ્રદેશ $y = x|x| + 1$ અને $x$-અક્ષ દ્વારા $-1 \le x \le 1$ માટે ઘેરાયેલ છે.
આપણે $y$ ને નીચે મુજબ વ્યાખ્યાયિત કરી શકીએ:
$y = \begin{cases} -x^2 + 1, & \text{જો } -1 \le x < 0 \\ x^2 + 1, & \text{જો } 0 \le x \le 1 \end{cases}$
ક્ષેત્રફળ સંકલન દ્વારા મળે છે:
$\text{Area} = \int_{-1}^{0} (-x^2 + 1) dx + \int_{0}^{1} (x^2 + 1) dx$
પ્રથમ સંકલનનું મૂલ્ય:
$\int_{-1}^{0} (-x^2 + 1) dx = \left[ -\frac{x^3}{3} + x \right]_{-1}^{0} = 0 - (\frac{1}{3} - 1) = \frac{2}{3}$
બીજા સંકલનનું મૂલ્ય:
$\int_{0}^{1} (x^2 + 1) dx = \left[ \frac{x^3}{3} + x \right]_{0}^{1} = (\frac{1}{3} + 1) - 0 = \frac{4}{3}$
કુલ ક્ષેત્રફળ $= \frac{2}{3} + \frac{4}{3} = \frac{6}{3} = 2$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
107
DifficultMCQ
ધારો કે $S(\alpha) = \{(x,y) : y^2 \leq x, 0 \leq x \leq \alpha\}$ અને $A(\alpha)$ એ પ્રદેશ $S(\alpha)$ નું ક્ષેત્રફળ છે. જો કોઈ $\lambda, 0 < \lambda < 4$ માટે,$A(\lambda) : A(4) = 2 : 5$ હોય,તો $\lambda$ ની કિંમત શોધો.
A
$4\left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{1}{3}}$
B
$2\left(\frac{2}{5}\right)^{\frac{1}{3}}$
C
$4\left(\frac{4}{25}\right)^{\frac{1}{3}}$
D
$2\left(\frac{4}{25}\right)^{\frac{1}{3}}$

Solution

(C) પ્રદેશ $S(\alpha)$ એ પરવલય $y^2 = x$ અને શિરોલંબ રેખા $x = \alpha$ દ્વારા ઘેરાયેલ છે.
ક્ષેત્રફળ $A(\alpha)$ નીચે મુજબ મળે છે:
$A(\alpha) = \int_{0}^{\alpha} 2\sqrt{x} \, dx = 2 \left[ \frac{x^{3/2}}{3/2} \right]_{0}^{\alpha} = \frac{4}{3} \alpha^{3/2}$.
આપેલ ગુણોત્તર $A(\lambda) : A(4) = 2 : 5$ પરથી:
$\frac{\frac{4}{3} \lambda^{3/2}}{\frac{4}{3} 4^{3/2}} = \frac{2}{5}$
$\frac{\lambda^{3/2}}{8} = \frac{2}{5}$
$\lambda^{3/2} = \frac{16}{5}$
$\lambda = \left( \frac{16}{5} \right)^{2/3} = \left( \frac{16^2}{5^2} \right)^{1/3} = \left( \frac{256}{25} \right)^{1/3} = 4 \left( \frac{4}{25} \right)^{1/3}$.
આમ,$\lambda = 4\left(\frac{4}{25}\right)^{1/3}$.
Solution diagram
108
DifficultMCQ
પ્રથમ ચરણમાં વક્રો $y = 2^x$ અને $y = |x + 1|$ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ (ચોરસ એકમમાં) કેટલું છે?
A
$\frac{3}{2}$
B
$\log_e 2 + \frac{3}{2}$
C
$\frac{3}{2} - \frac{1}{\log_e 2}$
D
$\frac{1}{2}$

Solution

(C) આ પ્રદેશ $y = 2^x$ અને $y = x + 1$ (કારણ કે પ્રથમ ચરણમાં $x \ge 0$ હોવાથી,$|x + 1| = x + 1$) દ્વારા $x = 0$ થી $x = 1$ સુધી ઘેરાયેલો છે.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ સંકલન દ્વારા મળે છે:
$A = \int_{0}^{1} ((x + 1) - 2^x) dx$
સંકલનનું મૂલ્ય શોધતા:
$A = \left[ \frac{x^2}{2} + x - \frac{2^x}{\ln 2} \right]_{0}^{1}$
સીમાઓ મૂકતા:
$A = \left( \frac{1^2}{2} + 1 - \frac{2^1}{\ln 2} \right) - \left( \frac{0^2}{2} + 0 - \frac{2^0}{\ln 2} \right)$
$A = \left( \frac{1}{2} + 1 - \frac{2}{\ln 2} \right) - \left( 0 + 0 - \frac{1}{\ln 2} \right)$
$A = \frac{3}{2} - \frac{2}{\ln 2} + \frac{1}{\ln 2}$
$A = \frac{3}{2} - \frac{1}{\ln 2}$
Solution diagram
109
DifficultMCQ
વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=a^{2}$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\pi a^{2}$
B
$2\pi a^{2}$
C
$\frac{1}{2}\pi a^{2}$
D
$4\pi a^{2}$

Solution

(A) વર્તુળનું આપેલ સમીકરણ $x^{2}+y^{2}=a^{2}$ છે.
વર્તુળ $x$-અક્ષ અને $y$-અક્ષ બંનેની સાપેક્ષમાં સંમિત હોવાથી,કુલ ક્ષેત્રફળ એ પ્રથમ ચરણમાં આવેલા પ્રદેશ $AOBA$ ના ક્ષેત્રફળ કરતાં $4$ ગણું થશે.
ક્ષેત્રફળ $= 4 \int_{0}^{a} y \, dx$
$x^{2}+y^{2}=a^{2}$ હોવાથી,પ્રથમ ચરણમાં $y = \sqrt{a^{2}-x^{2}}$ મળે.
ક્ષેત્રફળ $= 4 \int_{0}^{a} \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx$
પ્રમાણિત સંકલન સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx = \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{a}\right)$ નો ઉપયોગ કરતા:
ક્ષેત્રફળ $= 4 \left[ \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{a}\right) \right]_{0}^{a}$
$= 4 \left[ \left( \frac{a}{2} \sqrt{a^{2}-a^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(1) \right) - (0 + 0) \right]$
$= 4 \left[ 0 + \frac{a^{2}}{2} \left(\frac{\pi}{2}\right) \right]$
$= 4 \left( \frac{\pi a^{2}}{4} \right) = \pi a^{2}$
આમ,વર્તુળ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ $\pi a^{2}$ ચોરસ એકમ છે.
Solution diagram
110
DifficultMCQ
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\pi a b$
B
$\frac{1}{2} \pi a b$
C
$\frac{1}{4} \pi a b$
D
$2 \pi a b$

Solution

(A) આકૃતિ પરથી,ઉપવલય દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશ $ABA'B'A$ નું ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબ છે:
ક્ષેત્રફળ $= 4 \times (\text{પ્રથમ ચરણમાં વક્ર, } x\text{-અક્ષ અને } x = 0, x = a \text{ રેખાઓ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશ } AOBA \text{ નું ક્ષેત્રફળ})$
(કારણ કે ઉપવલય $x$-અક્ષ અને $y$-અક્ષ બંનેની સાપેક્ષમાં સંમિત છે)
ક્ષેત્રફળ $= 4 \int_{0}^{a} y \, dx$ (ઉભી પટ્ટીઓ લેતા)
હવે,$\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ પરથી $y = \pm \frac{b}{a} \sqrt{a^{2}-x^{2}}$ મળે છે. પ્રદેશ $AOBA$ પ્રથમ ચરણમાં હોવાથી,$y$ ધન લેવામાં આવે છે.
તેથી,જરૂરી ક્ષેત્રફળ:
ક્ષેત્રફળ $= 4 \int_{0}^{a} \frac{b}{a} \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx$
$= \frac{4b}{a} \left[ \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left( \frac{x}{a} \right) \right]_{0}^{a}$
$= \frac{4b}{a} \left[ \left( \frac{a}{2} \times 0 + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(1) \right) - (0 + 0) \right]$
$= \frac{4b}{a} \left( \frac{a^{2}}{2} \times \frac{\pi}{2} \right) = \pi ab$.
Solution diagram
111
MediumMCQ
વક્ર $y=x^{2}$ અને રેખા $y=4$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો. ($/3$ માં)
A
$32$
B
$16$
C
$8$
D
$64$

Solution

(A) આપેલ વક્ર $y=x^{2}$ છે,જે $y$-અક્ષની સાપેક્ષ સંમિત પરવલય છે અને તેનું શિરોબિંદુ ઉગમબિંદુ $(0,0)$ પર છે.
આ પ્રદેશ વક્ર $y=x^{2}$ અને રેખા $y=4$ દ્વારા આવૃત છે. વક્ર અને રેખાના છેદબિંદુઓ મેળવવા માટે $y=4$ ને $y=x^{2}$ માં મૂકતા,આપણને $x^{2}=4$ મળે છે,તેથી $x=\pm 2$.
પરવલય $y$-અક્ષની સાપેક્ષ સંમિત હોવાથી,કુલ ક્ષેત્રફળ $A$ એ પ્રથમ ચરણમાં વક્ર,$y$-અક્ષ અને રેખા $y=4$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશના ક્ષેત્રફળ કરતા બમણું થશે.
$dy$ પહોળાઈ અને $x = \sqrt{y}$ લંબાઈની આડી પટ્ટીઓનો ઉપયોગ કરીને,ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબ મળે છે:
$A = 2 \int_{0}^{4} x \, dy = 2 \int_{0}^{4} \sqrt{y} \, dy$
સંકલનનું મૂલ્ય શોધતા:
$A = 2 \left[ \frac{y^{3/2}}{3/2} \right]_{0}^{4} = 2 \times \frac{2}{3} \left[ y^{3/2} \right]_{0}^{4}$
$A = \frac{4}{3} \left( 4^{3/2} - 0^{3/2} \right) = \frac{4}{3} \times 8 = \frac{32}{3}$
આમ,પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ $\frac{32}{3}$ ચોરસ એકમ છે.
Solution diagram
112
DifficultMCQ
$x-$ અક્ષ,રેખા $y=x,$ અને વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=32$ દ્વારા પ્રથમ ચરણમાં ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો. ($\pi$ માં)
A
$4$
B
$8$
C
$2$
D
$16$

Solution

(A) આપેલ સમીકરણો છે:
$y=x$ ........... $(1)$
$x^{2}+y^{2}=32$ ........... $(2)$
$(1)$ અને $(2)$ ને ઉકેલતા,આપણે $(2)$ માં $y=x$ મૂકતા $x^{2}+x^{2}=32$ મળે છે,જે $2x^{2}=32$ આપે છે,તેથી $x^{2}=16$. પ્રથમ ચરણમાં હોવાથી,$x=4$. આમ,રેખા અને વર્તુળ $B(4, 4)$ બિંદુએ મળે છે.
$x-$ અક્ષ પર લંબ $BM$ દોરો,જ્યાં $M$ એ $(4, 0)$ છે.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ $=$ પ્રદેશ $OBMO$ નું ક્ષેત્રફળ $+$ પ્રદેશ $BMAB$ નું ક્ષેત્રફળ.
પ્રદેશ $OBMO$ નું ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{4} y \, dx = \int_{0}^{4} x \, dx = \left[\frac{x^{2}}{2}\right]_{0}^{4} = \frac{16}{2} = 8$.
પ્રદેશ $BMAB$ નું ક્ષેત્રફળ $= \int_{4}^{4\sqrt{2}} y \, dx = \int_{4}^{4\sqrt{2}} \sqrt{(4\sqrt{2})^{2}-x^{2}} \, dx$.
સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx = \frac{x}{2}\sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2}\sin^{-1}\left(\frac{x}{a}\right)$ નો ઉપયોગ કરતા:
$= \left[\frac{x}{2}\sqrt{32-x^{2}} + \frac{32}{2}\sin^{-1}\left(\frac{x}{4\sqrt{2}}\right)\right]_{4}^{4\sqrt{2}}$
$= \left(0 + 16 \sin^{-1}(1)\right) - \left(\frac{4}{2}\sqrt{32-16} + 16 \sin^{-1}\left(\frac{4}{4\sqrt{2}}\right)\right)$
$= 16 \times \frac{\pi}{2} - \left(2 \times 4 + 16 \times \frac{\pi}{4}\right) = 8\pi - (8 + 4\pi) = 4\pi - 8$.
કુલ ક્ષેત્રફળ $= 8 + (4\pi - 8) = 4\pi$.
Solution diagram
113
MediumMCQ
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ અને યામ $x=0$ તથા $x=ae$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો,જ્યાં $b^{2}=a^{2}(1-e^{2})$ અને $e < 1$ છે.
A
$\frac{ab}{2}[e\sqrt{1-e^{2}}+\sin^{-1}e]$
B
$ab[e\sqrt{1-e^{2}}+\sin^{-1}e]$
C
$2ab[e\sqrt{1-e^{2}}+\sin^{-1}e]$
D
$\frac{ab}{2}[e\sqrt{1-e^{2}}-\sin^{-1}e]$

Solution

(B) ઉપવલય અને યામ $x=0$ તથા $x=ae$ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ $x$-અક્ષની સાપેક્ષ સંમિત છે.
ક્ષેત્રફળ $A = 2 \int_{0}^{ae} y \, dx$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ઉપવલયના સમીકરણ પરથી,$y = \frac{b}{a} \sqrt{a^{2}-x^{2}}$.
આને સંકલનમાં મૂકતા,આપણને $A = 2 \frac{b}{a} \int_{0}^{ae} \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx$ મળે છે.
પ્રમાણિત સંકલન $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx = \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(\frac{x}{a})$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણી પાસે છે:
$A = \frac{2b}{a} \left[ \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(\frac{x}{a}) \right]_{0}^{ae}$
$A = \frac{2b}{a} \left[ \frac{ae}{2} \sqrt{a^{2}-a^{2}e^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(\frac{ae}{a}) - (0 + 0) \right]$
$A = \frac{2b}{a} \left[ \frac{ae}{2} \cdot a\sqrt{1-e^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(e) \right]$
$A = \frac{2b}{a} \cdot \frac{a^{2}}{2} \left[ e\sqrt{1-e^{2}} + \sin^{-1}(e) \right]$
$A = ab[e\sqrt{1-e^{2}} + \sin^{-1}(e)]$.
Solution diagram
114
MediumMCQ
પ્રથમ ચરણમાં વક્ર $y^{2}=x$,રેખાઓ $x=1$,$x=4$ અને $x$-અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{14}{3}$ ચોરસ એકમ
B
$\frac{16}{3}$ ચોરસ એકમ
C
$\frac{10}{3}$ ચોરસ એકમ
D
$\frac{7}{3}$ ચોરસ એકમ

Solution

(A) પ્રથમ ચરણમાં વક્ર $y^{2}=x$,રેખાઓ $x=1$ અને $x=4$ તથા $x$-અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ $x=1$ થી $x=4$ સુધી $y$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરીને મેળવી શકાય છે.
કારણ કે $y^{2}=x$ અને આપણે પ્રથમ ચરણમાં છીએ,તેથી $y = \sqrt{x}$ લેતા.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{1}^{4} y \, dx = \int_{1}^{4} \sqrt{x} \, dx$
$= \left[ \frac{x^{\frac{3}{2}}}{\frac{3}{2}} \right]_1^4$
$= \frac{2}{3} \left[ x^{\frac{3}{2}} \right]_1^4$
$= \frac{2}{3} \left( 4^{\frac{3}{2}} - 1^{\frac{3}{2}} \right)$
$= \frac{2}{3} (8 - 1)$
$= \frac{2}{3} \times 7 = \frac{14}{3}$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
115
MediumMCQ
પ્રથમ ચરણમાં $y^{2}=9x$,$x=2$,$x=4$ અને $x$-અક્ષ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$16-4\sqrt{2}$
B
$16+4\sqrt{2}$
C
$8-2\sqrt{2}$
D
$8+2\sqrt{2}$

Solution

(A) વક્ર $y^{2}=9x$,રેખાઓ $x=2$ અને $x=4$,અને પ્રથમ ચરણમાં $x$-અક્ષ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબના સંકલન દ્વારા મળે છે:
ક્ષેત્રફળ $= \int_{2}^{4} y \, dx$
અહીં $y^{2}=9x$ હોવાથી અને આપણે પ્રથમ ચરણમાં હોવાથી,$y = \sqrt{9x} = 3\sqrt{x}$ લેતા.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{2}^{4} 3\sqrt{x} \, dx$
$= 3 \int_{2}^{4} x^{1/2} \, dx$
$= 3 \left[ \frac{x^{3/2}}{3/2} \right]_{2}^{4}$
$= 3 \times \frac{2}{3} \left[ x^{3/2} \right]_{2}^{4}$
$= 2 \left[ 4^{3/2} - 2^{3/2} \right]$
$= 2 \left[ 8 - 2\sqrt{2} \right]$
$= 16 - 4\sqrt{2} \text{ ચોરસ એકમ}$.
Solution diagram
116
MediumMCQ
પ્રથમ ચરણમાં $x^{2}=4y$,$y=2$,$y=4$ અને $y-$અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\left(\frac{32-8 \sqrt{2}}{3}\right)$
B
$\left(\frac{32-8 \sqrt{2}}{3}\right)$
C
$\left(\frac{32-8 \sqrt{2}}{3}\right)$
D
$\left(\frac{32-8 \sqrt{2}}{3}\right)$

Solution

(A) પ્રથમ ચરણમાં વક્ર $x^{2}=4y$,રેખાઓ $y=2$ અને $y=4$,અને $y$-અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ $y=2$ થી $y=4$ સુધી $x$ નું $y$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરીને મેળવી શકાય છે.
આપેલ છે કે $x^{2}=4y$,તેથી $x = \sqrt{4y} = 2\sqrt{y}$ (કારણ કે તે પ્રથમ ચરણમાં છે,$x > 0$).
ક્ષેત્રફળ $= \int_{2}^{4} x \, dy = \int_{2}^{4} 2\sqrt{y} \, dy$
$= 2 \int_{2}^{4} y^{1/2} \, dy$
$= 2 \left[ \frac{y^{3/2}}{3/2} \right]_{2}^{4} = 2 \times \frac{2}{3} \left[ y^{3/2} \right]_{2}^{4}$
$= \frac{4}{3} \left[ 4^{3/2} - 2^{3/2} \right]$
$= \frac{4}{3} \left[ 8 - 2\sqrt{2} \right]$
$= \left( \frac{32 - 8\sqrt{2}}{3} \right) \text{ ચોરસ એકમ}$
Solution diagram
117
MediumMCQ
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{9}=1$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો. ($\pi$ માં)
A
$12$
B
$16$
C
$9$
D
$4$

Solution

(A) ઉપવલયનું આપેલ સમીકરણ $\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{9}=1$ છે।
અહીં,$a^2 = 16 \implies a = 4$ અને $b^2 = 9 \implies b = 3$.
આ ઉપવલય $x-$અક્ષ અને $y-$અક્ષ બંનેની સાપેક્ષમાં સંમિત છે।
તેથી,ઉપવલય દ્વારા આવૃત કુલ ક્ષેત્રફળ $= 4 \times$ (પ્રથમ ચરણમાં આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ)।
પ્રથમ ચરણમાં ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{4} y \, dx$.
સમીકરણ પરથી,$y = 3 \sqrt{1 - \frac{x^2}{16}} = \frac{3}{4} \sqrt{16 - x^2}$.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{4} \frac{3}{4} \sqrt{16 - x^2} \, dx = \frac{3}{4} \left[ \frac{x}{2} \sqrt{16 - x^2} + \frac{16}{2} \sin^{-1} \left( \frac{x}{4} \right) \right]_{0}^{4}$.
$= \frac{3}{4} \left[ (0 + 8 \sin^{-1}(1)) - (0 + 8 \sin^{-1}(0)) \right] = \frac{3}{4} \left[ 8 \times \frac{\pi}{2} \right] = \frac{3}{4} [4 \pi] = 3 \pi$.
કુલ ક્ષેત્રફળ $= 4 \times 3 \pi = 12 \pi$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
118
MediumMCQ
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{9}=1$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો. ($\pi$ માં)
A
$6$
B
$4$
C
$3$
D
$9$

Solution

(A) આપેલ ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{9}=1$ છે.
આને $\frac{y^{2}}{9}=1-\frac{x^{2}}{4} \Rightarrow y^{2}=9\left(1-\frac{x^{2}}{4}\right) \Rightarrow y=3 \sqrt{1-\frac{x^{2}}{4}}$ તરીકે લખી શકાય (પ્રથમ ચરણ માટે ધન કિંમત લેતા).
ઉપવલય $x$-અક્ષ અને $y$-અક્ષ બંનેની સાપેક્ષમાં સંમિત હોવાથી,કુલ ક્ષેત્રફળ એ પ્રથમ ચરણના ક્ષેત્રફળ કરતા $4$ ગણું થશે.
ક્ષેત્રફળ $= 4 \int_{0}^{2} y \, dx = 4 \int_{0}^{2} 3 \sqrt{1-\frac{x^{2}}{4}} \, dx = 4 \times \frac{3}{2} \int_{0}^{2} \sqrt{4-x^{2}} \, dx = 6 \int_{0}^{2} \sqrt{2^{2}-x^{2}} \, dx$.
સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx = \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{a}\right)$ નો ઉપયોગ કરતા:
ક્ષેત્રફળ $= 6 \left[ \frac{x}{2} \sqrt{4-x^{2}} + \frac{4}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{2}\right) \right]_{0}^{2}$
$= 6 \left[ (0 + 2 \sin^{-1}(1)) - (0 + 2 \sin^{-1}(0)) \right] = 6 \left[ 2 \times \frac{\pi}{2} \right] = 6 \pi$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
119
DifficultMCQ
$x-$ અક્ષ,રેખા $x=\sqrt{3} y$ અને વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=4$ દ્વારા પ્રથમ ચરણમાં ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{\pi}{3}$
B
$\frac{\pi}{6}$
C
$\frac{\pi}{2}$
D
$\frac{2\pi}{3}$

Solution

(A) વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=4$,રેખા $x=\sqrt{3} y$ અને $x-$ અક્ષ દ્વારા પ્રથમ ચરણમાં ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ એ આકૃતિમાં દર્શાવેલ પ્રદેશ $OAB$ નું ક્ષેત્રફળ છે.
રેખા $x=\sqrt{3} y$ અને વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=4$ ના પ્રથમ ચરણમાં છેદબિંદુ શોધવા માટે $x=\sqrt{3} y$ ને વર્તુળના સમીકરણમાં મૂકતા:
$(\sqrt{3} y)^{2} + y^{2} = 4 \implies 3y^{2} + y^{2} = 4 \implies 4y^{2} = 4 \implies y = 1$.
આમ,$x = \sqrt{3}(1) = \sqrt{3}$. છેદબિંદુ $A(\sqrt{3}, 1)$ છે.
ક્ષેત્રફળ $OAB = \text{ક્ષેત્રફળ}(\triangle OCA) + \text{ક્ષેત્રફળ}(\text{પ્રદેશ } ACB)$.
$\triangle OCA$ નું ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} \times OC \times AC = \frac{1}{2} \times \sqrt{3} \times 1 = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
પ્રદેશ $ACB$ નું ક્ષેત્રફળ $= \int_{\sqrt{3}}^{2} y \, dx = \int_{\sqrt{3}}^{2} \sqrt{4-x^{2}} \, dx$.
સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx = \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(\frac{x}{a})$ નો ઉપયોગ કરતા:
$= \left[ \frac{x}{2} \sqrt{4-x^{2}} + \frac{4}{2} \sin^{-1}(\frac{x}{2}) \right]_{\sqrt{3}}^{2}$
$= \left( \frac{2}{2} \sqrt{4-4} + 2 \sin^{-1}(1) \right) - \left( \frac{\sqrt{3}}{2} \sqrt{4-3} + 2 \sin^{-1}(\frac{\sqrt{3}}{2}) \right)$
$= (0 + 2 \times \frac{\pi}{2}) - (\frac{\sqrt{3}}{2} \times 1 + 2 \times \frac{\pi}{3})$
$= \pi - \frac{\sqrt{3}}{2} - \frac{2\pi}{3} = \frac{\pi}{3} - \frac{\sqrt{3}}{2}$.
કુલ ક્ષેત્રફળ $OAB = \frac{\sqrt{3}}{2} + (\frac{\pi}{3} - \frac{\sqrt{3}}{2}) = \frac{\pi}{3}$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
120
DifficultMCQ
રેખા $x=\frac{a}{\sqrt{2}}$ દ્વારા કાપવામાં આવતા વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=a^{2}$ ના નાના ભાગનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{a^{2}}{2}\left(\frac{\pi}{2}-1\right)$
B
$\frac{a^{2}}{4}\left(\frac{\pi}{2}-1\right)$
C
$\frac{a^{2}}{2}\left(\frac{\pi}{4}-1\right)$
D
$\frac{a^{2}}{4}\left(\frac{\pi}{4}-1\right)$

Solution

(A) રેખા $x=\frac{a}{\sqrt{2}}$ દ્વારા કાપવામાં આવતા વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=a^{2}$ ના નાના ભાગનું ક્ષેત્રફળ એ પ્રથમ અને ચોથા ચરણમાં વર્તુળ અને રેખા દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ છે.
વર્તુળ $x$-અક્ષની સાપેક્ષમાં સંમિત હોવાથી,કુલ ક્ષેત્રફળ એ પ્રથમ ચરણમાં રહેલા પ્રદેશના ક્ષેત્રફળ કરતા બમણું થશે.
ક્ષેત્રફળ $= 2 \int_{\frac{a}{\sqrt{2}}}^{a} y \, dx = 2 \int_{\frac{a}{\sqrt{2}}}^{a} \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx$
સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx = \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{a}\right)$ નો ઉપયોગ કરતા:
ક્ષેત્રફળ $= 2 \left[ \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{a}\right) \right]_{\frac{a}{\sqrt{2}}}^{a}$
$= 2 \left[ \left( 0 + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1}(1) \right) - \left( \frac{a}{2\sqrt{2}} \sqrt{a^{2}-\frac{a^{2}}{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right) \right) \right]$
$= 2 \left[ \frac{a^{2}}{2} \left(\frac{\pi}{2}\right) - \left( \frac{a}{2\sqrt{2}} \cdot \frac{a}{\sqrt{2}} + \frac{a^{2}}{2} \left(\frac{\pi}{4}\right) \right) \right]$
$= 2 \left[ \frac{a^{2}\pi}{4} - \frac{a^{2}}{4} - \frac{a^{2}\pi}{8} \right] = 2 \left[ \frac{2a^{2}\pi - a^{2}\pi}{8} - \frac{a^{2}}{4} \right] = 2 \left[ \frac{a^{2}\pi}{8} - \frac{a^{2}}{4} \right] = \frac{a^{2}\pi}{4} - \frac{a^{2}}{2} = \frac{a^{2}}{2} \left( \frac{\pi}{2} - 1 \right)$.
Solution diagram
121
DifficultMCQ
$x=y^{2}$ અને $x=4$ વચ્ચેના ક્ષેત્રફળને રેખા $x=a$ દ્વારા બે સમાન ભાગમાં વહેંચવામાં આવે છે. $a$ ની કિંમત શોધો.
A
$4^{\frac{2}{3}}$
B
$2^{\frac{2}{3}}$
C
$4^{\frac{1}{3}}$
D
$2^{\frac{1}{3}}$

Solution

(A) પરવલય $x=y^{2}$ અને રેખા $x=4$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ $x$-અક્ષની સાપેક્ષમાં સંમિત છે.
રેખા $x=a$ આ ક્ષેત્રફળને બે સમાન ભાગોમાં વહેંચે છે.
$x=0$ થી $x=4$ સુધીનું કુલ ક્ષેત્રફળ $2 \int_{0}^{4} \sqrt{x} \, dx = 2 \left[ \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} \right]_{0}^{4} = \frac{4}{3} (8) = \frac{32}{3}$ છે.
$x=0$ થી $x=a$ સુધીનું ક્ષેત્રફળ કુલ ક્ષેત્રફળનું અડધું છે:
$2 \int_{0}^{a} \sqrt{x} \, dx = \frac{1}{2} \times \frac{32}{3} = \frac{16}{3}$.
$2 \left[ \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} \right]_{0}^{a} = \frac{16}{3}$.
$\frac{4}{3} a^{\frac{3}{2}} = \frac{16}{3}$.
$a^{\frac{3}{2}} = 4$.
$a = 4^{\frac{2}{3}}$.
Solution diagram
122
DifficultMCQ
પરવલય $y=x^{2}$ અને $y=|x|$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$1/3$
B
$1/2$
C
$1/6$
D
$2/3$

Solution

(A) પરવલય $y=x^{2}$ અને રેખા $y=|x|$ દ્વારા આવૃત ક્ષેત્રફળ $y$-અક્ષની સાપેક્ષે સંમિત છે.
$y=x^{2}$ અને $y=|x|$ ના છેદબિંદુઓ $x^{2}=|x|$ લઈને મેળવી શકાય છે.
$x \ge 0$ માટે,$x^{2}=x \implies x(x-1)=0$,તેથી $x=0$ અથવા $x=1$.
છેદબિંદુઓ પ્રથમ ચરણમાં $(0,0)$ અને $(1,1)$ છે,અને બીજા ચરણમાં $(-1,1)$ છે.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ $= 2 \times \int_{0}^{1} (|x| - x^{2}) dx$ છે.
પ્રથમ ચરણમાં $x \ge 0$ હોવાથી,$|x|=x$ થાય.
ક્ષેત્રફળ $= 2 \int_{0}^{1} (x - x^{2}) dx$
$= 2 \left[ \frac{x^{2}}{2} - \frac{x^{3}}{3} \right]_{0}^{1}$
$= 2 \left( \frac{1}{2} - \frac{1}{3} \right)$
$= 2 \left( \frac{3-2}{6} \right) = 2 \left( \frac{1}{6} \right) = \frac{1}{3} \text{ ચોરસ એકમ.}$
Solution diagram
123
MediumMCQ
વક્ર $y^{2}=4x$ અને રેખા $x=3$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો. ($\sqrt{3}$ માં)
A
$8$
B
$4$
C
$12$
D
$16$

Solution

(A) પરવલય $y^{2}=4x$ અને રેખા $x=3$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશ એ $OAC$ વિસ્તાર છે (આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ).
આ પ્રદેશ $x$-અક્ષની સાપેક્ષમાં સંમિત છે.
તેથી,જરૂરી ક્ષેત્રફળ $= 2 \times (\text{OAB નું ક્ષેત્રફળ})$。
ક્ષેત્રફળ $= 2 \int_{0}^{3} y \, dx$
$y^{2}=4x$ હોવાથી,$y = 2\sqrt{x}$ મળે (ઉપરના અર્ધભાગ માટે ધન કિંમત લેતા).
ક્ષેત્રફળ $= 2 \int_{0}^{3} 2\sqrt{x} \, dx = 4 \int_{0}^{3} x^{1/2} \, dx$
$= 4 \left[ \frac{x^{3/2}}{3/2} \right]_{0}^{3} = 4 \times \frac{2}{3} \left[ x^{3/2} \right]_{0}^{3}$
$= \frac{8}{3} \left[ 3^{3/2} - 0^{3/2} \right] = \frac{8}{3} \times 3\sqrt{3} = 8\sqrt{3}$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
124
MediumMCQ
પ્રથમ ચરણમાં આવેલ અને વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=4$ તથા રેખાઓ $x=0$ અને $x=2$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\pi$
B
$\frac{\pi}{2}$
C
$\frac{\pi}{3}$
D
$\frac{\pi}{4}$

Solution

(A) આપેલ વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=4$ છે,જેનું કેન્દ્ર ઉગમબિંદુ $(0,0)$ અને ત્રિજ્યા $r=2$ છે.
પ્રથમ ચરણમાં,$y = \sqrt{4-x^{2}}$ થાય.
વર્તુળ,$y$-અક્ષ $(x=0)$ અને રેખા $x=2$ દ્વારા આવૃત ક્ષેત્રફળ એ પ્રથમ ચરણમાં આવેલા વર્તુળના ચોથા ભાગનું ક્ષેત્રફળ છે.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{2} y \, dx = \int_{0}^{2} \sqrt{4-x^{2}} \, dx$.
સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx = \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{a}\right)$ નો ઉપયોગ કરતા:
ક્ષેત્રફળ $= \left[ \frac{x}{2} \sqrt{4-x^{2}} + \frac{4}{2} \sin^{-1} \left(\frac{x}{2}\right) \right]_{0}^{2}$.
સીમાઓ મૂકતા:
$= \left( \frac{2}{2} \sqrt{4-4} + 2 \sin^{-1} \left(\frac{2}{2}\right) \right) - \left( 0 + 2 \sin^{-1}(0) \right)$.
$= (0 + 2 \sin^{-1}(1)) - (0) = 2 \times \frac{\pi}{2} = \pi$ ચોરસ એકમ.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
Solution diagram
125
EasyMCQ
વક્ર $y^{2}=4x$,$y$-અક્ષ અને રેખા $y=3$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$2$
B
$\frac{9}{4}$
C
$\frac{9}{3}$
D
$\frac{9}{2}$

Solution

(B) વક્ર $y^{2}=4x$,$y$-અક્ષ અને રેખા $y=3$ દ્વારા આવૃત ક્ષેત્રફળ $y=0$ થી $y=3$ સુધી $x$ નું $y$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરીને મેળવવામાં આવે છે.
આપેલ વક્ર $y^{2}=4x$ પરથી,આપણે $x$ ને $x = \frac{y^{2}}{4}$ તરીકે દર્શાવી શકીએ છીએ.
ક્ષેત્રફળ $A$ નીચે મુજબના સંકલન દ્વારા મળે છે:
$A = \int_{0}^{3} x \, dy$
$x = \frac{y^{2}}{4}$ મૂકતા:
$A = \int_{0}^{3} \frac{y^{2}}{4} \, dy$
$A = \frac{1}{4} \left[ \frac{y^{3}}{3} \right]_{0}^{3}$
$A = \frac{1}{4} \left( \frac{3^{3}}{3} - \frac{0^{3}}{3} \right)$
$A = \frac{1}{4} \left( \frac{27}{3} \right)$
$A = \frac{1}{4} (9) = \frac{9}{4} \text{ ચોરસ એકમ}$.
આમ,સાચો જવાબ $B$ છે.
Solution diagram
126
DifficultMCQ
$x-$ અક્ષની ઉપર અને $x^{2}+y^{2}=8x$ વર્તુળ તથા $y^{2}=4x$ પરવલયની અંદર આવતા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{4}{3}(8+3\pi)$
B
$\frac{8}{3}(4+3\pi)$
C
$\frac{2}{3}(8+3\pi)$
D
$\frac{4}{3}(4+3\pi)$

Solution

(A) વર્તુળનું આપેલ સમીકરણ $x^{2}+y^{2}=8x$ ને $(x-4)^{2}+y^{2}=16$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે. આમ,વર્તુળનું કેન્દ્ર $(4, 0)$ અને ત્રિજ્યા $4$ છે.
પરવલય $y^{2}=4x$ સાથે તેનું છેદબિંદુ મેળવતા:
$x^{2}+4x=8x$
$x^{2}-4x=0$
$x(x-4)=0$
$x=0, x=4$
આમ,$x-$ અક્ષની ઉપર આ બે વક્રોના છેદબિંદુઓ $O(0, 0)$ અને $P(4, 4)$ છે.
$x-$ અક્ષની ઉપર આ બે વક્રો વચ્ચે ઘેરાયેલા પ્રદેશ $OPQCO$ નું જરૂરી ક્ષેત્રફળ:
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{4} \sqrt{4x} \, dx + \int_{4}^{8} \sqrt{16-(x-4)^{2}} \, dx$
$= 2 \int_{0}^{4} x^{1/2} \, dx + \int_{0}^{4} \sqrt{4^{2}-t^{2}} \, dt$ (જ્યાં $t = x-4$)
$= 2 \times \frac{2}{3} [x^{3/2}]_{0}^{4} + [\frac{t}{2} \sqrt{16-t^{2}} + \frac{16}{2} \sin^{-1}(\frac{t}{4})]_{0}^{4}$
$= \frac{4}{3} (8) + [0 + 8 \sin^{-1}(1) - 0]$
$= \frac{32}{3} + 8(\frac{\pi}{2}) = \frac{32}{3} + 4\pi = \frac{4}{3}(8+3\pi)$
Solution diagram
127
DifficultMCQ
આકૃતિમાં,$AOBA$ એ પ્રથમ ચરણમાં ઉપવલય $9x^{2} + y^{2} = 36$ નો ભાગ છે,જેથી $OA = 2$ અને $OB = 6$ થાય. ચાપ $AB$ અને જીવા $AB$ વચ્ચેનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
Question diagram
A
$3\pi - 6$
B
$3\pi + 6$
C
$6 - 3\pi$
D
$3\pi$

Solution

(A) ઉપવલયનું આપેલ સમીકરણ $9x^{2} + y^{2} = 36$ છે,જેને $\frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{36} = 1$ અથવા $\frac{x^{2}}{2^{2}} + \frac{y^{2}}{6^{2}} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
સમીકરણ પરથી,$y = \sqrt{36 - 9x^{2}} = 3\sqrt{4 - x^{2}}$.
બિંદુઓ $A(2, 0)$ અને $B(0, 6)$ માંથી પસાર થતી જીવા $AB$ નું સમીકરણ $\frac{x}{2} + \frac{y}{6} = 1$ છે,જેનું સાદું રૂપ $y = 6 - 3x$ થાય છે.
છાયાંકિત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ એ $x = 0$ થી $x = 2$ સુધી ઉપવલયની નીચેના ક્ષેત્રફળમાંથી રેખા $AB$ ની નીચેનું ક્ષેત્રફળ બાદ કરવાથી મળે છે.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{2} (y_{\text{ellipse}} - y_{\text{line}}) dx = \int_{0}^{2} (3\sqrt{4 - x^{2}} - (6 - 3x)) dx$.
$= 3 \int_{0}^{2} \sqrt{2^{2} - x^{2}} dx - \int_{0}^{2} (6 - 3x) dx$.
સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2} - x^{2}} dx = \frac{x}{2}\sqrt{a^{2} - x^{2}} + \frac{a^{2}}{2}\sin^{-1}(\frac{x}{a})$ નો ઉપયોગ કરતા:
$= 3 \left[ \frac{x}{2}\sqrt{4 - x^{2}} + \frac{4}{2}\sin^{-1}(\frac{x}{2}) \right]_{0}^{2} - \left[ 6x - \frac{3x^{2}}{2} \right]_{0}^{2}$.
$= 3 \left[ (0 + 2\sin^{-1}(1)) - (0 + 0) \right] - \left[ (12 - 6) - (0 - 0) \right]$.
$= 3 \left[ 2 \times \frac{\pi}{2} \right] - 6 = 3\pi - 6$ ચોરસ એકમ.
128
MediumMCQ
સંકલનનો ઉપયોગ કરીને,$(1, 0)$,$(2, 2)$ અને $(3, 1)$ શિરોબિંદુઓ ધરાવતા ત્રિકોણ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$1.5$
B
$2.0$
C
$2.5$
D
$3.0$

Solution

(A) ધારો કે $A(1,0)$,$B(2,2)$ અને $C(3,1)$ એ ત્રિકોણ $ABC$ ના શિરોબિંદુઓ છે.
બાજુઓના સમીકરણો નીચે મુજબ છે:
બાજુ $AB$: $y = 2(x-1)$
બાજુ $BC$: $y = 4-x$
બાજુ $AC$: $y = \frac{1}{2}(x-1)$
$\Delta ABC$ નું ક્ષેત્રફળ:
ક્ષેત્રફળ $= \int_{1}^{2} (y_{AB} - y_{AC}) dx + \int_{2}^{3} (y_{BC} - y_{AC}) dx$
$= \int_{1}^{2} (2x - 2 - \frac{x-1}{2}) dx + \int_{2}^{3} (4 - x - \frac{x-1}{2}) dx$
$= \int_{1}^{2} (\frac{3x-3}{2}) dx + \int_{2}^{3} (\frac{9-3x}{2}) dx$
$= \frac{3}{2} [\frac{x^2}{2} - x]_{1}^{2} + \frac{3}{2} [3x - \frac{x^2}{2}]_{2}^{3}$
$= \frac{3}{2} [0.5] + \frac{3}{2} [0.5] = 1.5$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
129
DifficultMCQ
વર્તુળ $4x^{2}+4y^{2}=9$ નું ક્ષેત્રફળ શોધો જે પરવલય $x^{2}=4y$ ની અંદર આવેલું છે.
A
$\left[\frac{\sqrt{2}}{6}+\frac{9}{4} \sin ^{-1} \frac{2 \sqrt{2}}{3}\right]$
B
$\left[\frac{\sqrt{2}}{3}+\frac{9}{2} \sin ^{-1} \frac{2 \sqrt{2}}{3}\right]$
C
$\left[\frac{\sqrt{2}}{6}+\frac{9}{8} \sin ^{-1} \frac{2 \sqrt{2}}{3}\right]$
D
$\left[\frac{\sqrt{2}}{12}+\frac{9}{4} \sin ^{-1} \frac{2 \sqrt{2}}{3}\right]$

Solution

(A) આવશ્યક ક્ષેત્રફળ છાયાંકિત પ્રદેશ $OBCDO$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
સમીકરણો $4x^{2}+4y^{2}=9$ અને $x^{2}=4y$ ને ઉકેલતા,આપણે $x^{2}=4y$ ને વર્તુળના સમીકરણમાં મૂકીએ છીએ:
$4(4y)+4y^{2}=9 \implies 4y^{2}+16y-9=0$.
દ્વિઘાત સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા,$y = \frac{-16 \pm \sqrt{256 - 4(4)(-9)}}{8} = \frac{-16 \pm \sqrt{400}}{8} = \frac{-16 \pm 20}{8}$.
પરવલય માટે $y \ge 0$ હોવાથી,$y = \frac{4}{8} = \frac{1}{2}$.
તેથી $x^{2} = 4(\frac{1}{2}) = 2$,એટલે કે $x = \pm \sqrt{2}$. છેદબિંદુઓ $B(\sqrt{2}, \frac{1}{2})$ અને $D(-\sqrt{2}, \frac{1}{2})$ છે.
ક્ષેત્રફળ $y$-અક્ષની સાપેક્ષમાં સંમિત છે,તેથી ક્ષેત્રફળ $= 2 \times \int_{0}^{\sqrt{2}} (y_{circle} - y_{parabola}) dx$.
$y_{circle} = \frac{1}{2}\sqrt{9-4x^{2}}$ અને $y_{parabola} = \frac{x^{2}}{4}$.
ક્ષેત્રફળ $= 2 \int_{0}^{\sqrt{2}} (\frac{1}{2}\sqrt{9-4x^{2}} - \frac{x^{2}}{4}) dx = \int_{0}^{\sqrt{2}} \sqrt{9-4x^{2}} dx - \frac{1}{2} \int_{0}^{\sqrt{2}} x^{2} dx$.
સંકલન કરતા,$= \frac{\sqrt{2}}{6} + \frac{9}{4}\sin^{-1}(\frac{2\sqrt{2}}{3})$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
130
DifficultMCQ
વક્રો $(x-1)^{2}+y^{2}=1$ અને $x^{2}+y^{2}=1$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\left(\frac{2 \pi}{3}-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)$
B
$\left(\frac{2 \pi}{3}-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)$
C
$\left(\frac{2 \pi}{3}-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)$
D
$\left(\frac{2 \pi}{3}-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)$

Solution

(A) વક્રો $(x-1)^{2}+y^{2}=1$ અને $x^{2}+y^{2}=1$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ છાયાંકિત ભાગ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
સમીકરણો $(x-1)^{2}+y^{2}=1$ અને $x^{2}+y^{2}=1$ ને ઉકેલતા,આપણને મળે છે:
$x^2 - 2x + 1 + y^2 = 1$
$x^2 + y^2 = 1$ હોવાથી,$1 - 2x + 1 = 1$,જે $2x = 1$ આપે છે,તેથી $x = \frac{1}{2}$.
$x = \frac{1}{2}$ ને $x^2 + y^2 = 1$ માં મૂકતા,$y^2 = 1 - \frac{1}{4} = \frac{3}{4}$,તેથી $y = \pm \frac{\sqrt{3}}{2}$.
છેદબિંદુઓ $A\left(\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\right)$ અને $B\left(\frac{1}{2}, -\frac{\sqrt{3}}{2}\right)$ છે.
આવશ્યક ક્ષેત્રફળ $x$-અક્ષની સાપેક્ષમાં સંમિત છે.
ક્ષેત્રફળ $= 2 \times \int_{0}^{1/2} \sqrt{1 - (x-1)^2} dx + 2 \times \int_{1/2}^{1} \sqrt{1 - x^2} dx$.
સૂત્ર $\int \sqrt{a^2 - x^2} dx = \frac{x}{2}\sqrt{a^2 - x^2} + \frac{a^2}{2}\sin^{-1}\left(\frac{x}{a}\right)$ નો ઉપયોગ કરતા:
ક્ષેત્રફળ $= 2 \left[ \frac{x-1}{2}\sqrt{1-(x-1)^2} + \frac{1}{2}\sin^{-1}(x-1) \right]_0^{1/2} + 2 \left[ \frac{x}{2}\sqrt{1-x^2} + \frac{1}{2}\sin^{-1}(x) \right]_{1/2}^1$
$= 2 \left[ (-\frac{1}{4}\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2}\sin^{-1}(-1/2)) - (0 + \frac{1}{2}\sin^{-1}(-1)) \right] + 2 \left[ (0 + \frac{1}{2}\sin^{-1}(1)) - (\frac{1}{4}\frac{\sqrt{3}}{2} + \frac{1}{2}\sin^{-1}(1/2)) \right]$
$= 2 \left[ -\frac{\sqrt{3}}{8} - \frac{\pi}{12} + \frac{\pi}{4} \right] + 2 \left[ \frac{\pi}{4} - \frac{\sqrt{3}}{8} - \frac{\pi}{12} \right]$
$= 2 \left[ \frac{\pi}{6} - \frac{\sqrt{3}}{8} \right] + 2 \left[ \frac{\pi}{6} - \frac{\sqrt{3}}{8} \right] = 4 \left( \frac{\pi}{6} - \frac{\sqrt{3}}{8} \right) = \frac{2\pi}{3} - \frac{\sqrt{3}}{2}$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
131
MediumMCQ
વક્રો $y=x^{2}+2, \,y=x,\, x=0$ અને $x=3$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{21}{2}$
B
$\frac{15}{2}$
C
$\frac{27}{2}$
D
$\frac{19}{2}$

Solution

(A) વક્રો $y=x^{2}+2, \,y=x, \,x=0,$ અને $x=3$ દ્વારા આવૃત ક્ષેત્રફળ એ આપેલ સીમાઓની અંદર ઉપરના વક્ર અને નીચેના વક્ર વચ્ચેના તફાવતના સંકલન દ્વારા મળે છે.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{3} ((x^{2}+2) - x) \, dx$
$= \int_{0}^{3} (x^{2} - x + 2) \, dx$
$= \left[ \frac{x^{3}}{3} - \frac{x^{2}}{2} + 2x \right]_{0}^{3}$
$= \left( \frac{3^{3}}{3} - \frac{3^{2}}{2} + 2(3) \right) - (0)$
$= \left( \frac{27}{3} - \frac{9}{2} + 6 \right)$
$= 9 - 4.5 + 6$
$= 10.5 = \frac{21}{2} \text{ ચોરસ એકમ}$
Solution diagram
132
MediumMCQ
સંકલનનો ઉપયોગ કરીને,$(-1, 0)$,$(1, 3)$ અને $(3, 2)$ શિરોબિંદુઓ ધરાવતા ત્રિકોણ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$4$ ચોરસ એકમ
B
$6$ ચોરસ એકમ
C
$8$ ચોરસ એકમ
D
$2$ ચોરસ એકમ

Solution

(A) $BL$ અને $CM$ ને $x$-અક્ષ પર લંબ દોરવામાં આવ્યા છે.
આકૃતિ પરથી જોઈ શકાય છે કે,
ક્ષેત્રફળ $(\Delta ABC) = \text{Area}(ALBA) + \text{Area}(BLMCB) - \text{Area}(AMCA)$ ...... $(1)$
$AB$ રેખાખંડનું સમીકરણ જે $(-1, 0)$ અને $(1, 3)$ માંથી પસાર થાય છે:
$y - 0 = \frac{3 - 0}{1 - (-1)}(x - (-1)) \implies y = \frac{3}{2}(x + 1)$
$\text{Area}(ALBA) = \int_{-1}^{1} \frac{3}{2}(x + 1) dx = \frac{3}{2} \left[ \frac{x^2}{2} + x \right]_{-1}^{1} = \frac{3}{2} \left[ (\frac{1}{2} + 1) - (\frac{1}{2} - 1) \right] = \frac{3}{2} [2] = 3$ ચોરસ એકમ.
$BC$ રેખાખંડનું સમીકરણ જે $(1, 3)$ અને $(3, 2)$ માંથી પસાર થાય છે:
$y - 3 = \frac{2 - 3}{3 - 1}(x - 1) \implies y - 3 = -\frac{1}{2}(x - 1) \implies y = -\frac{1}{2}x + \frac{7}{2}$
$\text{Area}(BLMCB) = \int_{1}^{3} (-\frac{1}{2}x + \frac{7}{2}) dx = \left[ -\frac{x^2}{4} + \frac{7x}{2} \right]_{1}^{3} = (-\frac{9}{4} + \frac{21}{2}) - (-\frac{1}{4} + \frac{7}{2}) = (\frac{33}{4}) - (\frac{13}{4}) = \frac{20}{4} = 5$ ચોરસ એકમ.
$AC$ રેખાખંડનું સમીકરણ જે $(-1, 0)$ અને $(3, 2)$ માંથી પસાર થાય છે:
$y - 0 = \frac{2 - 0}{3 - (-1)}(x - (-1)) \implies y = \frac{2}{4}(x + 1) \implies y = \frac{1}{2}(x + 1)$
$\text{Area}(AMCA) = \int_{-1}^{3} \frac{1}{2}(x + 1) dx = \frac{1}{2} \left[ \frac{x^2}{2} + x \right]_{-1}^{3} = \frac{1}{2} \left[ (\frac{9}{2} + 3) - (\frac{1}{2} - 1) \right] = \frac{1}{2} [\frac{15}{2} + \frac{1}{2}] = \frac{1}{2} [8] = 4$ ચોરસ એકમ.
તેથી,સમીકરણ $(1)$ પરથી,
$\text{Area}(\Delta ABC) = 3 + 5 - 4 = 4$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
133
MediumMCQ
સંકલનનો ઉપયોગ કરીને તે ત્રિકોણીય પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો જેની બાજુઓના સમીકરણો $y=2x+1$,$y=3x+1$ અને $x=4$ છે.
A
$6 \text{ ચોરસ એકમ}$
B
$8 \text{ ચોરસ એકમ}$
C
$10 \text{ ચોરસ એકમ}$
D
$12 \text{ ચોરસ એકમ}$

Solution

(B) ત્રિકોણની બાજુઓના સમીકરણો $y=2x+1$,$y=3x+1$ અને $x=4$ છે.
આ સમીકરણોને ઉકેલતા,આપણને ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ $A(0, 1)$,$B(4, 13)$ અને $C(4, 9)$ મળે છે.
તે જોઈ શકાય છે કે ત્રિકોણીય પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ એ $x=0$ થી $x=4$ સુધીની બે રેખાઓ $y=3x+1$ અને $y=2x+1$ વચ્ચેનો વિસ્તાર છે.
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \int_{0}^{4} [(3x+1) - (2x+1)] \, dx$
$= \int_{0}^{4} (3x + 1 - 2x - 1) \, dx$
$= \int_{0}^{4} x \, dx$
$= \left[ \frac{x^2}{2} \right]_{0}^{4}$
$= \frac{16}{2} - 0$
$= 8 \text{ ચોરસ એકમ}$
Solution diagram
134
MediumMCQ
વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=4$ અને રેખા $x+y=2$ દ્વારા ઘેરાયેલ નાનો વિસ્તાર કેટલો છે?
A
$\pi-2$
B
$2\pi-1$
C
$2(\pi-2)$
D
$2(\pi+2)$

Solution

(A) વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=2^{2}$ છે,જેની ત્રિજ્યા $2$ છે અને કેન્દ્ર $(0,0)$ પર છે. રેખા $x+y=2$ એ $(2,0)$ અને $(0,2)$ માંથી પસાર થાય છે.
વર્તુળ અને રેખા દ્વારા ઘેરાયેલ નાનો વિસ્તાર એ પ્રથમ ચરણમાં આવેલા વર્તુળાકાર ખંડનું ક્ષેત્રફળ છે.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{2} (y_{\text{circle}} - y_{\text{line}}) dx$
$= \int_{0}^{2} (\sqrt{4-x^{2}} - (2-x)) dx$
$= \int_{0}^{2} \sqrt{4-x^{2}} dx - \int_{0}^{2} (2-x) dx$
સૂત્ર $\int \sqrt{a^{2}-x^{2}} dx = \frac{x}{2}\sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2}\sin^{-1}(\frac{x}{a})$ નો ઉપયોગ કરતા:
$= [\frac{x}{2}\sqrt{4-x^{2}} + \frac{4}{2}\sin^{-1}(\frac{x}{2})]_{0}^{2} - [2x - \frac{x^{2}}{2}]_{0}^{2}$
$= [0 + 2\sin^{-1}(1)] - [0 + 2\sin^{-1}(0)] - [(4 - 2) - (0 - 0)]$
$= 2(\frac{\pi}{2}) - 2 = \pi - 2$ ચોરસ એકમ.
આમ,સાચો જવાબ $A$ છે.
Solution diagram
135
MediumMCQ
વક્રો $y^{2}=4x$ અને $y=2x$ વચ્ચે ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{2}{3}$
B
$\frac{1}{3}$
C
$\frac{1}{4}$
D
$\frac{3}{4}$

Solution

(B) વક્રો $y^{2}=4x$ અને $y=2x$ વચ્ચેનું ક્ષેત્રફળ શોધવા માટે,આપણે પહેલા તેમના છેદબિંદુઓ શોધીએ.
$y=2x$ ને $y^{2}=4x$ માં મૂકતા,આપણને $(2x)^{2}=4x$ મળે છે,જેનું સાદું રૂપ $4x^{2}-4x=0$ અથવા $4x(x-1)=0$ થાય છે.
આમ,છેદબિંદુઓ $x=0$ અને $x=1$ છે.
$x=0$ માટે $y=0$,અને $x=1$ માટે $y=2$. તેથી છેદબિંદુઓ $(0,0)$ અને $(1,2)$ છે.
ક્ષેત્રફળ $A$ એ $x=0$ થી $x=1$ સુધી ઉપરના વક્રમાંથી નીચેના વક્રને બાદ કરીને સંકલન કરવાથી મળે છે.
$A = \int_{0}^{1} (\text{ઉપરનો વક્ર} - \text{નીચેનો વક્ર}) dx$
$A = \int_{0}^{1} (\sqrt{4x} - 2x) dx$
$A = \int_{0}^{1} (2\sqrt{x} - 2x) dx$
$A = 2 \left[ \frac{x^{3/2}}{3/2} \right]_{0}^{1} - 2 \left[ \frac{x^{2}}{2} \right]_{0}^{1}$
$A = 2 \left( \frac{2}{3} \right) - 1 = \frac{4}{3} - 1 = \frac{1}{3}$ ચોરસ એકમ.
આમ,સાચો જવાબ $B$ છે.
Solution diagram
136
DifficultMCQ
પરવલય $y^{2}=4ax$ નું તેના નાભિલંબ દ્વારા આવૃત ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{8}{3}a^{2}$
B
$\frac{4}{3}a^{2}$
C
$\frac{2}{3}a^{2}$
D
$\frac{1}{3}a^{2}$

Solution

(A) પરવલય $y^{2}=4ax$ નું શિરોબિંદુ ઉગમબિંદુ $(0,0)$ પર છે.
નાભિલંબ $LSL^{\prime}$ નું સમીકરણ $x=a$ છે.
પરવલય $x$-અક્ષની સાપેક્ષમાં સંમિત છે.
પ્રદેશ $OLL^{\prime}O$ નું જરૂરી ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબ છે:
ક્ષેત્રફળ $= 2 \times (\text{પ્રદેશ } OLSO \text{નું ક્ષેત્રફળ})$
ક્ષેત્રફળ $= 2 \int_{0}^{a} y \, dx = 2 \int_{0}^{a} \sqrt{4ax} \, dx$
ક્ષેત્રફળ $= 2 \times 2 \sqrt{a} \int_{0}^{a} \sqrt{x} \, dx$
ક્ષેત્રફળ $= 4 \sqrt{a} \left[ \frac{x^{3/2}}{3/2} \right]_{0}^{a}$
ક્ષેત્રફળ $= 4 \sqrt{a} \times \frac{2}{3} \left[ x^{3/2} \right]_{0}^{a}$
ક્ષેત્રફળ $= \frac{8}{3} \sqrt{a} \times a^{3/2} = \frac{8}{3} a^{2}$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
137
MediumMCQ
રેખા $y=3x+2$,$x$-અક્ષ અને યામ $x=-1$ તથા $x=1$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$13/3$
B
$13/6$
C
$25/6$
D
$1/6$

Solution

(A) આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ,રેખા $y=3x+2$ એ $x$-અક્ષને $x=-2/3$ પર મળે છે. આલેખ $x \in (-1, -2/3)$ માટે $x$-અક્ષની નીચે અને $x \in (-2/3, 1)$ માટે $x$-અક્ષની ઉપર આવેલો છે.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબ છે:
$\text{Area} = \left| \int_{-1}^{-2/3} (3x+2) dx \right| + \int_{-2/3}^{1} (3x+2) dx$
પ્રથમ,સંકલન $\int (3x+2) dx = \frac{3x^2}{2} + 2x$ મેળવો.
પ્રથમ ભાગ માટે:
$\left| \left[ \frac{3x^2}{2} + 2x \right]_{-1}^{-2/3} \right| = \left| \left( \frac{3(-2/3)^2}{2} + 2(-2/3) \right) - \left( \frac{3(-1)^2}{2} + 2(-1) \right) \right| = 1/6$.
બીજા ભાગ માટે:
$\left[ \frac{3x^2}{2} + 2x \right]_{-2/3}^{1} = \left( \frac{3(1)^2}{2} + 2(1) \right) - \left( \frac{3(-2/3)^2}{2} + 2(-2/3) \right) = 25/6$.
કુલ ક્ષેત્રફળ $= 1/6 + 25/6 = 26/6 = 13/3$.
Solution diagram
138
MediumMCQ
$x=0$ અને $x=2 \pi$ વચ્ચે વક્ર $y=\cos x$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$4$
B
$3$
C
$2$
D
$1$

Solution

(A) $x=0$ અને $x=2 \pi$ વચ્ચે વક્ર $y=\cos x$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ વિધેયના નિરપેક્ષ મૂલ્યના સંકલન દ્વારા મળે છે.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{2 \pi} |\cos x| \, dx$
આલેખ પરથી,વક્ર $x=0$ થી $x=\frac{\pi}{2}$ સુધી $x$-અક્ષની ઉપર છે,$x=\frac{\pi}{2}$ થી $x=\frac{3 \pi}{2}$ સુધી $x$-અક્ષની નીચે છે,અને $x=\frac{3 \pi}{2}$ થી $x=2 \pi$ સુધી $x$-અક્ષની ઉપર છે.
આમ,ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબ છે:
$= \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos x \, dx + \left| \int_{\frac{\pi}{2}}^{\frac{3 \pi}{2}} \cos x \, dx \right| + \int_{\frac{3 \pi}{2}}^{2 \pi} \cos x \, dx$
$= [\sin x]_{0}^{\frac{\pi}{2}} + \left| [\sin x]_{\frac{\pi}{2}}^{\frac{3 \pi}{2}} \right| + [\sin x]_{\frac{3 \pi}{2}}^{2 \pi}$
$= (\sin \frac{\pi}{2} - \sin 0) + |(\sin \frac{3 \pi}{2} - \sin \frac{\pi}{2})| + (\sin 2 \pi - \sin \frac{3 \pi}{2})$
$= (1 - 0) + |(-1 - 1)| + (0 - (-1))$
$= 1 + |-2| + 1 = 1 + 2 + 1 = 4$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
139
Difficult
સાબિત કરો કે વક્રો $y^{2}=4x$ અને $x^{2}=4y$ એ $x=0, x=4, y=4$ અને $y=0$ દ્વારા ઘેરાયેલા ચોરસના ક્ષેત્રફળને ત્રણ સમાન ભાગોમાં વિભાજિત કરે છે.

Solution

(N/A) પરવલયો $y^{2}=4x$ અને $x^{2}=4y$ ના છેદબિંદુઓ $y = \frac{x^{2}}{4}$ ને $y^{2}=4x$ માં મૂકતા મળે છે,જે $(\frac{x^{2}}{4})^{2} = 4x$ આપે છે,તેથી $x^{4} = 64x$. આનો અર્થ એ છે કે $x(x^{3}-64) = 0$,તેથી $x=0$ અથવા $x=4$. આમ,છેદબિંદુઓ $(0,0)$ અને $(4,4)$ છે.
$1$. વક્રો $y^{2}=4x$ અને $x^{2}=4y$ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ:
$\int_{0}^{4} (2\sqrt{x} - \frac{x^{2}}{4}) dx = [2 \times \frac{2}{3} x^{\frac{3}{2}} - \frac{x^{3}}{12}]_{0}^{4} = \frac{32}{3} - \frac{16}{3} = \frac{16}{3}$ ચોરસ એકમ.
$2$. વક્ર $x^{2}=4y$,$x$-અક્ષ અને રેખાઓ $x=0$ તથા $x=4$ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ:
$\int_{0}^{4} \frac{x^{2}}{4} dx = \frac{1}{12} [x^{3}]_{0}^{4} = \frac{64}{12} = \frac{16}{3}$ ચોરસ એકમ.
$3$. વક્ર $y^{2}=4x$,$y$-અક્ષ અને રેખાઓ $y=0$ તથા $y=4$ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ:
$\int_{0}^{4} \frac{y^{2}}{4} dy = \frac{1}{12} [y^{3}]_{0}^{4} = \frac{64}{12} = \frac{16}{3}$ ચોરસ એકમ.
ચોરસનું કુલ ક્ષેત્રફળ $4 \times 4 = 16$ ચોરસ એકમ છે અને ત્રણેય પ્રદેશોનું ક્ષેત્રફળ $\frac{16}{3}$ ચોરસ એકમ હોવાથી,આ વક્રો ચોરસને ત્રણ સમાન ભાગોમાં વિભાજિત કરે છે.
Solution diagram
140
DifficultMCQ
પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો $\{(x, y): 0 \leq y \leq x^{2}+1, 0 \leq y \leq x+1, 0 \leq x \leq 2\}$.
A
$\frac{23}{6}$
B
$\frac{13}{6}$
C
$\frac{19}{6}$
D
$\frac{25}{6}$

Solution

(A) આ પ્રદેશ $y \leq x^2 + 1$,$y \leq x + 1$,અને $0 \leq x \leq 2$ ના છેદ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે.
પ્રથમ,વક્રો $y = x^2 + 1$ અને $y = x + 1$ ના છેદબિંદુઓ શોધો:
$x^2 + 1 = x + 1 \implies x^2 - x = 0 \implies x(x - 1) = 0$.
તેથી,વક્રો $x = 0$ અને $x = 1$ પર છેદે છે.
$0 \leq x \leq 1$ માટે,પ્રદેશ $y \leq x + 1$ દ્વારા સીમિત છે (કારણ કે આ અંતરાલમાં $x+1 \geq x^2+1$).
$1 \leq x \leq 2$ માટે,પ્રદેશ $y \leq x^2 + 1$ દ્વારા સીમિત છે (કારણ કે આ અંતરાલમાં $x^2+1 \geq x+1$).
આપેલ આલેખ મુજબ,પ્રદેશ કોઈપણ બિંદુ $x$ પર બે વક્રોમાંથી નીચેના વક્ર દ્વારા સીમિત છે.
$0 \leq x \leq 1$ માટે,નીચેનો વક્ર $y = x^2 + 1$ છે.
$1 \leq x \leq 2$ માટે,નીચેનો વક્ર $y = x + 1$ છે.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{1} (x^2 + 1) dx + \int_{1}^{2} (x + 1) dx$.
$= [\frac{x^3}{3} + x]_{0}^{1} + [\frac{x^2}{2} + x]_{1}^{2}$.
$= (\frac{1}{3} + 1) - 0 + ((\frac{4}{2} + 2) - (\frac{1}{2} + 1))$.
$= \frac{4}{3} + (4 - \frac{3}{2}) = \frac{4}{3} + \frac{5}{2} = \frac{8 + 15}{6} = \frac{23}{6}$.
Solution diagram
141
MediumMCQ
આપેલ વક્ર $y=x^{2}$,રેખાઓ $x=1$,$x=2$ અને $x$-અક્ષ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{7}{3}$ ચોરસ એકમ
B
$\frac{8}{3}$ ચોરસ એકમ
C
$\frac{5}{3}$ ચોરસ એકમ
D
$\frac{4}{3}$ ચોરસ એકમ

Solution

(A) જરૂરી ક્ષેત્રફળ વક્ર $y=x^{2}$,રેખાઓ $x=1$,$x=2$ અને $x$-અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા છાયાંકિત પ્રદેશ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
ક્ષેત્રફળ નિશ્ચિત સંકલન દ્વારા મળે છે:
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \int_{1}^{2} y \, dx$
$y = x^{2}$ મૂકતા:
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \int_{1}^{2} x^{2} \, dx$
સંકલનનું મૂલ્ય શોધતા:
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \left[ \frac{x^{3}}{3} \right]_{1}^{2}$
સીમાઓ લાગુ પાડતા:
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \left( \frac{2^{3}}{3} \right) - \left( \frac{1^{3}}{3} \right)$
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \frac{8}{3} - \frac{1}{3}$
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \frac{7}{3} \text{ ચોરસ એકમ}$
Solution diagram
142
MediumMCQ
વક્ર $y=x^{4}$,રેખાઓ $x=1$,$x=5$ અને $x$-અક્ષ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$624.8 \text{ ચોરસ એકમ}$
B
$625.8 \text{ ચોરસ એકમ}$
C
$626.8 \text{ ચોરસ એકમ}$
D
$623.8 \text{ ચોરસ એકમ}$

Solution

(A) આવશ્યક ક્ષેત્રફળ એ $x=1$ થી $x=5$ સુધીના વિધેય $y=x^{4}$ ના નિશ્ચિત સંકલન દ્વારા મળે છે.
$\text{ક્ષેત્રફળ} = \int_{1}^{5} x^{4} \, dx$
$= \left[ \frac{x^{5}}{5} \right]_{1}^{5}$
$= \frac{(5)^{5}}{5} - \frac{(1)^{5}}{5}$
$= \frac{3125}{5} - \frac{1}{5}$
$= 625 - 0.2$
$= 624.8 \text{ ચોરસ એકમ}$
Solution diagram
143
MediumMCQ
પ્રથમ ચરણમાં આવેલા અને $y=4x^2$,$x=0$,$y=1$ અને $y=4$ દ્વારા આવૃત પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{7}{3}$ ચોરસ એકમ
B
$\frac{8}{3}$ ચોરસ એકમ
C
$\frac{5}{3}$ ચોરસ એકમ
D
$\frac{4}{3}$ ચોરસ એકમ

Solution

(A) પ્રથમ ચરણમાં $y=4x^2$,$x=0$,$y=1$ અને $y=4$ દ્વારા આવૃત ક્ષેત્રફળ $y$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરીને મેળવવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $y=4x^2$,તેથી $x^2 = \frac{y}{4}$,જેનો અર્થ છે કે $x = \frac{\sqrt{y}}{2}$ (કારણ કે પ્રથમ ચરણમાં $x \ge 0$ છે).
ક્ષેત્રફળ $A$ નીચે મુજબના સંકલન દ્વારા મળે છે:
$A = \int_{1}^{4} x \, dy$
$A = \int_{1}^{4} \frac{\sqrt{y}}{2} \, dy$
$A = \frac{1}{2} \int_{1}^{4} y^{1/2} \, dy$
$A = \frac{1}{2} \left[ \frac{y^{3/2}}{3/2} \right]_{1}^{4}$
$A = \frac{1}{2} \cdot \frac{2}{3} \left[ y^{3/2} \right]_{1}^{4}$
$A = \frac{1}{3} [4^{3/2} - 1^{3/2}]$
$A = \frac{1}{3} [8 - 1]$
$A = \frac{7}{3} \text{ ચોરસ એકમ}$.
Solution diagram
144
DifficultMCQ
$y=|x+3|$ નો આલેખ દોરો અને $\int_{-6}^{0}|x+3| d x$ ની કિંમત શોધો.
A
$9$
B
$6$
C
$12$
D
$3$

Solution

(A) આપેલ સમીકરણ $y=|x+3|$ છે.
$x$ અને $y$ ના અનુરૂપ મૂલ્યો નીચેના કોષ્ટકમાં આપેલ છે:
$X$$-6$$-5$$-4$$-3$$-2$$-1$$0$
$Y$$3$$2$$1$$0$$1$$2$$3$

આ બિંદુઓને આલેખપત્ર પર દર્શાવતા,આપણને $y=|x+3|$ નો આલેખ મળે છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $-6 \leq x \leq -3$ માટે $(x+3) \leq 0$ અને $-3 \leq x \leq 0$ માટે $(x+3) \geq 0$ થાય છે.
તેથી,$\int_{-6}^{0}|x+3| d x = \int_{-6}^{-3}-(x+3) d x + \int_{-3}^{0}(x+3) d x$.
$= -\left[\frac{x^2}{2} + 3x\right]_{-6}^{-3} + \left[\frac{x^2}{2} + 3x\right]_{-3}^{0}$.
$= -\left[\left(\frac{9}{2} - 9\right) - \left(\frac{36}{2} - 18\right)\right] + \left[(0) - \left(\frac{9}{2} - 9\right)\right]$.
$= -\left[-\frac{9}{2} - 0\right] + \left[0 - (-\frac{9}{2})\right]$.
$= \frac{9}{2} + \frac{9}{2} = 9$.
Solution diagram
145
DifficultMCQ
$x=0$ અને $x=2 \pi$ વચ્ચે વક્ર $y=\sin x$ દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$2 \text{ ચોરસ એકમ}$
B
$4 \text{ ચોરસ એકમ}$
C
$1 \text{ ચોરસ એકમ}$
D
$0 \text{ ચોરસ એકમ}$

Solution

(B) $y=\sin x$ નો આલેખ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છે. $x=0$ અને $x=2 \pi$ વચ્ચે વક્ર દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ એ બે લૂપના ક્ષેત્રફળનો સરવાળો છે.
$\text{જરૂરી ક્ષેત્રફળ} = \int_{0}^{\pi} \sin x \, dx + \left| \int_{\pi}^{2 \pi} \sin x \, dx \right|$
$= [-\cos x]_{0}^{\pi} + \left| [-\cos x]_{\pi}^{2 \pi} \right|$
$= (-\cos \pi - (-\cos 0)) + |(-\cos 2 \pi - (-\cos \pi))|$
$= (-(-1) + 1) + |(-1 - (1))|$
$= (1 + 1) + |-2|$
$= 2 + 2 = 4 \text{ ચોરસ એકમ}$.
Solution diagram
146
DifficultMCQ
પરવલય $y^{2}=4ax$ અને રેખા $y=mx$ વચ્ચે ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{8a^{2}}{3m^{3}}$
B
$\frac{4a^{2}}{3m^{3}}$
C
$\frac{2a^{2}}{3m^{3}}$
D
$\frac{a^{2}}{3m^{3}}$

Solution

(A) પરવલય $y^{2}=4ax$ અને રેખા $y=mx$ વચ્ચે ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ તેમના છેદબિંદુઓ શોધીને મેળવી શકાય છે.
$y=mx$ ને $y^{2}=4ax$ માં મૂકતા,આપણને મળે છે:
$(mx)^{2}=4ax \implies m^{2}x^{2}-4ax=0 \implies x(m^{2}x-4a)=0$.
આમ,છેદબિંદુઓ $x=0$ અને $x=\frac{4a}{m^{2}}$ છે.
ક્ષેત્રફળ $A$ એ ઉપરના વક્ર (પરવલય) અને નીચેના વક્ર (રેખા) વચ્ચેના તફાવતનું $x=0$ થી $x=\frac{4a}{m^{2}}$ સુધીનું સંકલન છે:
$A = \int_{0}^{\frac{4a}{m^{2}}} (\sqrt{4ax} - mx) dx$
$A = 2\sqrt{a} \int_{0}^{\frac{4a}{m^{2}}} x^{1/2} dx - m \int_{0}^{\frac{4a}{m^{2}}} x dx$
$A = 2\sqrt{a} \left[ \frac{x^{3/2}}{3/2} \right]_{0}^{\frac{4a}{m^{2}}} - m \left[ \frac{x^{2}}{2} \right]_{0}^{\frac{4a}{m^{2}}}$
$A = \frac{4\sqrt{a}}{3} \left( \frac{4a}{m^{2}} \right)^{3/2} - \frac{m}{2} \left( \frac{4a}{m^{2}} \right)^{2}$
$A = \frac{4\sqrt{a}}{3} \cdot \frac{8a^{3/2}}{m^{3}} - \frac{m}{2} \cdot \frac{16a^{2}}{m^{4}}$
$A = \frac{32a^{2}}{3m^{3}} - \frac{8a^{2}}{m^{3}} = \frac{32a^{2} - 24a^{2}}{3m^{3}} = \frac{8a^{2}}{3m^{3}}$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
147
DifficultMCQ
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{9}+\frac{y^{2}}{4}=1$ અને રેખા $\frac{x}{3}+\frac{y}{2}=1$ દ્વારા આવૃત નાના પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{3}{2}(\pi-2)$ ચોરસ એકમ
B
$\frac{3}{4}(\pi-2)$ ચોરસ એકમ
C
$\frac{2}{3}(\pi-2)$ ચોરસ એકમ
D
$\frac{1}{2}(\pi-2)$ ચોરસ એકમ

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^{2}}{9}+\frac{y^{2}}{4}=1$ અને રેખા $\frac{x}{3}+\frac{y}{2}=1$ દ્વારા આવૃત નાના પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ એ આકૃતિમાં દર્શાવેલ પ્રદેશ $ABC$ નું ક્ષેત્રફળ છે.
છેદબિંદુઓ $A(0, 2)$ અને $B(3, 0)$ છે.
પ્રદેશ $ABC$ નું ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{3} (y_{\text{ellipse}} - y_{\text{line}}) dx$
ઉપવલયના સમીકરણ પરથી,$y = 2\sqrt{1-\frac{x^{2}}{9}} = \frac{2}{3}\sqrt{9-x^{2}}$.
રેખાના સમીકરણ પરથી,$y = 2(1-\frac{x}{3}) = 2 - \frac{2x}{3}$.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{0}^{3} \left( \frac{2}{3}\sqrt{9-x^{2}} - (2 - \frac{2x}{3}) \right) dx$
$= \frac{2}{3} \int_{0}^{3} \sqrt{3^{2}-x^{2}} dx - \int_{0}^{3} (2 - \frac{2x}{3}) dx$
$= \frac{2}{3} \left[ \frac{x}{2}\sqrt{9-x^{2}} + \frac{9}{2}\sin^{-1}(\frac{x}{3}) \right]_{0}^{3} - \left[ 2x - \frac{x^{2}}{3} \right]_{0}^{3}$
$= \frac{2}{3} \left[ (0 + \frac{9}{2} \cdot \frac{\pi}{2}) - 0 \right] - \left[ (6 - 3) - 0 \right]$
$= \frac{2}{3} \cdot \frac{9\pi}{4} - 3 = \frac{3\pi}{2} - 3 = \frac{3}{2}(\pi-2)$ ચોરસ એકમ.
Solution diagram
148
DifficultMCQ
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ અને રેખા $\frac{x}{a}+\frac{y}{b}=1$ દ્વારા આવૃત નાના પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$\frac{ab}{4}(\pi-2)$
B
$\frac{ab}{2}(\pi-2)$
C
$\frac{ab}{4}(\pi+2)$
D
$\frac{ab}{2}(\pi+2)$

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ અને રેખા $\frac{x}{a}+\frac{y}{b}=1$ દ્વારા આવૃત નાના પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ છાયાંકિત પ્રદેશ $BCAB$ દ્વારા દર્શાવેલ છે:
ક્ષેત્રફળ $BCAB = \text{Area}(OBCAO) - \text{Area}(OBAO)$
$= \int_{0}^{a} b \sqrt{1-\frac{x^{2}}{a^{2}}} \, dx - \int_{0}^{a} b\left(1-\frac{x}{a}\right) \, dx$
$= \frac{b}{a} \int_{0}^{a} \sqrt{a^{2}-x^{2}} \, dx - \frac{b}{a} \int_{0}^{a}(a-x) \, dx$
$= \frac{b}{a} \left[ \left\{ \frac{x}{2} \sqrt{a^{2}-x^{2}} + \frac{a^{2}}{2} \sin^{-1} \frac{x}{a} \right\}_{0}^{a} - \left\{ ax - \frac{x^{2}}{2} \right\}_{0}^{a} \right]$
$= \frac{b}{a} \left[ \left\{ \frac{a^{2}}{2} \left(\frac{\pi}{2}\right) \right\} - \left\{ a^{2} - \frac{a^{2}}{2} \right\} \right]$
$= \frac{b}{a} \left[ \frac{a^{2}\pi}{4} - \frac{a^{2}}{2} \right]$
$= \frac{ba^{2}}{2a} \left[ \frac{\pi}{2} - 1 \right]$
$= \frac{ab}{2} \left[ \frac{\pi-2}{2} \right] = \frac{ab}{4}(\pi-2) \text{ ચોરસ એકમ.}$
Solution diagram
149
DifficultMCQ
પરવલય $x^{2}=y,$ રેખા $y=x+2$ અને $x-$ અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો. ($/6$ માં)
A
$5/6$
B
$7/6$
C
$9/6$
D
$11/6$

Solution

(A) પરવલય $x^{2}=y,$ રેખા $y=x+2$ અને $x-$ અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ આકૃતિમાં દર્શાવેલ છાયાંકિત ભાગ છે.
રેખા $y=x+2$ એ $x-$ અક્ષને $x=-2$ આગળ છેદે છે (જ્યાં $y=0$).
પરવલય $x^{2}=y$ અને રેખા $y=x+2$ જ્યાં $x^{2}=x+2$ થાય ત્યાં છેદે છે.
$x^{2}-x-2=0 \Rightarrow (x-2)(x+1)=0.$
પ્રદેશ બીજા ચરણમાં હોવાથી,આપણે છેદબિંદુ $x=-1$ લઈએ છીએ.
જરૂરી ક્ષેત્રફળ એ $x=-2$ થી $x=-1$ સુધી રેખાની નીચેનું ક્ષેત્રફળ અને $x=-1$ થી $x=0$ સુધી પરવલયની નીચેનું ક્ષેત્રફળનો સરવાળો છે.
ક્ષેત્રફળ $= \int_{-2}^{-1} (x+2) dx + \int_{-1}^{0} x^{2} dx$
$= \left[ \frac{x^{2}}{2} + 2x \right]_{-2}^{-1} + \left[ \frac{x^{3}}{3} \right]_{-1}^{0}$
$= \left( (\frac{1}{2} - 2) - (\frac{4}{2} - 4) \right) + (0 - (-\frac{1}{3}))$
$= (-\frac{3}{2} - (-2)) + \frac{1}{3}$
$= \frac{1}{2} + \frac{1}{3} = \frac{5}{6} \text{ ચોરસ એકમ.}$
Solution diagram
150
DifficultMCQ
સંકલનની રીતનો ઉપયોગ કરીને,$|x|+|y|=1$ વક્ર દ્વારા ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$2 \text{ ચોરસ એકમ}$
B
$1 \text{ ચોરસ એકમ}$
C
$4 \text{ ચોરસ એકમ}$
D
$0.5 \text{ ચોરસ એકમ}$

Solution

(A) વક્ર $|x|+|y|=1$ એ $A(0,1)$,$B(1,0)$,$C(0,-1)$,અને $D(-1,0)$ શિરોબિંદુઓ ધરાવતો ચોરસ દર્શાવે છે.
આ વક્ર $x$-અક્ષ અને $y$-અક્ષ બંનેની સાપેક્ષમાં સંમિત છે.
તેથી,કુલ ક્ષેત્રફળ એ પ્રથમ ચરણમાં આવેલા પ્રદેશ $(OBA)$ ના ક્ષેત્રફળ કરતા $4$ ગણું છે.
પ્રથમ ચરણમાં,$x \ge 0$ અને $y \ge 0$ હોવાથી,સમીકરણ $x+y=1$ એટલે કે $y=1-x$ બને છે.
$\text{ક્ષેત્રફળ} = 4 \int_{0}^{1} y \, dx = 4 \int_{0}^{1} (1-x) \, dx$
$= 4 \left[ x - \frac{x^2}{2} \right]_{0}^{1}$
$= 4 \left( (1 - \frac{1}{2}) - (0 - 0) \right)$
$= 4 \left( \frac{1}{2} \right) = 2 \text{ ચોરસ એકમ}$.
Solution diagram

Application of Integration — Area bounded by region of single curve · Frequently Asked Questions

1Are these Application of Integration questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a Application of Integration Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.