Gujarati

Increasing and Decreasing function Questions in Gujarati

Class 12 Mathematics · Applications of Derivatives · Increasing and Decreasing function

389+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 37 of 389 questions in Gujarati

351
EasyMCQ
$x$ ના કયા મૂલ્યોના ગણ માટે $f(x)=3x^4-8x^3-6x^2+24x-12$ એ વધતું વિધેય છે?
A
$(-\infty, -1) \cup (1, 2)$
B
$(-1, 1) \cup (2, \infty)$
C
$(-1, 1) \cup (1, 2)$
D
$(-1, 2) \cup (2, \infty)$

Solution

(B) $f(x)$ વધતું વિધેય ક્યારે હોય તે શોધવા માટે,આપણે વિકલિત $f'(x)$ શોધીએ અને $f'(x) > 0$ લઈએ.
આપેલ છે $f(x) = 3x^4 - 8x^3 - 6x^2 + 24x - 12$.
$f'(x) = 12x^3 - 24x^2 - 12x + 24$.
$12$ સામાન્ય લેતા: $f'(x) = 12(x^3 - 2x^2 - x + 2)$.
અવયવ પાડતા: $f'(x) = 12[x^2(x - 2) - 1(x - 2)] = 12(x^2 - 1)(x - 2) = 12(x - 1)(x + 1)(x - 2)$.
$f(x)$ વધતું વિધેય હોવા માટે,$f'(x) > 0$,તેથી $(x - 1)(x + 1)(x - 2) > 0$.
ક્રિટિકલ પોઈન્ટ્સ $x = -1, 1, 2$ માટે વેવી કર્વ મેથડનો ઉપયોગ કરતા:
$x \in (-1, 1)$ માટે,$f'(x) > 0$.
$x \in (2, \infty)$ માટે,$f'(x) > 0$.
આમ,વિધેય $(-1, 1) \cup (2, \infty)$ પર વધતું વિધેય છે.
352
EasyMCQ
વિધેય $f(x) = 2x^2 - \log x$,$x > 0$ માટે જે અંતરાલમાં ઘટે છે તે અંતરાલ કયો છે?
A
$(2, 4)$
B
$(0, \frac{1}{4})$
C
$(\frac{1}{2}, \infty)$
D
$(0, \frac{1}{2})$

Solution

(D) આપેલ વિધેય $f(x) = 2x^2 - \log x$ છે,જ્યાં $x > 0$.
વિધેય કયા અંતરાલમાં ઘટે છે તે શોધવા માટે,આપણે તેનું વિકલન $f'(x)$ શોધીએ.
$f'(x) = \frac{d}{dx}(2x^2 - \log x) = 4x - \frac{1}{x}$.
વિધેય $f(x)$ ત્યારે ઘટે છે જ્યારે $f'(x) < 0$ હોય.
$4x - \frac{1}{x} < 0$
$\Rightarrow \frac{4x^2 - 1}{x} < 0$.
અહીં $x > 0$ હોવાથી,અસમતાની નિશાની બદલાયા વગર આપણે $x$ વડે ગુણી શકીએ:
$4x^2 - 1 < 0$
$\Rightarrow 4x^2 < 1$
$\Rightarrow x^2 < \frac{1}{4}$
$\Rightarrow |x| < \frac{1}{2}$.
આથી $x \in (-\frac{1}{2}, \frac{1}{2})$ મળે.
શરત $x > 0$ આપેલ હોવાથી,અંતરાલ $x \in (0, \frac{1}{2})$ થશે.
આમ,વિધેય $(0, \frac{1}{2})$ અંતરાલમાં ઘટે છે.
353
EasyMCQ
વિધેય $f(x) = x \cdot e^{x(1-x)}$ એ
A
$\left[-\frac{1}{2}, 1\right]$ માં વધતું વિધેય છે
B
$\left[-\frac{1}{2}, 1\right]$ માં ઘટતું વિધેય છે
C
$R$ માં વધતું વિધેય છે
D
$R$ માં ઘટતું વિધેય છે

Solution

(A) આપેલ વિધેય $f(x) = x \cdot e^{x-x^2}$ છે.
વધતા કે ઘટતા અંતરાલ શોધવા માટે,આપણે વિકલિત $f'(x)$ શોધીએ.
ગુણાકારના નિયમ અને સાંકળના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: $f'(x) = 1 \cdot e^{x-x^2} + x \cdot e^{x-x^2} \cdot (1-2x)$.
$f'(x) = e^{x-x^2} [1 + x(1-2x)] = e^{x-x^2} (1 + x - 2x^2)$.
દ્વિઘાત પદાવલિના અવયવ પાડતા: $1 + x - 2x^2 = -(2x^2 - x - 1) = -(2x+1)(x-1) = (2x+1)(1-x)$.
તેથી,$f'(x) = e^{x-x^2} (2x+1)(1-x)$.
વિધેય વધતું હોય તે માટે,$f'(x) \geq 0$ હોવું જોઈએ.
કારણ કે $e^{x-x^2} > 0$ તમામ $x \in R$ માટે,$f'(x)$ ની નિશાની $(2x+1)(1-x)$ પર આધાર રાખે છે.
$(2x+1)(1-x) \geq 0$ નો અર્થ છે કે $-\frac{1}{2} \leq x \leq 1$.
આમ,વિધેય અંતરાલ $\left[-\frac{1}{2}, 1\right]$ માં વધતું વિધેય છે.
354
DifficultMCQ
અંતરાલ $(-3,3)$ માં,વિધેય $f(x) = \frac{x}{3} + \frac{3}{x}, x \neq 0$ એ :
A
વધતું વિધેય છે
B
ઘટતું વિધેય છે
C
ન વધતું કે ન ઘટતું વિધેય છે
D
અંશતઃ વધતું અને અંશતઃ ઘટતું વિધેય છે

Solution

(B) આપેલ છે કે $f(x) = \frac{x}{3} + \frac{3}{x}$.
પ્રથમ,આપણે વિકલિત $f'(x)$ શોધીએ:
$f'(x) = \frac{1}{3} - \frac{3}{x^2} = \frac{x^2 - 9}{3x^2}$.
વિધેય ઘટતું હોય તે માટે,આપણે $f'(x) < 0$ હોવું જરૂરી છે.
કારણ કે $3x^2 > 0$ દરેક $x \neq 0$ માટે,$f'(x)$ ની નિશાની અંશ $x^2 - 9$ પર આધાર રાખે છે.
આપણને $x^2 - 9 < 0$ મળે છે જ્યારે $x^2 < 9$,જેનો અર્થ છે કે $|x| < 3$,અથવા $x \in (-3, 3)$.
તેથી,$f'(x) < 0$ દરેક $x \in (-3, 3) \setminus \{0\}$ માટે હોવાથી,વિધેય $f(x)$ એ અંતરાલ $(-3, 3)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
355
EasyMCQ
નીચેના વિધાનોનું અવલોકન કરો:
$A: f(x) = 2x^3 - 9x^2 + 12x - 3$ એ અંતરાલ $(1, 2)$ ની બહાર વધતું વિધેય છે.
$R: x \in (1, 2)$ માટે $f^{\prime}(x) < 0$.
તો,નીચેનામાંથી કયું સાચું છે?
A
$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ માટેનું સાચું કારણ નથી.
B
$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ માટેનું સાચું કારણ છે.
C
$A$ સાચું છે પણ $R$ ખોટું છે.
D
$A$ ખોટું છે પણ $R$ સાચું છે.

Solution

(A) આપેલ વિધેય: $f(x) = 2x^3 - 9x^2 + 12x - 3$ $(i)$
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$f^{\prime}(x) = 6x^2 - 18x + 12 = 6(x^2 - 3x + 2) = 6(x - 1)(x - 2)$ (ii)
$f(x)$ વધતું વિધેય હોય તે માટે,$f^{\prime}(x) > 0$ હોવું જોઈએ.
$6(x - 1)(x - 2) > 0$
આ શરત ત્યારે જ સંતોષાય છે જ્યારે $x < 1$ અથવા $x > 2$ હોય.

આમ,$f(x)$ એ અંતરાલ $(1, 2)$ ની બહાર વધતું વિધેય છે. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
વિધાન $R$ માટે,આપણે ઘટતા વિધેયની શરત ચકાસીએ: $f^{\prime}(x) < 0$.
$6(x - 1)(x - 2) < 0$
આ શરત ત્યારે જ સંતોષાય છે જ્યારે $1 < x < 2$ હોય.

આમ,$x \in (1, 2)$ માટે $f^{\prime}(x) < 0$ છે. તેથી,વિધાન $R$ સાચું છે.
વિધાન $A$ એ વધતા વિધેયનું વર્ણન કરે છે અને વિધાન $R$ એ ઘટતા વિધેયનું વર્ણન કરે છે,તેથી $R$ એ $A$ માટેનું કારણ નથી.
તેથી,$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ માટેનું સાચું કારણ નથી.
356
DifficultMCQ
જો $\log (1+x)-\frac{2x}{2+x}$ વધતું વિધેય હોય,તો
A
$0 < x < \infty$
B
$-\infty < x < 0$
C
$-\infty < x < \infty$
D
$-1 < x < 2$

Solution

(A) ધારો કે $f(x) = \log(1+x) - \frac{2x}{2+x}$.
વિધેય વ્યાખ્યાયિત થવા માટે,$1+x > 0$ હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે $x > -1$.
હવે,વિકલિત $f'(x)$ શોધો:
$f'(x) = \frac{1}{1+x} - \frac{(2+x)(2) - 2x(1)}{(2+x)^2}$
$f'(x) = \frac{1}{1+x} - \frac{4+2x-2x}{(2+x)^2} = \frac{1}{1+x} - \frac{4}{(2+x)^2}$
વિધેય વધતું હોવા માટે,$f'(x) > 0$:
$\frac{(2+x)^2 - 4(1+x)}{(1+x)(2+x)^2} > 0$
$\frac{4+x^2+4x - 4 - 4x}{(1+x)(2+x)^2} > 0$
$\frac{x^2}{(1+x)(2+x)^2} > 0$
કારણ કે $x^2 \ge 0$ અને $x \neq -2$ માટે $(2+x)^2 > 0$,અસમતા ત્યારે જ સાચી ઠરે છે જ્યારે $1+x > 0$ અને $x \neq 0$ હોય.
આમ,$x > -1$ અને $x \neq 0$.
357
EasyMCQ
જો વક્ર $y=x^3-ax^2+x+1$ પરના દરેક બિંદુ $x \in R$ આગળ દોરેલો સ્પર્શક $X$-અક્ષની ધન દિશા સાથે લઘુકોણ બનાવતો હોય,તો '$a$' ના તમામ શક્ય મૂલ્યોનો ગણ કયો છે?
A
$R-(-\sqrt{3}, \sqrt{3})$
B
$[-3, 3]$
C
$R$
D
$(-\sqrt{3}, \sqrt{3})$

Solution

(D) આપેલ વક્ર $y = x^3 - ax^2 + x + 1$ છે.
સ્પર્શકનો ઢાળ $\frac{dy}{dx} = 3x^2 - 2ax + 1$ દ્વારા મળે છે.
સ્પર્શક $X$-અક્ષની ધન દિશા સાથે લઘુકોણ બનાવતો હોવાથી,દરેક $x \in R$ માટે ઢાળ ધન હોવો જોઈએ.
તેથી,દરેક $x \in R$ માટે $3x^2 - 2ax + 1 > 0$.
દ્વિઘાત પદાવલિ $Ax^2 + Bx + C > 0$ દરેક $x \in R$ માટે સત્ય હોય ત્યારે $A > 0$ અને વિવેચક $D < 0$ હોવું જોઈએ.
અહીં,$A = 3 > 0$ છે,જે શરત સંતોષાય છે.
હવે,$D = B^2 - 4AC < 0$ હોવું જોઈએ.
કિંમતો મૂકતા,$(-2a)^2 - 4(3)(1) < 0$.
$4a^2 - 12 < 0$.
$a^2 - 3 < 0$.
$(a - \sqrt{3})(a + \sqrt{3}) < 0$.
તેથી,$a \in (-\sqrt{3}, \sqrt{3})$.
358
MediumMCQ
જો $f(x)=\sqrt{3} \sin x-\cos x-2 a x+b$ એ $x$ ની તમામ કિંમતો માટે ઘટતું વિધેય હોય,તો
A
$a \geq 1$
B
$a=1$
C
$a \leq 1$
D
$a < 1$

Solution

(A) આપેલ વિધેય $f(x)=\sqrt{3} \sin x-\cos x-2 a x+b$ છે.
$f(x)$ ઘટતું વિધેય હોવાની શરત મેળવવા માટે,આપણે તેનું વિકલન $f^{\prime}(x)$ શોધીએ.
$f^{\prime}(x)=\sqrt{3} \cos x+\sin x-2 a$.
આને $f^{\prime}(x)=2 \left( \frac{\sqrt{3}}{2} \cos x+\frac{1}{2} \sin x \right)-2 a$ તરીકે લખી શકાય.
નિત્યસમ $\sin(A+B) = \sin A \cos B + \cos A \sin B$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને $f^{\prime}(x)=2 \sin \left(x+\frac{\pi}{3}\right)-2 a$ મળે છે.
$f(x)$ તમામ $x$ માટે ઘટતું હોવાથી,$f^{\prime}(x) \leq 0$ થવું જોઈએ.
$2 \sin \left(x+\frac{\pi}{3}\right)-2 a \leq 0$.
$2 a \geq 2 \sin \left(x+\frac{\pi}{3}\right)$.
$a \geq \sin \left(x+\frac{\pi}{3}\right)$.
કારણ કે $\sin \left(x+\frac{\pi}{3}\right)$ ની મહત્તમ કિંમત $1$ છે,તેથી તમામ $x$ માટે આ અસમતા સાચી ઠરવા માટે $a \geq 1$ હોવું જરૂરી છે.
359
EasyMCQ
વક્ર $y=x^4+5x^3+9x^2+6x+2$ ને દોરેલા સ્પર્શકોના ઢાળ વધતા હોય તેવો મહત્તમ અંતરાલ કયો છે?
A
$\left[\frac{-3}{2}, -1\right]$
B
$\left[1, \frac{3}{2}\right]$
C
$R-\left[1, \frac{3}{2}\right]$
D
$R-\left(\frac{-3}{2}, -1\right)$

Solution

(D) ધારો કે $f(x) = y = x^4+5x^3+9x^2+6x+2$.
વક્રના સ્પર્શકનો ઢાળ $m(x) = \frac{dy}{dx} = 4x^3+15x^2+18x+6$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સ્પર્શકનો ઢાળ $m(x)$ વધતો હોય તે માટે,તેનું વિકલન શૂન્ય અથવા શૂન્યથી મોટું હોવું જોઈએ,એટલે કે $\frac{dm}{dx} = \frac{d^2y}{dx^2} \ge 0$.
દ્વિતીય વિકલન ગણતા: $\frac{d^2y}{dx^2} = 12x^2+30x+18$.
દ્વિઘાત પદાવલિના અવયવ પાડતા: $12x^2+30x+18 = 6(2x^2+5x+3) = 6(2x+3)(x+1)$.
આપણે $6(2x+3)(x+1) \ge 0$ ની જરૂર છે.
નિર્ણાયક બિંદુઓ $x = -\frac{3}{2}$ અને $x = -1$ છે.
અંતરાલો તપાસતા:
$1$) $x \in (-\infty, -\frac{3}{2}]$ માટે,$\frac{d^2y}{dx^2} \ge 0$.
$2$) $x \in [-\frac{3}{2}, -1]$ માટે,$\frac{d^2y}{dx^2} \le 0$.
$3$) $x \in [-1, \infty)$ માટે,$\frac{d^2y}{dx^2} \ge 0$.
આમ,ઢાળ $(-\infty, -\frac{3}{2}] \cup [-1, \infty)$ અંતરાલમાં વધે છે,જેને $R - (-\frac{3}{2}, -1)$ તરીકે લખી શકાય છે.
Solution diagram
360
MediumMCQ
જો $f(x) = x + \log \left( \frac{x-1}{x+1} \right)$ એ સુવ્યાખ્યાયિત વાસ્તવિક વિધેય હોય,તો $f$ એ
A
એકવિધ ઘટતું વિધેય છે
B
એકવિધ વધતું વિધેય છે
C
$(1, \infty)$ માં વધતું અને $(-\infty, -1)$ માં ઘટતું વિધેય છે
D
$(1, \infty)$ માં ઘટતું અને $(-\infty, -1)$ માં વધતું વિધેય છે

Solution

(B) વિધેય $f(x) = x + \log \left( \frac{x-1}{x+1} \right)$ નો પ્રકાર નક્કી કરવા માટે,આપણે તેનું વિકલન $f'(x)$ શોધીએ.
પ્રથમ,વિધેય સુવ્યાખ્યાયિત હોવા માટે,આપણે $\frac{x-1}{x+1} > 0$ ની જરૂર છે,જેનો અર્થ છે કે $x \in (-\infty, -1) \cup (1, \infty)$.
હવે,$x$ ની સાપેક્ષમાં $f(x)$ નું વિકલન કરતા:
$f'(x) = 1 + \frac{d}{dx} [\log(x-1) - \log(x+1)]$
$f'(x) = 1 + \left( \frac{1}{x-1} - \frac{1}{x+1} \right)$
$f'(x) = 1 + \frac{(x+1) - (x-1)}{(x-1)(x+1)}$
$f'(x) = 1 + \frac{2}{x^2 - 1}$
$f'(x) = \frac{x^2 - 1 + 2}{x^2 - 1} = \frac{x^2 + 1}{x^2 - 1}$
બધા વાસ્તવિક $x$ માટે $x^2 + 1 > 0$ હોવાથી,$f'(x)$ ની નિશાની છેદ $x^2 - 1$ પર આધાર રાખે છે.
$x \in (1, \infty)$ માટે,$x^2 > 1$,તેથી $x^2 - 1 > 0$,જેનો અર્થ છે કે $f'(x) > 0$. આમ,$f$ એ $(1, \infty)$ માં વધતું વિધેય છે.
$x \in (-\infty, -1)$ માટે,$x^2 > 1$,તેથી $x^2 - 1 > 0$,જેનો અર્થ છે કે $f'(x) > 0$. આમ,$f$ એ $(-\infty, -1)$ માં વધતું વિધેય છે.
તેથી,$f$ તેના પ્રદેશમાં એકવિધ વધતું વિધેય છે.
361
MediumMCQ
એક વાસ્તવિક મૂલ્ય ધરાવતું વિધેય $f:[4, \infty) \rightarrow R$ એ $f(x)=(x^2+x+1)^{(x^2-3x-4)}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત છે,તો $f$ એ
A
એકવિધ ઘટતું વિધેય છે
B
એકવિધ વધતું વિધેય છે
C
$(4,5)$ માં વધતું અને $(5, \infty)$ માં ઘટતું વિધેય છે
D
$(4,5)$ માં ઘટતું અને $(5, \infty)$ માં વધતું વિધેય છે

Solution

(B) આપેલ છે $f(x) = (x^2+x+1)^{(x^2-3x-4)}$.
બંને બાજુ પ્રાકૃતિક લઘુગણક લેતા,આપણને મળે $\ln(f(x)) = (x^2-3x-4) \ln(x^2+x+1)$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{f'(x)}{f(x)} = (2x-3) \ln(x^2+x+1) + (x^2-3x-4) \cdot \frac{2x+1}{x^2+x+1}$.
$x \in [4, \infty)$ માટે,$x^2+x+1 > 0$ અને $x^2-3x-4 = (x-4)(x+1) \ge 0$.
કારણ કે $x \ge 4$,$(2x-3) > 0$ અને $\ln(x^2+x+1) > 0$,અને $(x^2-3x-4) \ge 0$ અને $(2x+1) > 0$.
આમ,$f'(x) = f(x) [ (2x-3) \ln(x^2+x+1) + \frac{(x^2-3x-4)(2x+1)}{x^2+x+1} ] > 0$ તમામ $x > 4$ માટે.
તેથી,$f(x)$ એ એકવિધ વધતું વિધેય છે.
362
MediumMCQ
વાસ્તવિક સંખ્યા $a$ માટે,જો વાસ્તવિક વિધેય $f(x) = 4x^3 + ax^2 + 3x - 2$ તેના પ્રદેશમાં એકવિધ (monotonic) હોય,તો $a$ નો વિસ્તાર શોધો.
A
$(-6, 6)$
B
ખાલી ગણ
C
$(-2, 2)$
D
$(2, 4)$

Solution

(A) વિધેય $f(x)$ એકવિધ ત્યારે જ કહેવાય જો તે તેના સમગ્ર પ્રદેશમાં કાં તો વધતું હોય અથવા ઘટતું હોય.
આનો અર્થ એ છે કે તેનું વિકલન $f'(x)$ પોતાની નિશાની બદલતું નથી.
આપેલ વિધેય $f(x) = 4x^3 + ax^2 + 3x - 2$ નું વિકલન કરતા:
$f'(x) = 12x^2 + 2ax + 3$.
વિધેય એકવિધ હોવા માટે $f'(x) \geq 0$ અથવા $f'(x) \leq 0$ હોવું જોઈએ.
અહીં $x^2$ નો સહગુણક $12 > 0$ હોવાથી,પરવલય $f'(x)$ ઉપરની તરફ ખુલે છે,તેથી $f'(x) \geq 0$ હોવું જરૂરી છે.
આ શરત ત્યારે જ સંતોષાય જો વિવેચક $D \leq 0$ હોય.
વિવેચક $D = (2a)^2 - 4(12)(3) = 4a^2 - 144$.
$D \leq 0$ લેતા,$4a^2 - 144 \leq 0$,એટલે કે $a^2 \leq 36$.
તેથી,$-6 \leq a \leq 6$,એટલે કે $a \in [-6, 6]$.
આપેલ વિકલ્પો મુજબ,$(-6, 6)$ એ સાચો જવાબ છે.
363
MediumMCQ
વાસ્તવિક મૂલ્ય ધરાવતું વિધેય $f(x) = \frac{x^2}{2} - \log(x^2 + x + 1)$ એ
A
$(1, \infty)$ માં ચુસ્ત રીતે ઘટતું વિધેય છે
B
$(1, \infty)$ માં ચુસ્ત રીતે વધતું વિધેય છે
C
$(-\infty, 0)$ માં ચુસ્ત રીતે વધતું વિધેય છે
D
$(0, \infty)$ માં ચુસ્ત રીતે ઘટતું વિધેય છે

Solution

(B) વિધેય વધતું કે ઘટતું છે તે નક્કી કરવા માટે,આપણે તેનું વિકલિત $f'(x)$ શોધીએ.
$f'(x) = \frac{d}{dx} \left( \frac{x^2}{2} - \log(x^2 + x + 1) \right) = x - \frac{2x + 1}{x^2 + x + 1}$.
$f'(x) = \frac{x(x^2 + x + 1) - (2x + 1)}{x^2 + x + 1} = \frac{x^3 + x^2 + x - 2x - 1}{x^2 + x + 1} = \frac{x^3 + x^2 - x - 1}{x^2 + x + 1}$.
અંશના અવયવ પાડતા: $x^2(x + 1) - 1(x + 1) = (x^2 - 1)(x + 1) = (x - 1)(x + 1)^2$.
તેથી,$f'(x) = \frac{(x - 1)(x + 1)^2}{x^2 + x + 1}$.
અહીં $x^2 + x + 1 > 0$ અને $(x + 1)^2 \ge 0$ હોવાથી,$f'(x)$ ની નિશાની $(x - 1)$ પર આધાર રાખે છે.
જ્યારે $x > 1$ હોય ત્યારે $f'(x) > 0$ થાય,તેથી વિધેય $(1, \infty)$ માં ચુસ્ત રીતે વધતું વિધેય છે.
આમ,વિકલ્પ $B$ સાચો છે.
364
MediumMCQ
જો વાસ્તવિક મૂલ્ય ધરાવતું વિધેય $f(x) = \log \left(\frac{1+x}{1-x}\right) - 2x - \frac{x^3}{1-x^2}$ જે અંતરાલ $(a, b)$ માં ઘટતું વિધેય હોય,જ્યાં $|b-a|$ મહત્તમ છે,તો $\frac{a}{b} =$
A
$-1$
B
$1$
C
$\frac{2}{3}$
D
$\frac{3}{2}$

Solution

(A) વિધેય $f(x) = \log \left(\frac{1+x}{1-x}\right) - 2x - \frac{x^3}{1-x^2}$ નો પ્રદેશ $\frac{1+x}{1-x} > 0$ દ્વારા નક્કી થાય છે,જેનો અર્થ છે કે $x \in (-1, 1)$.
પ્રથમ,આપણે $f(x)$ માટેના પદને સરળ બનાવીએ:
$f(x) = \log(1+x) - \log(1-x) - 2x - \frac{x^3}{1-x^2}$.
હવે,આપણે વિકલિત $f'(x)$ શોધીએ:
$f'(x) = \frac{1}{1+x} + \frac{1}{1-x} - 2 - \frac{d}{dx} \left( \frac{x^3}{1-x^2} \right)$.
$f'(x) = \frac{(1-x) + (1+x)}{1-x^2} - 2 - \frac{3x^2(1-x^2) - x^3(-2x)}{(1-x^2)^2}$.
$f'(x) = \frac{2}{1-x^2} - 2 - \frac{3x^2 - 3x^4 + 2x^4}{(1-x^2)^2}$.
$f'(x) = \frac{2(1-x^2) - 2(1-x^2)^2 - (3x^2 - x^4)}{(1-x^2)^2}$.
$f'(x) = \frac{2 - 2x^2 - 2(1 - 2x^2 + x^4) - 3x^2 + x^4}{(1-x^2)^2}$.
$f'(x) = \frac{2 - 2x^2 - 2 + 4x^2 - 2x^4 - 3x^2 + x^4}{(1-x^2)^2} = \frac{-x^4 - x^2}{(1-x^2)^2} = -\frac{x^2(x^2+1)}{(1-x^2)^2}$.
બધા $x \in (-1, 1) \setminus \{0\}$ માટે $x^2(x^2+1) > 0$ અને $(1-x^2)^2 > 0$ હોવાથી,બધા $x \in (-1, 1)$ માટે $f'(x) < 0$ થાય છે.
આમ,વિધેય સમગ્ર અંતરાલ $(-1, 1)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
અહીં,$a = -1$ અને $b = 1$,તેથી $\frac{a}{b} = \frac{-1}{1} = -1$.
365
MediumMCQ
જો $f(x) = kx^3 - 3x^2 - 12x + 8$ એ તમામ $x \in R$ માટે ચુસ્ત રીતે ઘટતું વિધેય હોય,તો:
A
$k < -\frac{1}{4}$
B
$k > -\frac{1}{4}$
C
$k > \frac{1}{4}$
D
$k < \frac{1}{4}$

Solution

(A) આપેલ વિધેય $f(x) = kx^3 - 3x^2 - 12x + 8$ છે.
$f(x)$ તમામ $x \in R$ માટે ચુસ્ત રીતે ઘટતું હોવાથી,$f'(x) < 0$ થવું જોઈએ.
વિકલન કરતા: $f'(x) = 3kx^2 - 6x - 12$.
કોઈપણ દ્વિઘાત પદાવલિ $ax^2 + bx + c$ તમામ $x$ માટે ઋણ હોય તે માટે $a < 0$ અને વિવેચક $D < 0$ હોવો જોઈએ.
અહીં,$a = 3k$,$b = -6$,અને $c = -12$.
શરત $1$: $3k < 0 \Rightarrow k < 0$.
શરત $2$: $D = b^2 - 4ac < 0$.
$(-6)^2 - 4(3k)(-12) < 0$.
$36 + 144k < 0$.
$144k < -36$.
$k < -\frac{36}{144} \Rightarrow k < -\frac{1}{4}$.
આમ,$k < -\frac{1}{4}$ એ સાચો જવાબ છે.
366
EasyMCQ
ધારો કે $R^* = R - \left\{ (2k - 1) \frac{\pi}{2} \mid k \in I \right\}$. વિધેય $f: R^* \rightarrow R$ એ $f(x) = \tan x - x$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત છે,તો $f(x)$ એ
A
વધતું વિધેય છે
B
ઘટતું વિધેય છે
C
$x = 0$ આગળ ન્યૂનતમ છે
D
આવર્તી વિધેય છે

Solution

(A) આપેલ છે: $f(x) = \tan x - x$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $f'(x) = \sec^2 x - 1$ મળે છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે પ્રદેશ $R^*$ માં તમામ $x$ માટે $\sec^2 x \geq 1$ થાય છે.
તેથી,$f'(x) = \sec^2 x - 1 \geq 0$.
કારણ કે વિકલિત $f'(x) \geq 0$ એ તમામ $x \in R^*$ માટે સત્ય છે,તેથી વિધેય $f(x)$ એ વધતું વિધેય છે.
આમ,વિકલ્પ $A$ સાચો છે.
367
EasyMCQ
$f(x) = \frac{1}{2}[|\sin x| + \sin x]$,$0 < x \leq 2\pi$ વ્યાખ્યાયિત કરો. તો,$f$ એ
A
$\left(\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2}\right)$ માં વધતું વિધેય છે
B
$\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ માં ઘટતું અને $\left(\frac{\pi}{2}, \pi\right)$ માં વધતું વિધેય છે
C
$\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ માં વધતું અને $\left(\frac{\pi}{2}, \pi\right)$ માં ઘટતું વિધેય છે
D
$\left(0, \frac{\pi}{4}\right)$ માં વધતું અને $\left(\frac{\pi}{4}, \pi\right)$ માં ઘટતું વિધેય છે

Solution

(C) આપેલ છે,$f(x) = \frac{1}{2}[|\sin x| + \sin x]$,$0 < x \leq 2\pi$ માટે.
કિસ્સો $I$: જ્યારે $0 < x \leq \pi$,ત્યારે $\sin x \geq 0$,તેથી $|\sin x| = \sin x$.
આમ,$f(x) = \frac{1}{2}[\sin x + \sin x] = \sin x$.
વિકલન કરતા,$f'(x) = \cos x$.
$0 < x < \frac{\pi}{2}$ માટે,$f'(x) = \cos x > 0$,તેથી $f(x)$ વધતું વિધેય છે.
$\frac{\pi}{2} < x < \pi$ માટે,$f'(x) = \cos x < 0$,તેથી $f(x)$ ઘટતું વિધેય છે.
કિસ્સો $II$: જ્યારે $\pi < x \leq 2\pi$,ત્યારે $\sin x \leq 0$,તેથી $|\sin x| = -\sin x$.
આમ,$f(x) = \frac{1}{2}[-\sin x + \sin x] = 0$.
તેથી,$f(x)$ એ $\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ માં વધતું અને $\left(\frac{\pi}{2}, \pi\right)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
368
EasyMCQ
નીચેના વિધાનોનું અવલોકન કરો $A$: $f(x)=2x^3-9x^2+12x-3$ એ અંતરાલ $(1,2)$ ની બહાર વધતું વિધેય છે. $R$: $x \in (1,2)$ માટે $f'(x) < 0$. તો,નીચેનામાંથી કયું સાચું છે?
A
$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ માટેનું સાચું કારણ નથી
B
$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,અને $R$ એ $A$ માટેનું સાચું કારણ છે
C
$A$ સાચું છે પરંતુ $R$ ખોટું છે
D
$A$ ખોટું છે પરંતુ $R$ સાચું છે

Solution

(A) વિધેય $f(x) = 2x^3 - 9x^2 + 12x - 3$ માટે,વિકલિત $f'(x) = 6x^2 - 18x + 12 = 6(x^2 - 3x + 2) = 6(x-1)(x-2)$ છે.
$f(x)$ વધતું વિધેય હોય તે માટે,આપણે $f'(x) > 0$ ની જરૂર છે,જેનો અર્થ છે કે $6(x-1)(x-2) > 0$. આ અસમતા ત્યારે સાચી પડે છે જ્યારે $x < 1$ અથવા $x > 2$ હોય. આમ,$f(x)$ એ અંતરાલ $(1,2)$ ની બહાર વધતું વિધેય છે. તેથી,વિધાન $A$ સાચું છે.
વિધાન $R$ માટે,આપણે $f'(x) < 0$ શરત તપાસીએ છીએ. આ અસમતા $6(x-1)(x-2) < 0$ ત્યારે સાચી પડે છે જ્યારે $x \in (1,2)$ હોય. તેથી,વિધાન $R$ સાચું છે.
વિધાન $A$ વધતા વિધેયનું વર્ણન કરે છે અને વિધાન $R$ ઘટતા વિધેયનું વર્ણન કરે છે,તેથી $R$ એ $A$ માટેનું કારણ નથી. આમ,$A$ અને $R$ બંને સાચા છે,પરંતુ $R$ એ $A$ માટેનું સાચું કારણ નથી.
369
MediumMCQ
વિધાન $(A)$: વિધેય $f(x) = x - \log \left(\frac{1+x}{x}\right), x > 0$ ને કોઈ મહત્તમ મૂલ્ય નથી. કારણ $(R)$: જો કોઈ વિધેય $f(x)$ અંતરાલ $(a, b)$ માં ચુસ્ત વધતું વિધેય હોય,તો $(a, b)$ ના કોઈપણ બિંદુએ $f^{\prime}(x) \neq 0$ થાય. નીચેનામાંથી સાચો વિકલ્પ પસંદ કરો.
A
$(A)$ સાચું છે,$(R)$ સાચું છે અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.
B
$(A)$ સાચું છે,$(R)$ સાચું છે પણ $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી નથી.
C
$(A)$ સાચું છે પણ $(R)$ ખોટું છે.
D
$(A)$ ખોટું છે પણ $(R)$ સાચું છે.

Solution

(A) આપેલ વિધેય: $f(x) = x - \log \left(\frac{1+x}{x}\right), x > 0$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$f^{\prime}(x) = \frac{d}{dx}(x) - \frac{d}{dx} \log \left(\frac{1+x}{x}\right) = 1 - \frac{x}{1+x} \cdot \frac{d}{dx} \left( \frac{1}{x} + 1 \right) = 1 - \frac{x}{1+x} \cdot \left( -\frac{1}{x^2} \right) = 1 + \frac{1}{x(1+x)}$.
કારણ કે $x > 0$,તેથી $x(1+x) > 0$,અને તેથી $f^{\prime}(x) = 1 + \frac{1}{x(1+x)} > 1 > 0$ તમામ $x > 0$ માટે.
કારણ કે $f^{\prime}(x) > 0$ પ્રદેશના તમામ $x$ માટે છે,તેથી વિધેય $f(x)$ ચુસ્ત વધતું વિધેય છે અને તેને કોઈ સ્થાનિક મહત્તમ કે ન્યૂનતમ મૂલ્ય નથી.
કારણ $(R)$ જણાવે છે કે જો વિધેય ચુસ્ત વધતું હોય,તો $f^{\prime}(x) \neq 0$ થાય. આ ચુસ્ત વધતા વિધેયનો પ્રમાણિત ગુણધર્મ છે.
આમ,$(A)$ અને $(R)$ બંને સાચા છે,અને $(R)$ એ $(A)$ ની સાચી સમજૂતી છે.
370
MediumMCQ
જો $f(x) = \int_x^{x+1} e^{-t^2} dt$ હોય,તો જે અંતરાલમાં $f(x)$ ઘટતું વિધેય છે તે અંતરાલ કયું છે?
A
$\left(-\frac{1}{2}, \infty\right)$
B
$(-\infty, 2)$
C
$(-\infty, 0)$
D
$(-2, 2)$

Solution

(A) આપેલ છે કે $f(x) = \int_x^{x+1} e^{-t^2} dt$.
સંકલન ચિહ્ન હેઠળ વિકલન માટે લેબનિઝના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે છે:
$f'(x) = e^{-(x+1)^2} \cdot \frac{d}{dx}(x+1) - e^{-x^2} \cdot \frac{d}{dx}(x)$
$f'(x) = e^{-(x+1)^2} - e^{-x^2}$
$f(x)$ ઘટતું વિધેય હોવા માટે,$f'(x) < 0$ હોવું જોઈએ.
$e^{-(x+1)^2} - e^{-x^2} < 0$
$e^{-(x+1)^2} < e^{-x^2}$
ઘાતાંકીય વિધેય $e^u$ એ સતત વધતું વિધેય હોવાથી,આપણને મળે છે:
$-(x+1)^2 < -x^2$
$-1$ વડે ગુણતા અસમતા બદલાશે:
$(x+1)^2 > x^2$
$x^2 + 2x + 1 > x^2$
$2x + 1 > 0$
$2x > -1$
$x > -\frac{1}{2}$
આમ,જે અંતરાલમાં $f(x)$ ઘટતું વિધેય છે તે $\left(-\frac{1}{2}, \infty\right)$ છે.
371
MediumMCQ
$f(x) = \cos x - 1 + \frac{x^2}{2!}, x \in R$. તો $f(x)$ એ
A
ઘટતું વિધેય છે
B
વધતું વિધેય છે
C
ન તો વધતું કે ન તો ઘટતું વિધેય છે
D
અચળ $\forall x > 0$

Solution

(C) આપેલ છે $f(x) = \cos x - 1 + \frac{x^2}{2!}$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $f'(x) = -\sin x + x$ મળે છે.
$x > 0$ માટે,આપણે જાણીએ છીએ કે $x > \sin x$,જેનો અર્થ છે કે $x - \sin x > 0$. આમ,$x > 0$ માટે $f'(x) > 0$ છે.
$x < 0$ માટે,આપણે જાણીએ છીએ કે $x < \sin x$,જેનો અર્થ છે કે $x - \sin x < 0$. આમ,$x < 0$ માટે $f'(x) < 0$ છે.
કારણ કે વિકલિત $f'(x)$ એ $x = 0$ આગળ ચિહ્ન બદલે છે,તેથી વિધેય $f(x)$ એ સમગ્ર પ્રદેશ $R$ પર ન તો વધતું કે ન તો ઘટતું વિધેય છે.
Solution diagram
372
EasyMCQ
ધારો કે $f(x)=x^{13}+x^{11}+x^{9}+x^{7}+x^{5}+x^{3}+x+19$. તો,$f(x)=0$ ને
A
$13$ વાસ્તવિક બીજ છે
B
માત્ર એક ધન અને માત્ર બે ઋણ વાસ્તવિક બીજ છે
C
એકથી વધુ વાસ્તવિક બીજ નથી
D
બે ધન અને એક ઋણ વાસ્તવિક બીજ છે

Solution

(C) આપેલ છે કે $f(x) = x^{13} + x^{11} + x^{9} + x^{7} + x^{5} + x^{3} + x + 19$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$f'(x) = 13x^{12} + 11x^{10} + 9x^{8} + 7x^{6} + 5x^{4} + 3x^{2} + 1$.
$f'(x)$ માં $x$ ના તમામ ઘાતાંક બેકી છે અને સહગુણકો ધન હોવાથી,તમામ વાસ્તવિક $x$ માટે $f'(x) \geq 1$ થાય.
આમ,તમામ $x \in \mathbb{R}$ માટે $f'(x) > 0$ છે,જેનો અર્થ છે કે $f(x)$ એ ચુસ્ત વધતું વિધેય છે.
ચુસ્ત વધતું વિધેય $x$-અક્ષને વધુમાં વધુ એક વાર છેદી શકે છે.
તેથી,$f(x) = 0$ ને એકથી વધુ વાસ્તવિક બીજ નથી.
373
MediumMCQ
ધારો કે $\phi(x) = f(x) + f(2a - x)$,$x \in [0, 2a]$ અને તમામ $x \in [0, a]$ માટે $f^{\prime \prime}(x) > 0$ છે. તો $\phi(x)$ એ
A
$[0, a]$ પર વધતું વિધેય છે
B
$[0, a]$ પર ઘટતું વિધેય છે
C
$[0, 2a]$ પર વધતું વિધેય છે
D
$[0, 2a]$ પર ઘટતું વિધેય છે

Solution

(B) આપેલ છે કે $\phi(x) = f(x) + f(2a - x)$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $\phi^{\prime}(x) = f^{\prime}(x) - f^{\prime}(2a - x)$ મળે છે.
આપણને આપેલ છે કે તમામ $x \in [0, a]$ માટે $f^{\prime \prime}(x) > 0$ છે,જેનો અર્થ છે કે $f^{\prime}(x)$ એ ચુસ્ત વધતું વિધેય છે.
$x \in [0, a]$ માટે,આપણી પાસે $x < 2a - x$ છે.
કારણ કે $f^{\prime}(x)$ ચુસ્ત વધતું વિધેય છે,તેથી $x < 2a - x$ નો અર્થ છે કે $f^{\prime}(x) < f^{\prime}(2a - x)$.
તેથી,તમામ $x \in [0, a]$ માટે $\phi^{\prime}(x) = f^{\prime}(x) - f^{\prime}(2a - x) < 0$ થાય છે.
કારણ કે $[0, a]$ પર $\phi^{\prime}(x) < 0$ છે,તેથી $\phi(x)$ એ $[0, a]$ પર ઘટતું વિધેય છે.
374
MediumMCQ
ધારો કે $\phi(x) = f(x) + f(1-x)$ અને $[0, 1]$ માં $f^{\prime \prime}(x) < 0$ છે,તો
A
$\phi$ એ $\left[0, \frac{1}{2}\right]$ માં એકવિધ વધતું અને $\left[\frac{1}{2}, 1\right]$ માં એકવિધ ઘટતું વિધેય છે
B
$\phi$ એ $\left[\frac{1}{2}, 1\right]$ માં એકવિધ વધતું અને $\left[0, \frac{1}{2}\right]$ માં એકવિધ ઘટતું વિધેય છે
C
$\phi$ એ $[0, 1]$ ના કોઈપણ ઉપ-અંતરાલમાં વધતું કે ઘટતું નથી
D
$\phi$ એ $[0, 1]$ માં વધતું વિધેય છે

Solution

(A) આપેલ છે કે $\phi(x) = f(x) + f(1-x)$.
એકવિધતા નક્કી કરવા માટે,આપણે વિકલિત મેળવીએ: $\phi^{\prime}(x) = f^{\prime}(x) - f^{\prime}(1-x)$.
કારણ કે $f^{\prime \prime}(x) < 0$,વિધેય $f^{\prime}(x)$ એ ચુસ્ત રીતે ઘટતું વિધેય છે.
જો $x < \frac{1}{2}$ હોય,તો $x < 1-x$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $f^{\prime}(x) > f^{\prime}(1-x)$ કારણ કે $f^{\prime}$ ઘટતું વિધેય છે.
આમ,$x \in \left[0, \frac{1}{2}\right]$ માટે $\phi^{\prime}(x) = f^{\prime}(x) - f^{\prime}(1-x) > 0$,તેથી $\phi(x)$ એ $\left[0, \frac{1}{2}\right]$ માં વધતું વિધેય છે.
જો $x > \frac{1}{2}$ હોય,તો $x > 1-x$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $f^{\prime}(x) < f^{\prime}(1-x)$ કારણ કે $f^{\prime}$ ઘટતું વિધેય છે.
આમ,$x \in \left[\frac{1}{2}, 1\right]$ માટે $\phi^{\prime}(x) = f^{\prime}(x) - f^{\prime}(1-x) < 0$,તેથી $\phi(x)$ એ $\left[\frac{1}{2}, 1\right]$ માં ઘટતું વિધેય છે.
375
MediumMCQ
વિવૃત અંતરાલ $\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ માં,$\cos x + x \sin x$ પદાવલિ માટે નીચેનામાંથી કયું સત્ય છે?
A
$\cos x + x \sin x < 1$
B
$\cos x + x \sin x > 1$
C
$\cos x + x \sin x$ અને $1$ વચ્ચે કોઈ ચોક્કસ ક્રમ સંબંધ નક્કી કરી શકાતો નથી
D
$\cos x + x \sin x < \frac{1}{2}$

Solution

(B) ધારો કે $f(x) = \cos x + x \sin x - 1$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં $f(x)$ નું વિકલન મેળવો:
$f'(x) = -\sin x + (1 \cdot \sin x + x \cos x) = x \cos x$.
$x \in \left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ માટે,$x > 0$ અને $\cos x > 0$ બંને છે.
તેથી,$x \in \left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ માટે $f'(x) = x \cos x > 0$ થાય.
$f'(x) > 0$ હોવાથી,વિધેય $f(x)$ એ અંતરાલ $\left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ પર ચુસ્ત વધતું વિધેય છે.
$f(x)$ વધતું વિધેય હોવાથી,કોઈપણ $x > 0$ માટે,$f(x) > f(0)$ થાય.
$f(0)$ ની ગણતરી કરો:
$f(0) = \cos(0) + 0 \cdot \sin(0) - 1 = 1 + 0 - 1 = 0$.
આમ,$x \in \left(0, \frac{\pi}{2}\right)$ માટે $f(x) > 0$ થાય.
$\cos x + x \sin x - 1 > 0$
$\cos x + x \sin x > 1$.
376
MediumMCQ
ધારો કે $f(x) = \cos \left(\frac{\pi}{x}\right), x \neq 0$. જો $k$ એક પૂર્ણાંક હોય,તો નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?
A
$f(x)$ એ અંતરાલ $\left(\frac{1}{2k+1}, \frac{1}{2k}\right)$ માં વધતું વિધેય છે
B
$f(x)$ એ અંતરાલ $\left(\frac{1}{2k+1}, \frac{1}{2k}\right)$ માં ઘટતું વિધેય છે
C
$f(x)$ એ અંતરાલ $\left(\frac{1}{2k+2}, \frac{1}{2k+1}\right)$ માં ઘટતું વિધેય છે
D
$f(x)$ એ અંતરાલ $\left(\frac{1}{2k+2}, \frac{1}{2k+1}\right)$ માં વધતું વિધેય છે

Solution

(A) આપેલ છે $f(x) = \cos \left(\frac{\pi}{x}\right)$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$f'(x) = -\sin \left(\frac{\pi}{x}\right) \cdot \left(-\frac{\pi}{x^2}\right) = \frac{\pi}{x^2} \sin \left(\frac{\pi}{x}\right)$.
વિધેય $f(x)$ વધતું હોય તે માટે $f'(x) > 0$ હોવું જોઈએ.
અહીં $\frac{\pi}{x^2} > 0$ હોવાથી,$\sin \left(\frac{\pi}{x}\right) > 0$ હોવું જરૂરી છે.
આ સ્થિતિ ત્યારે સર્જાય છે જ્યારે $2k\pi < \frac{\pi}{x} < (2k+1)\pi$ હોય.
$\pi$ વડે ભાગતા,$2k < \frac{1}{x} < 2k+1$ મળે.
વ્યસ્ત લેતા,અસમતા બદલાશે: $\frac{1}{2k+1} < x < \frac{1}{2k}$.
આમ,$f(x)$ એ અંતરાલ $\left(\frac{1}{2k+1}, \frac{1}{2k}\right)$ માં વધતું વિધેય છે.
વિધેય $f(x)$ ઘટતું હોય તે માટે $f'(x) < 0$ હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે કે $\sin \left(\frac{\pi}{x}\right) < 0$.
આ સ્થિતિ ત્યારે સર્જાય છે જ્યારે $(2k+1)\pi < \frac{\pi}{x} < (2k+2)\pi$ હોય.
$\pi$ વડે ભાગતા,$2k+1 < \frac{1}{x} < 2k+2$ મળે.
વ્યસ્ત લેતા,$\frac{1}{2k+2} < x < \frac{1}{2k+1}$ મળે.
આમ,$f(x)$ એ અંતરાલ $\left(\frac{1}{2k+2}, \frac{1}{2k+1}\right)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
377
MediumMCQ
$f(x) = \sin x - \cos x - Kx + 5$ એ તમામ ધન વાસ્તવિક કિંમતો $x$ માટે ઘટતું વિધેય હોય તે માટે $K$ ની કિંમત શોધો.
A
$K < 1$
B
$K \geq 1$
C
$K > \sqrt{2}$
D
$K < \sqrt{2}$

Solution

(B) આપેલ છે કે $f(x) = \sin x - \cos x - Kx + 5$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$f'(x) = \cos x + \sin x - K$ મળે.
વિધેય તમામ $x > 0$ માટે ઘટતું હોવાથી,$f'(x) \leq 0$ થવું જોઈએ.
આથી,$\cos x + \sin x - K \leq 0$,એટલે કે $K \geq \cos x + \sin x$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\cos x + \sin x$ ની મહત્તમ કિંમત $\sqrt{1^2 + 1^2} = \sqrt{2}$ છે.
તેથી,$K \geq \cos x + \sin x$ તમામ $x$ માટે સાચું રહે તે માટે,$K$ એ $\cos x + \sin x$ ની મહત્તમ કિંમત કરતા મોટું અથવા તેના જેટલું હોવું જોઈએ.
આમ,$K \geq \sqrt{2}$.
378
EasyMCQ
જો $f(x)=e^{x}(x-2)^{2}$ હોય,તો
A
$f$ એ $(-\infty, 0)$ અને $(2, \infty)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(0, 2)$ માં ઘટતું વિધેય છે
B
$f$ એ $(-\infty, 0)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(0, \infty)$ માં ઘટતું વિધેય છે
C
$f$ એ $(2, \infty)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(-\infty, 0)$ માં ઘટતું વિધેય છે
D
$f$ એ $(0, 2)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(-\infty, 0)$ તથા $(2, \infty)$ માં ઘટતું વિધેય છે

Solution

(A) આપેલ વિધેય $f(x)=e^{x}(x-2)^{2}$ છે.
વધતા અને ઘટતા વિધેયના અંતરાલ શોધવા માટે,આપણે વિકલિત $f^{\prime}(x)$ શોધીએ:
$f^{\prime}(x) = \frac{d}{dx}[e^{x}(x-2)^{2}]$
ગુણાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$f^{\prime}(x) = e^{x}(x-2)^{2} + e^{x} \cdot 2(x-2)$
$f^{\prime}(x) = e^{x}(x-2)[(x-2) + 2]$
$f^{\prime}(x) = x(x-2)e^{x}$
હવે,આપણે $f^{\prime}(x)$ ની નિશાની નક્કી કરીએ:
બધા $x \in \mathbb{R}$ માટે $e^{x} > 0$ હોવાથી,$f^{\prime}(x)$ ની નિશાની $x(x-2)$ પર આધાર રાખે છે.
- $x \in (-\infty, 0)$ માટે,$x < 0$ અને $(x-2) < 0$,તેથી $f^{\prime}(x) > 0$ (વધતું વિધેય).
- $x \in (0, 2)$ માટે,$x > 0$ અને $(x-2) < 0$,તેથી $f^{\prime}(x) < 0$ (ઘટતું વિધેય).
- $x \in (2, \infty)$ માટે,$x > 0$ અને $(x-2) > 0$,તેથી $f^{\prime}(x) > 0$ (વધતું વિધેય).
આમ,$f$ એ $(-\infty, 0)$ અને $(2, \infty)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(0, 2)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
Solution diagram
379
MediumMCQ
જો $F(x) = \int_{0}^{x} \frac{\cos t}{1+t^{2}} dt$,જ્યાં $0 \leq x \leq 2\pi$,તો નીચેનામાંથી શું સાચું છે?
A
$F$ એ $(\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2})$ માં વધતું વિધેય છે અને $(0, \frac{\pi}{2})$ તથા $(\frac{3\pi}{2}, 2\pi)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
B
$F$ એ $(0, \pi)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(\pi, 2\pi)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
C
$F$ એ $(\pi, 2\pi)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(0, \pi)$ માં ઘટતું વિધેય છે.
D
$F$ એ $(0, \frac{\pi}{2})$ અને $(\frac{3\pi}{2}, 2\pi)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2})$ માં ઘટતું વિધેય છે.

Solution

(D) આપેલ વિધેય $F(x) = \int_{0}^{x} \frac{\cos t}{1+t^{2}} dt$ છે,જ્યાં $0 \leq x \leq 2\pi$.
વધતા અને ઘટતા અંતરાલો નક્કી કરવા માટે,આપણે લેબનીઝના નિયમનો ઉપયોગ કરીને વિકલન $F'(x)$ શોધીએ:
$F'(x) = \frac{\cos x}{1+x^{2}}$.
બધા $x$ માટે $1+x^{2} > 0$ હોવાથી,$F'(x)$ ની નિશાની માત્ર $\cos x$ પર આધાર રાખે છે.
$F(x)$ વધતું વિધેય છે જ્યારે $F'(x) > 0$,જે ત્યારે થાય છે જ્યારે $\cos x > 0$. અંતરાલ $[0, 2\pi]$ માં,$\cos x > 0$ એ $x \in (0, \frac{\pi}{2}) \cup (\frac{3\pi}{2}, 2\pi)$ માટે છે.
$F(x)$ ઘટતું વિધેય છે જ્યારે $F'(x) < 0$,જે ત્યારે થાય છે જ્યારે $\cos x < 0$. અંતરાલ $[0, 2\pi]$ માં,$\cos x < 0$ એ $x \in (\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2})$ માટે છે.
આમ,$F$ એ $(0, \frac{\pi}{2})$ અને $(\frac{3\pi}{2}, 2\pi)$ માં વધતું વિધેય છે અને $(\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2})$ માં ઘટતું વિધેય છે.
380
DifficultMCQ
જો $f$ એ વાસ્તવિક મૂલ્ય ધરાવતું વિકલનીય વિધેય છે કે જેથી તમામ વાસ્તવિક $x$ માટે $f(x) f^{\prime}(x) < 0$ થાય,તો
A
$f(x)$ વધતું વિધેય હોવું જોઈએ
B
$f(x)$ ઘટતું વિધેય હોવું જોઈએ
C
$|f(x)|$ વધતું વિધેય હોવું જોઈએ
D
$|f(x)|$ ઘટતું વિધેય હોવું જોઈએ

Solution

(D) આપેલ છે કે,$f(x) f^{\prime}(x) < 0$. આનો અર્થ એ છે કે તમામ $x \in R$ માટે $f(x)$ અને $f^{\prime}(x)$ વિરુદ્ધ ચિહ્ન ધરાવે છે.
વિધેય $g(x) = |f(x)|$ ધ્યાનમાં લો.
તેથી $g(x)^2 = |f(x)|^2 = f(x)^2$.
બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $2g(x) g^{\prime}(x) = 2f(x) f^{\prime}(x)$ મળે છે.
આમ,$g^{\prime}(x) = \frac{f(x) f^{\prime}(x)}{g(x)} = \frac{f(x) f^{\prime}(x)}{|f(x)|}$.
કારણ કે $f(x) f^{\prime}(x) < 0$ અને તમામ $x$ માટે જ્યાં $f(x) \neq 0$ ત્યાં $|f(x)| > 0$ છે,તેથી $g^{\prime}(x) < 0$ થાય.
તેથી,$|f(x)|$ એ ઘટતું વિધેય છે.
381
MediumMCQ
$f(x) = \begin{cases} 0, & x = 0 \\ x - 3, & x > 0 \end{cases}$. વિધેય $f(x)$ એ
A
જ્યારે $x \geq 0$ હોય ત્યારે વધતું વિધેય છે
B
જ્યારે $x > 0$ હોય ત્યારે ચુસ્ત વધતું વિધેય છે
C
$x = 0$ આગળ ચુસ્ત વધતું વિધેય છે
D
$x = 0$ આગળ સતત નથી અને તેથી તે $x > 0$ માટે વધતું વિધેય નથી

Solution

(B) આપેલ વિધેય $f(x) = \begin{cases} 0, & x = 0 \\ x - 3, & x > 0 \end{cases}$ છે.
પ્રથમ,$x = 0$ આગળ સાતત્ય ચકાસીએ.
$f(0) = 0$.
$\lim_{x \to 0^+} f(x) = \lim_{x \to 0^+} (x - 3) = -3$.
અહીં $f(0) \neq \lim_{x \to 0^+} f(x)$ હોવાથી,વિધેય $x = 0$ આગળ અસતત છે.
હવે,અંતરાલ $x > 0$ ધ્યાનમાં લો. કોઈપણ $x_1, x_2$ માટે જ્યાં $0 < x_1 < x_2$,આપણી પાસે $f(x_1) = x_1 - 3$ અને $f(x_2) = x_2 - 3$ છે. $x_1 < x_2$ હોવાથી,$x_1 - 3 < x_2 - 3$ થાય,જેનો અર્થ છે કે $f(x_1) < f(x_2)$. તેથી,વિધેય $x > 0$ માટે ચુસ્ત વધતું વિધેય છે.
જોકે,વિધેય અંતરાલ $[0, \infty)$ પર વધતું હોય તે માટે તે $[0, \infty)$ પર સતત હોવું જોઈએ. તે $x = 0$ આગળ અસતત હોવાથી,તે $[0, \infty)$ પર વધતું વિધેય નથી.
આમ,વિધેય જ્યારે $x > 0$ હોય ત્યારે ચુસ્ત વધતું વિધેય છે.
Solution diagram
382
EasyMCQ
વિધેય $f(x) = ax + b$ એ તમામ વાસ્તવિક $x$ માટે ચુસ્ત વધતું વિધેય છે જો
A
$a > 0$
B
$a < 0$
C
$a = 0$
D
$a \leq 0$

Solution

(A) કોઈ વિધેય $f(x)$ ચુસ્ત વધતું વિધેય કહેવાય જો તેના પ્રદેશના તમામ $x$ માટે તેનું વિકલિત $f'(x) > 0$ હોય.
આપેલ વિધેય $f(x) = ax + b$ છે.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $f'(x) = \frac{d}{dx}(ax + b) = a$ મળે છે.
વિધેય ચુસ્ત વધતું હોવા માટે,$f'(x) > 0$ હોવું જરૂરી છે.
વિકલિતની કિંમત મૂકતા,આપણને $a > 0$ મળે છે.
તેથી,વિધેય $a > 0$ હોય ત્યારે ચુસ્ત વધતું વિધેય છે.
383
EasyMCQ
$x$ ની કઈ કિંમતો માટે વિધેય $f(x) = x^4 - 4x^3 + 4x^2 + 40$ ઘટતું વિધેય છે?
A
$0 < x < 1$
B
$1 < x < 2$
C
$2 < x < 3$
D
$4 < x < 5$

Solution

(B) વિધેય $f(x) = x^4 - 4x^3 + 4x^2 + 40$ કયા અંતરાલમાં ઘટતું વિધેય છે તે શોધવા માટે,આપણે તેનું વિકલન $f'(x)$ શોધીએ.
$f'(x) = \frac{d}{dx}(x^4 - 4x^3 + 4x^2 + 40) = 4x^3 - 12x^2 + 8x$.
હવે,વિકલનના અવયવો પાડીએ:
$f'(x) = 4x(x^2 - 3x + 2) = 4x(x - 1)(x - 2)$.
વિધેય ત્યારે જ ઘટતું વિધેય કહેવાય જ્યારે $f'(x) < 0$ હોય.
આપણે વેવી કર્વ (wavy curve) પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને $f'(x) = 4x(x - 1)(x - 2)$ ની નિશાની તપાસીએ:
- $x < 0$ માટે,$f'(x) < 0$.
- $0 < x < 1$ માટે,$f'(x) > 0$.
- $1 < x < 2$ માટે,$f'(x) < 0$.
- $x > 2$ માટે,$f'(x) > 0$.
આમ,વિધેય $x \in (-\infty, 0) \cup (1, 2)$ માટે ઘટતું વિધેય છે.
આપેલા વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સાચો અંતરાલ $1 < x < 2$ છે.
Solution diagram
384
EasyMCQ
ધારો કે $p(x)$ એ વાસ્તવિક સહગુણકો ધરાવતી બહુપદી છે,$p(0) = 1$ અને તમામ $x \in \mathbb{R}$ માટે $p^{\prime}(x) > 0$ છે. તો
A
$p(x)$ ને ઓછામાં ઓછા બે વાસ્તવિક શૂન્યો છે
B
$p(x)$ ને માત્ર એક ધન વાસ્તવિક શૂન્ય છે
C
$p(x)$ ને ઋણ વાસ્તવિક શૂન્ય હોઈ શકે છે
D
$p(x)$ ને અનંત વાસ્તવિક શૂન્યો છે

Solution

(C) આપેલ છે કે તમામ $x \in \mathbb{R}$ માટે $p^{\prime}(x) > 0$ છે,તેથી બહુપદી $p(x)$ એ સમગ્ર વાસ્તવિક રેખા પર ચુસ્ત રીતે વધતું વિધેય છે.
$p(x)$ ચુસ્ત રીતે વધતું હોવાથી,તેને વધુમાં વધુ એક વાસ્તવિક શૂન્ય હોઈ શકે છે.
આપણને $p(0) = 1$ આપેલ છે.
$p(x)$ ચુસ્ત રીતે વધતું હોવાથી અને $p(0) = 1 > 0$ હોવાથી,કોઈપણ $x > 0$ માટે,$p(x) > p(0) = 1$ થાય,તેથી $p(x)$ ને કોઈ ધન વાસ્તવિક શૂન્ય હોઈ શકે નહીં.
જેમ $x \to -\infty$,તેમ $p(x) \to -\infty$ (જો ઘાત એકી હોય તો).
$p(0) = 1$ છે અને વિધેય સતત અને ચુસ્ત રીતે વધતું હોવાથી,ઇન્ટરમીડિયેટ વેલ્યુ થિયરમ મુજબ,કોઈક $x_0 < 0$ અસ્તિત્વ ધરાવે છે જેથી $p(x_0) = 0$ થાય.
આમ,$p(x)$ ને બરાબર એક ઋણ વાસ્તવિક શૂન્ય છે.
385
DifficultMCQ
ધારો કે $f : R \rightarrow R$ એ બે વાર વિકલનીય વિધેય છે જેથી તમામ $x \in R$ માટે $f^{\prime\prime}(x) > 0$ અને $f^{\prime}(a-1) = 0$ છે,જ્યાં $a$ એ વાસ્તવિક સંખ્યા છે. ધારો કે $g(x) = f(\tan^{2}x - 2\tan x + a)$,$0 < x < \frac{\pi}{2}$. નીચેના બે વિધાનો ધ્યાનમાં લો:
$(I)$ $g$ એ $(0, \frac{\pi}{4})$ માં વધતું વિધેય છે.
$(II)$ $g$ એ $(\frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{2})$ માં ઘટતું વિધેય છે.
તો,
A
ન તો $(I)$ કે ન તો $(II)$ સાચું છે
B
માત્ર $(II)$ સાચું છે
C
માત્ર $(I)$ સાચું છે
D
બંને $(I)$ અને $(II)$ સાચા છે

Solution

(A) આપેલ છે $g(x) = f((\tan x - 1)^{2} + a - 1)$.
વિકલન કરતા,$g^{\prime}(x) = f^{\prime}((\tan x - 1)^{2} + a - 1) \cdot 2(\tan x - 1) \cdot \sec^{2}x$.
કારણ કે $f^{\prime\prime}(x) > 0$,$f^{\prime}(x)$ એ ચુસ્ત વધતું વિધેય છે.
આપણને આપેલ છે કે $f^{\prime}(a-1) = 0$.
જો $(\tan x - 1)^{2} > 0$ હોય,તો $(\tan x - 1)^{2} + a - 1 > a - 1$,જે સૂચવે છે કે $f^{\prime}((\tan x - 1)^{2} + a - 1) > f^{\prime}(a - 1) = 0$.
$x \in (0, \frac{\pi}{4})$ માટે,$\tan x < 1$,તેથી $(\tan x - 1) < 0$. આમ $g^{\prime}(x) = (\text{ધન}) \cdot (\text{ઋણ}) \cdot (\text{ધન}) < 0$. તેથી $g$ એ $(0, \frac{\pi}{4})$ માં ઘટતું વિધેય છે.
$x \in (\frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{2})$ માટે,$\tan x > 1$,તેથી $(\tan x - 1) > 0$. આમ $g^{\prime}(x) = (\text{ધન}) \cdot (\text{ધન}) \cdot (\text{ધન}) > 0$. તેથી $g$ એ $(\frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{2})$ માં વધતું વિધેય છે.
તેથી,વિધાન $(I)$ કે $(II)$ માંથી કોઈ પણ સાચું નથી.
386
DifficultMCQ
વિધેય $f(x) = \tan x - 4x$ એ $\rule{1cm}{0.15mm}$ પર ચુસ્ત રીતે ઘટતું વિધેય છે.
A
$(-\frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{3})$
B
$(-\frac{\pi}{6}, \frac{\pi}{6})$
C
$(-\frac{\pi}{4}, \frac{\pi}{4})$
D
$(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2})$

Solution

(A) કોઈ વિધેય $f(x)$ કોઈ અંતરાલ પર ચુસ્ત રીતે ઘટતું હોય જો તેનું વિકલિત $f'(x) < 0$ હોય.
આપેલ છે કે $f(x) = \tan x - 4x$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $f'(x) = \sec^2 x - 4$ મળે છે.
વિધેય ચુસ્ત રીતે ઘટતું હોવા માટે,આપણે $f'(x) < 0$ ની જરૂર છે.
$\sec^2 x - 4 < 0$
$\sec^2 x < 4$
બંને બાજુ વર્ગમૂળ લેતા,આપણને $|\sec x| < 2$ મળે છે.
કારણ કે $|\sec x| = 1/|\cos x|$,આનો અર્થ એ થાય કે $1/|\cos x| < 2$,જેનો અર્થ છે કે $|\cos x| > 1/2$.
આ અસમતા ત્યારે સાચી ઠરે છે જ્યારે $-\frac{\pi}{3} < x < \frac{\pi}{3}$ હોય.
387
DifficultMCQ
જે અંતરાલમાં $y = x^2 e^{-x}$ ઘટતું વિધેય છે તે અંતરાલ . . . . . . છે.
A
$(-\infty, 0) \cup (2, \infty)$
B
$(0, 2)$
C
$(2, \infty)$
D
$(-\infty, 0)$

Solution

(A) વિધેય $y = x^2 e^{-x}$ કયા અંતરાલમાં ઘટતું વિધેય છે તે શોધવા માટે,આપણે તેનું વિકલન $\frac{dy}{dx}$ મેળવીએ.
ગુણાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: $\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx}(x^2) \cdot e^{-x} + x^2 \cdot \frac{d}{dx}(e^{-x}) = 2x e^{-x} - x^2 e^{-x} = x e^{-x} (2 - x)$.
વિધેય ઘટતું હોય ત્યારે $\frac{dy}{dx} < 0$ થાય.
બધા વાસ્તવિક $x$ માટે $e^{-x} > 0$ હોવાથી,અસમતા $\frac{dy}{dx} < 0$ એ $x(2 - x) < 0$ માં પરિણમે છે.
$-1$ વડે ગુણતા અસમતા બદલાય છે: $x(x - 2) > 0$.
આ અસમતા $x < 0$ અથવા $x > 2$ માટે સાચી છે.
આમ,વિધેય $(-\infty, 0) \cup (2, \infty)$ અંતરાલમાં ઘટતું વિધેય છે.

Applications of Derivatives — Increasing and Decreasing function · Frequently Asked Questions

1Are these Applications of Derivatives 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 Applications of Derivatives 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.