Gujarati

Derivative at a point, Standard differentiation Questions in Gujarati

Class 12 Mathematics · Continuity and Differentiation · Derivative at a point, Standard differentiation

493+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 37 of 493 questions in Gujarati

451
EasyMCQ
જો $\frac{d}{d x}\left[(x+1)\left(x^2+1\right)\left(x^4+1\right)\left(x^8+1\right)\right] = \left(15 x^p-16 x^q+1\right)(x-1)^{-2}$ હોય,તો $(p, q)$ ની કિંમત શોધો.
A
$(12, 11)$
B
$(15, 14)$
C
$(16, 14)$
D
$(16, 15)$

Solution

(D) ધારો કે $f(x) = (x+1)(x^2+1)(x^4+1)(x^8+1)$.
$(x-1)$ વડે ગુણતા અને ભાગતા:
$f(x) = \frac{(x-1)(x+1)(x^2+1)(x^4+1)(x^8+1)}{(x-1)} = \frac{(x^2-1)(x^2+1)(x^4+1)(x^8+1)}{(x-1)} = \frac{(x^4-1)(x^4+1)(x^8+1)}{(x-1)} = \frac{(x^8-1)(x^8+1)}{(x-1)} = \frac{x^{16}-1}{x-1}$.
હવે,ભાગાકારના નિયમ $\frac{d}{dx}\left(\frac{u}{v}\right) = \frac{u'v - uv'}{v^2}$ નો ઉપયોગ કરીને $f(x)$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{d}{dx}\left(\frac{x^{16}-1}{x-1}\right) = \frac{(16x^{15})(x-1) - (x^{16}-1)(1)}{(x-1)^2} = \frac{16x^{16} - 16x^{15} - x^{16} + 1}{(x-1)^2} = \frac{15x^{16} - 16x^{15} + 1}{(x-1)^2}$.
આપેલ પદ $\frac{15x^p - 16x^q + 1}{(x-1)^2}$ સાથે સરખાવતા,આપણને $p = 16$ અને $q = 15$ મળે છે.
આમ,$(p, q) = (16, 15)$.
452
MediumMCQ
જો $y=(1+x)(1+x^2)(1+x^4) \dots (1+x^{2^n})$ હોય,તો $\left(\frac{dy}{dx}\right)_{x=0}$ ની કિંમત શોધો.
A
$0$
B
$\frac{1}{2}$
C
$1$
D
$2$

Solution

(C) આપેલ છે $y = (1+x)(1+x^2)(1+x^4) \dots (1+x^{2^n})$.
$(1-x)$ વડે ગુણતા અને ભાગતા:
$y = \frac{(1-x)(1+x)(1+x^2)(1+x^4) \dots (1+x^{2^n})}{1-x}$
$(a-b)(a+b) = a^2-b^2$ નિત્યસમનો વારંવાર ઉપયોગ કરતા:
$y = \frac{(1-x^2)(1+x^2)(1+x^4) \dots (1+x^{2^n})}{1-x} = \frac{(1-x^4)(1+x^4) \dots (1+x^{2^n})}{1-x}$
આ પ્રક્રિયા ચાલુ રાખતા,આપણને મળે છે:
$y = \frac{1-x^{2^{n+1}}}{1-x}$
હવે,ભાગાકારના નિયમ $\frac{d}{dx}(\frac{u}{v}) = \frac{vu' - uv'}{v^2}$ નો ઉપયોગ કરીને વિકલન કરતા:
$\frac{dy}{dx} = \frac{(1-x)(-2^{n+1}x^{2^{n+1}-1}) - (1-x^{2^{n+1}})(-1)}{(1-x)^2}$
$x=0$ મુકતા:
$\left(\frac{dy}{dx}\right)_{x=0} = \frac{(1-0)(0) - (1-0)(-1)}{(1-0)^2} = \frac{0 + 1}{1} = 1$.
453
EasyMCQ
જો $f(x) = \sqrt{ax} + \frac{a^2}{\sqrt{ax}}$ હોય,તો $f^{\prime}(a)$ ની કિંમત શોધો.
A
$0$
B
$-1$
C
$1$
D
$a$

Solution

(A) આપેલ વિધેય $f(x) = \sqrt{ax} + \frac{a^2}{\sqrt{ax}}$ છે.
આપણે વિધેયને $f(x) = \sqrt{a} \cdot x^{1/2} + a^2 \cdot \sqrt{a}^{-1} \cdot x^{-1/2} = \sqrt{a} \cdot x^{1/2} + a^{3/2} \cdot x^{-1/2}$ તરીકે લખી શકીએ.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,ઘાતનો નિયમ $\frac{d}{dx}(x^n) = nx^{n-1}$ નો ઉપયોગ કરીને:
$f^{\prime}(x) = \sqrt{a} \cdot \frac{1}{2} x^{-1/2} + a^{3/2} \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) x^{-3/2}$.
$f^{\prime}(x) = \frac{\sqrt{a}}{2\sqrt{x}} - \frac{a^{3/2}}{2x\sqrt{x}}$.
હવે,વિકલિતમાં $x = a$ મૂકતા:
$f^{\prime}(a) = \frac{\sqrt{a}}{2\sqrt{a}} - \frac{a^{3/2}}{2a\sqrt{a}}$.
$f^{\prime}(a) = \frac{1}{2} - \frac{a^{3/2}}{2a^{3/2}}$.
$f^{\prime}(a) = \frac{1}{2} - \frac{1}{2} = 0$.
454
EasyMCQ
જો $y = x \sin x$ અને $x = \alpha$ પર $\frac{\frac{dy}{dx} - \frac{y}{x}}{x \frac{dy}{dx} - y} = 1$ હોય,તો $\alpha =$
A
$\sqrt{2}$
B
$2$
C
$1$
D
$\frac{1}{\sqrt{2}}$

Solution

(C) આપેલ છે કે $y = x \sin x$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\frac{dy}{dx} = x \cos x + \sin x$ મળે.
હવે,પદ $\frac{\frac{dy}{dx} - \frac{y}{x}}{x \frac{dy}{dx} - y}$ ને ધ્યાનમાં લો.
$\frac{dy}{dx} = x \cos x + \sin x$ અને $y = x \sin x$ મૂકતા:
અંશ: $\frac{dy}{dx} - \frac{y}{x} = (x \cos x + \sin x) - \frac{x \sin x}{x} = x \cos x + \sin x - \sin x = x \cos x$.
છેદ: $x \frac{dy}{dx} - y = x(x \cos x + \sin x) - x \sin x = x^2 \cos x + x \sin x - x \sin x = x^2 \cos x$.
આમ,પદ $\frac{x \cos x}{x^2 \cos x} = \frac{1}{x}$ બને છે.
આપેલ છે કે $x = \alpha$ પર આ પદ $1$ છે,તેથી $\frac{1}{\alpha} = 1$,જેનો અર્થ છે કે $\alpha = 1$.
455
EasyMCQ
જો $f(x) = \sin \left(\cosh \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right)\right)$ હોય,તો $f^{\prime}(1) = $
A
$\frac{2}{9} \sinh \left(\frac{2}{3}\right) \cos \left(\cosh \left(\frac{2}{3}\right)\right)$
B
$\sinh \left(\frac{2}{3}\right) \cos \left(\cosh \left(\frac{2}{3}\right)\right)$
C
$\frac{2}{9} \cos \left(\cosh \left(\frac{2}{3}\right)\right)$
D
$\frac{2}{9} \cosh \left(\frac{2}{3}\right) \cos \left(\sinh \left(\frac{2}{3}\right)\right)$

Solution

(A) આપેલ છે કે $f(x) = \sin \left(\cosh \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right)\right)$.
ચેઈન રૂલનો ઉપયોગ કરીને,આપણે $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
$f^{\prime}(x) = \cos \left(\cosh \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right)\right) \cdot \sinh \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right) \cdot \frac{d}{dx} \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right)$.
અંદરના પદના વિકલન માટે ભાગાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{d}{dx} \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right) = \frac{(x^2+2)(2x) - (x^2+1)(2x)}{(x^2+2)^2} = \frac{2x^3 + 4x - 2x^3 - 2x}{(x^2+2)^2} = \frac{2x}{(x^2+2)^2}$.
આમ,$f^{\prime}(x) = \cos \left(\cosh \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right)\right) \cdot \sinh \left(\frac{x^2+1}{x^2+2}\right) \cdot \frac{2x}{(x^2+2)^2}$.
$x = 1$ માટે કિંમત મૂકતા:
$f^{\prime}(1) = \cos \left(\cosh \left(\frac{1^2+1}{1^2+2}\right)\right) \cdot \sinh \left(\frac{1^2+1}{1^2+2}\right) \cdot \frac{2(1)}{(1^2+2)^2} = \frac{2}{9} \sinh \left(\frac{2}{3}\right) \cos \left(\cosh \left(\frac{2}{3}\right)\right)$.
456
DifficultMCQ
$\frac{d}{d x}\left[\left(x^{\frac{5}{2}}-x^{\frac{3}{2}}+1\right)\left(x^2-3 x+5\right)\right]=$
A
$\frac{9}{2} x^{\frac{7}{2}}-14 x^{\frac{5}{2}}+20 x^{\frac{3}{2}}-\frac{15}{2} x^{\frac{1}{2}}+2 x-3$
B
$\frac{9}{2} x^{\frac{7}{2}}-7 x^{\frac{5}{2}}+5 x^{\frac{3}{2}}-\frac{3}{2} x^{\frac{1}{2}}+2 x-3$
C
$9 x^{\frac{7}{2}}-14 x^{\frac{5}{2}}+20 x^{\frac{3}{2}}-15 x^{\frac{1}{2}}+2 x-3$
D
$\frac{9}{2} x^{\frac{7}{2}}-\frac{7}{2} x^{\frac{5}{2}}+\frac{5}{2} x^{\frac{3}{2}}-\frac{15}{2} x^{\frac{1}{2}}+2 x-3$

Solution

(A) ધારો કે $u = x^{\frac{5}{2}}-x^{\frac{3}{2}}+1$ અને $v = x^2-3 x+5$. ગુણાકારના નિયમ $\frac{d}{dx}(uv) = u'v + uv'$ નો ઉપયોગ કરતા:
$u' = \frac{5}{2} x^{\frac{3}{2}}-\frac{3}{2} x^{\frac{1}{2}}$
$v' = 2x-3$
$\frac{d}{dx}(uv) = (\frac{5}{2} x^{\frac{3}{2}}-\frac{3}{2} x^{\frac{1}{2}})(x^2-3 x+5) + (x^{\frac{5}{2}}-x^{\frac{3}{2}}+1)(2 x-3)$
$= (\frac{5}{2} x^{\frac{7}{2}} - \frac{15}{2} x^{\frac{5}{2}} + \frac{25}{2} x^{\frac{3}{2}} - \frac{3}{2} x^{\frac{5}{2}} + \frac{9}{2} x^{\frac{3}{2}} - \frac{15}{2} x^{\frac{1}{2}}) + (2 x^{\frac{7}{2}} - 3 x^{\frac{5}{2}} - 2 x^{\frac{5}{2}} + 3 x^{\frac{3}{2}} + 2 x - 3)$
$= (\frac{5}{2} + 2) x^{\frac{7}{2}} + (-\frac{15}{2} - \frac{3}{2} - 3 - 2) x^{\frac{5}{2}} + (\frac{25}{2} + \frac{9}{2} + 3) x^{\frac{3}{2}} - \frac{15}{2} x^{\frac{1}{2}} + 2 x - 3$
$= \frac{9}{2} x^{\frac{7}{2}} - 14 x^{\frac{5}{2}} + 20 x^{\frac{3}{2}} - \frac{15}{2} x^{\frac{1}{2}} + 2 x - 3$
457
EasyMCQ
જ્યારે $x=\sqrt{2}$ હોય ત્યારે $\frac{d}{d x}\left[\log \left(\sin \sqrt{\frac{x^2+1}{x^2+2}}\right)\right]$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$\frac{\sqrt{2} \cot \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}{6 \sqrt{3}}$
B
$\frac{\sqrt{2} \tan \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}{6 \sqrt{3}}$
C
$\frac{\sqrt{2} \cot \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}{8 \sqrt{3}}$
D
$\frac{\sqrt{2} \tan \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}{8 \sqrt{3}}$

Solution

(C) ધારો કે $y = \log \left(\sin \sqrt{\frac{x^2+1}{x^2+2}}\right)$.
ચેઈન રૂલનો ઉપયોગ કરતા,$\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\sin \sqrt{\frac{x^2+1}{x^2+2}}} \cdot \cos \sqrt{\frac{x^2+1}{x^2+2}} \cdot \frac{1}{2\sqrt{\frac{x^2+1}{x^2+2}}} \cdot \frac{d}{dx} \left( \frac{x^2+1}{x^2+2} \right)$.
અંદરના ભાગનું વિકલન કરતા: $\frac{d}{dx} \left( \frac{x^2+1}{x^2+2} \right) = \frac{2x(x^2+2) - 2x(x^2+1)}{(x^2+2)^2} = \frac{2x^3+4x-2x^3-2x}{(x^2+2)^2} = \frac{2x}{(x^2+2)^2}$.
$x = \sqrt{2}$ મૂકતા,$\frac{x^2+1}{x^2+2} = \frac{2+1}{2+2} = \frac{3}{4}$.
આમ,$\frac{dy}{dx} = \cot \left( \sqrt{\frac{3}{4}} \right) \cdot \frac{1}{2 \sqrt{3/4}} \cdot \frac{2\sqrt{2}}{(2+2)^2} = \cot \left( \frac{\sqrt{3}}{2} \right) \cdot \frac{1}{2 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}} \cdot \frac{2\sqrt{2}}{16} = \cot \left( \frac{\sqrt{3}}{2} \right) \cdot \frac{1}{\sqrt{3}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{8} = \frac{\sqrt{2} \cot \left( \frac{\sqrt{3}}{2}\right)}{8 \sqrt{3}}$.
458
MediumMCQ
$x = \frac{1-\sqrt{y}}{1+\sqrt{y}} \Rightarrow \frac{dy}{dx}$ ની કિંમત શોધો.
A
$\frac{4}{(x+1)^2}$
B
$\frac{4(x-1)}{(1+x)^3}$
C
$\frac{x-1}{(1+x)^3}$
D
$\frac{4}{(x+1)^3}$

Solution

(B) આપેલ છે,$x = \frac{1-\sqrt{y}}{1+\sqrt{y}}$.
યોગ-વિયોગ (componendo and dividendo) નો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{1+x}{1-x} = \frac{(1+\sqrt{y})+(1-\sqrt{y})}{(1+\sqrt{y})-(1-\sqrt{y})}$
$\frac{1+x}{1-x} = \frac{2}{2\sqrt{y}} = \frac{1}{\sqrt{y}}$
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$\sqrt{y} = \frac{1-x}{1+x}$,તેથી $y = \left(\frac{1-x}{1+x}\right)^2$.
હવે,$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dy}{dx} = 2\left(\frac{1-x}{1+x}\right) \cdot \frac{d}{dx}\left(\frac{1-x}{1+x}\right)$
ભાગાકારના નિયમ મુજબ:
$\frac{d}{dx}\left(\frac{1-x}{1+x}\right) = \frac{(-1)(1+x) - (1-x)(1)}{(1+x)^2} = \frac{-1-x-1+x}{(1+x)^2} = \frac{-2}{(1+x)^2}$
તેથી,$\frac{dy}{dx} = 2\left(\frac{1-x}{1+x}\right) \cdot \left(\frac{-2}{(1+x)^2}\right) = \frac{-4(1-x)}{(1+x)^3} = \frac{4(x-1)}{(1+x)^3}$.
459
MediumMCQ
જો $y=\log \left[\tan \sqrt{\frac{2^x-1}{2^x+1}}\right], x>0$ હોય,તો $\left(\frac{d y}{d x}\right)_{x=1}=$
A
$\frac{4 \sqrt{2} \log 2}{9 \sin \left(\frac{2}{\sqrt{3}}\right)}$
B
$\frac{4 \sqrt{3} \log 2}{9 \sin \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}$
C
$\frac{4 \sqrt{3} \log 2}{9 \sin \left(\frac{2}{\sqrt{3}}\right)}$
D
$\frac{4 \sqrt{2} \log 2}{9 \sin \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)}$

Solution

(C) આપેલ છે $y=\log \left[\tan \sqrt{\frac{2^x-1}{2^x+1}}\right]$.
ધારો કે $v = \frac{2^x-1}{2^x+1}$. $x=1$ માટે,$v = \frac{2-1}{2+1} = \frac{1}{3}$.
ભાગાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,$\frac{dv}{dx} = \frac{(2^x+1)(2^x \log 2) - (2^x-1)(2^x \log 2)}{(2^x+1)^2} = \frac{2^x \log 2 (2^x+1-2^x+1)}{(2^x+1)^2} = \frac{2 \cdot 2^x \log 2}{(2^x+1)^2} = \frac{2^{x+1} \log 2}{(2^x+1)^2}$.
$x=1$ માટે,$\left(\frac{dv}{dx}\right)_{x=1} = \frac{2^2 \log 2}{(2+1)^2} = \frac{4 \log 2}{9}$.
હવે,$y = \log(\tan \sqrt{v})$. $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dy}{dx} = \frac{1}{\tan \sqrt{v}} \cdot \sec^2 \sqrt{v} \cdot \frac{1}{2\sqrt{v}} \cdot \frac{dv}{dx}$.
$\frac{1}{\tan \sqrt{v}} \cdot \sec^2 \sqrt{v} = \frac{\cos \sqrt{v}}{\sin \sqrt{v}} \cdot \frac{1}{\cos^2 \sqrt{v}} = \frac{1}{\sin \sqrt{v} \cos \sqrt{v}} = \frac{2}{\sin(2\sqrt{v})}$ નો ઉપયોગ કરતા.
તેથી,$\frac{dy}{dx} = \frac{2}{\sin(2\sqrt{v})} \cdot \frac{1}{2\sqrt{v}} \cdot \frac{dv}{dx} = \frac{1}{\sin(2\sqrt{v}) \cdot \sqrt{v}} \cdot \frac{dv}{dx}$.
$x=1$ માટે,$v = \frac{1}{3}$,તેથી $\sqrt{v} = \frac{1}{\sqrt{3}}$.
$\left(\frac{dy}{dx}\right)_{x=1} = \frac{1}{\sin(2/\sqrt{3}) \cdot (1/\sqrt{3})} \cdot \frac{4 \log 2}{9} = \frac{\sqrt{3} \cdot 4 \log 2}{9 \sin(2/\sqrt{3})} = \frac{4 \sqrt{3} \log 2}{9 \sin(2/\sqrt{3})}$.
460
MediumMCQ
જો $f(x) = \sqrt{\log(x^2+x+1) + \sqrt{\cosh(2x-3)}}$ હોય,તો $f'(0) =$
A
$\frac{1}{2 \sqrt{\sqrt{\cosh(3)}}} \left(1 + \frac{\sinh(3)}{\sqrt{\cosh(3)}}\right)$
B
$\frac{1}{2 \sqrt{\sqrt{\cosh(3)}}} \left(\log 3 - \frac{\sinh(3)}{\sqrt{\cosh(3)}}\right)$
C
$\frac{\log 3 \sqrt{\cosh(3)} - \sinh(3)}{2(\cosh(3))^{3/4}}$
D
$\frac{\sqrt{\cosh(3)} - \sinh(3)}{2(\cosh(3))^{3/4}}$

Solution

(D) આપેલ છે કે $f(x) = \sqrt{\log(x^2+x+1) + \sqrt{\cosh(2x-3)}}$.
શૃંખલા નિયમ (chain rule) લાગુ પાડતા,$f'(x) = \frac{1}{2\sqrt{\log(x^2+x+1) + \sqrt{\cosh(2x-3)}}} \cdot \left( \frac{2x+1}{x^2+x+1} + \frac{2\sinh(2x-3)}{2\sqrt{\cosh(2x-3)}} \right)$.
$x=0$ માટે,$f'(0) = \frac{1}{2\sqrt{\log(1) + \sqrt{\cosh(-3)}}} \cdot \left( \frac{1}{1} + \frac{\sinh(-3)}{\sqrt{\cosh(-3)}} \right)$.
કારણ કે $\log(1) = 0$,$\cosh(-3) = \cosh(3)$,અને $\sinh(-3) = -\sinh(3)$:
$f'(0) = \frac{1 - \frac{\sinh(3)}{\sqrt{\cosh(3)}}}{2\sqrt{\sqrt{\cosh(3)}}} = \frac{\sqrt{\cosh(3)} - \sinh(3)}{2(\cosh(3))^{1/2} \cdot (\cosh(3))^{1/4}} = \frac{\sqrt{\cosh(3)} - \sinh(3)}{2(\cosh(3))^{3/4}}$.
461
MediumMCQ
વિધાન: $x < 0$ માટે,$\frac{d^2}{d x^2}(\log |x|) = \frac{1}{|x|^2}$.
કારણ: $x < 0$ માટે,$|x| = -x$.
A
વિધાન ખોટું છે પણ કારણ સાચું છે.
B
વિધાન સાચું છે પણ કારણ ખોટું છે.
C
વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે પણ કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી નથી.
D
વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે અને કારણ એ વિધાનની સાચી સમજૂતી છે.

Solution

(A) નોંધ: લઘુગણકનો આધાર $e$ છે તેમ ધારીએ.
આપેલ છે:
વિધાન: $x < 0$ માટે,$\frac{d^2}{d x^2}(\log |x|) = \frac{1}{|x|^2}$.
કારણ: $x < 0$ માટે,$|x| = -x$.
ધારો કે $f(x) = \log |x|$.
$x < 0$ માટે,આપણી પાસે $|x| = -x$ છે,તેથી $f(x) = \log(-x)$.
હવે,$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{d}{d x}(\log(-x)) = \frac{1}{-x} \cdot \frac{d}{d x}(-x) = \frac{1}{-x} \cdot (-1) = \frac{1}{x}$.
હવે,ફરીથી $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{d^2}{d x^2}(\log |x|) = \frac{d}{d x}(\frac{1}{x}) = -\frac{1}{x^2}$.
કારણ કે $|x|^2 = (-x)^2 = x^2$,વિધાનમાં $\frac{1}{x^2}$ આપેલ છે,પરંતુ આપણને $-\frac{1}{x^2}$ મળે છે.
તેથી,વિધાન ખોટું છે અને કારણ સાચું છે.
462
EasyMCQ
ધારો કે $f: R \rightarrow R$ એ $f(x) = \log \left[e^x \left(\frac{x-2}{x+2}\right)^{3/4}\right]$ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત છે. $f'(0)$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$\frac{1}{4}$
B
$4$
C
$\frac{-3}{4}$
D
$1$

Solution

(A) આપેલ વિધેય $f(x) = \log \left[e^x \left(\frac{x-2}{x+2}\right)^{3/4}\right]$ છે.
લઘુગણકના ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરતા,$\log(ab) = \log a + \log b$ અને $\log(a^n) = n \log a$,આપણે પદને સરળ બનાવી શકીએ છીએ:
$f(x) = \log(e^x) + \log \left(\left(\frac{x-2}{x+2}\right)^{3/4}\right)$
$f(x) = x + \frac{3}{4} [\log(x-2) - \log(x+2)]$.
હવે,$x$ ની સાપેક્ષમાં $f(x)$ નું વિકલન કરતા:
$f'(x) = \frac{d}{dx}(x) + \frac{3}{4} \left[ \frac{d}{dx}(\log(x-2)) - \frac{d}{dx}(\log(x+2)) \right]$
$f'(x) = 1 + \frac{3}{4} \left( \frac{1}{x-2} - \frac{1}{x+2} \right)$.
કૌંસની અંદરના પદને સરળ બનાવતા:
$\frac{1}{x-2} - \frac{1}{x+2} = \frac{(x+2) - (x-2)}{(x-2)(x+2)} = \frac{4}{x^2-4}$.
આ કિંમતને વિકલનમાં પાછી મૂકતા:
$f'(x) = 1 + \frac{3}{4} \left( \frac{4}{x^2-4} \right) = 1 + \frac{3}{x^2-4}$.
છેલ્લે,$x = 0$ આગળ કિંમત શોધતા:
$f'(0) = 1 + \frac{3}{0^2-4} = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}$.
463
DifficultMCQ
ધારો કે $g(x)$ એ $f(x)$ નું પ્રતિ-વિકલિત (anti-derivative) છે. તો તે વિધેય કે જેના માટે $\log _e(1+(g(x))^2)+c$ એ પ્રતિ-વિકલિત છે,તે શોધો:
A
$\left(1+(g(x))^2\right) g^{\prime}(x) f(x)$
B
$\frac{-2 f(x) g(x)}{1+g(x)}$
C
$\frac{2 f(x) g(x)}{1+(g(x))^2}$
D
$\frac{2 g(x)}{1+(g(x))^2}$

Solution

(C) આપેલ છે કે $g(x)$ એ $f(x)$ નું પ્રતિ-વિકલિત છે,તેથી $g^{\prime}(x) = f(x)$ થાય.
આપણે એવું વિધેય $h(x)$ શોધવાનું છે કે જેના માટે $\int h(x) \, dx = \log _e(1+(g(x))^2) + c$ થાય.
પ્રતિ-વિકલિતની વ્યાખ્યા મુજબ,$h(x) = \frac{d}{dx} [\log _e(1+(g(x))^2) + c]$.
સાંકળના નિયમ (chain rule) નો ઉપયોગ કરતા,$\frac{d}{dx} [\log _e(1+(g(x))^2)] = \frac{1}{1+(g(x))^2} \cdot \frac{d}{dx} (1+(g(x))^2)$.
$= \frac{1}{1+(g(x))^2} \cdot (2 g(x) \cdot g^{\prime}(x))$.
કારણ કે $g^{\prime}(x) = f(x)$,આપણે આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકીએ:
$h(x) = \frac{2 g(x) f(x)}{1+(g(x))^2}$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
464
MediumMCQ
જો $y = \frac{e^{\sin x} + \sinh^3 x}{\cosh x - \tan x}$ હોય,તો $y^{\prime}(0) = $
A
$0$
B
$1$
C
-$1$
D
$2$

Solution

(D) આપેલ છે કે $y = \frac{e^{\sin x} + \sinh^3 x}{\cosh x - \tan x}$.
ભાગાકારના નિયમ $\frac{d}{dx} \left( \frac{u}{v} \right) = \frac{u'v - uv'}{v^2}$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $u = e^{\sin x} + \sinh^3 x$ અને $v = \cosh x - \tan x$ છે.
પ્રથમ,$x = 0$ આગળ વિકલિતો શોધો:
$u(0) = e^{\sin 0} + \sinh^3 0 = e^0 + 0 = 1$.
$u'(x) = e^{\sin x} \cos x + 3 \sinh^2 x \cosh x$.
$u'(0) = e^0 \cos 0 + 3 \sinh^2 0 \cosh 0 = 1 \cdot 1 + 0 = 1$.
$v(0) = \cosh 0 - \tan 0 = 1 - 0 = 1$.
$v'(x) = \sinh x - \sec^2 x$.
$v'(0) = \sinh 0 - \sec^2 0 = 0 - 1 = -1$.
હવે,આ કિંમતોને $x = 0$ આગળ ભાગાકારના નિયમના સૂત્રમાં મૂકતા:
$y'(0) = \frac{u'(0)v(0) - u(0)v'(0)}{(v(0))^2} = \frac{(1)(1) - (1)(-1)}{(1)^2} = \frac{1 + 1}{1} = 2$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
465
MediumMCQ
$x=5$ આગળ $\log x$ ની સાપેક્ષે $\cosh^{-1} x$ નું વિકલન શું થાય?
A
$\frac{5}{\sqrt{24}}$
B
$\frac{1}{\sqrt{24}}$
C
$\frac{5}{\sqrt{26}}$
D
$\frac{1}{\sqrt{26}}$

Solution

(A) ધારો કે $u = \cosh^{-1} x$. તેનું વિકલન $\frac{du}{dx} = \frac{1}{\sqrt{x^2-1}}$ થાય.
ધારો કે $v = \log x$. તેનું વિકલન $\frac{dv}{dx} = \frac{1}{x}$ થાય.
આપણે $\frac{du}{dv} = \frac{du/dx}{dv/dx} = \frac{1/\sqrt{x^2-1}}{1/x} = \frac{x}{\sqrt{x^2-1}}$ શોધવાનું છે.
$x=5$ આગળ,$\frac{du}{dv} = \frac{5}{\sqrt{5^2-1}} = \frac{5}{\sqrt{25-1}} = \frac{5}{\sqrt{24}}$.
466
MediumMCQ
જો $e^{x}=y+\sqrt{y^2-1}$ હોય,તો $\frac{d y}{d x}=$
A
$\sinh x$
B
$\cosh x$
C
$\tanh x$
D
$-\sinh x$

Solution

(A) આપેલ છે કે $e^x = y + \sqrt{y^2 - 1}$.
પદોને ફરીથી ગોઠવતા,આપણને $e^x - y = \sqrt{y^2 - 1}$ મળે છે.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$(e^x - y)^2 = y^2 - 1$ મળે.
વર્ગનું વિસ્તરણ કરતા: $e^{2x} + y^2 - 2ye^x = y^2 - 1$.
સાદું રૂપ આપતા,$e^{2x} + 1 = 2ye^x$ મળે,જેનો અર્થ છે કે $y = \frac{e^{2x} + 1}{2e^x} = \frac{e^x + e^{-x}}{2} = \cosh x$.
હવે,$y = \cosh x$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $\frac{dy}{dx} = \sinh x$ મળે છે.
467
MediumMCQ
જો $y = \cos^{-1}(\tanh x) + \sinh(\sin 6x)$ હોય,તો $\frac{dy}{dx} =$
A
$\frac{-1}{\cosh x} + 6 \cos 6x \cosh(\sin 6x)$
B
$\frac{1}{\cosh x} - 6 \cos 6x \cosh(\sin 6x)$
C
$\frac{-1}{\cosh x} - 6 \cos 6x \cosh(\sin 6x)$
D
$\frac{1}{\cosh x} + 6 \cos 6x \cosh(\sin 6x)$

Solution

(A) આપેલ છે કે $y = \cos^{-1}(\tanh x) + \sinh(\sin 6x)$.
ચેઈન રૂલનો ઉપયોગ કરીને,$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx}(\cos^{-1}(\tanh x)) + \frac{d}{dx}(\sinh(\sin 6x))$
$\frac{dy}{dx} = \frac{-1}{\sqrt{1 - \tanh^2 x}} \cdot \frac{d}{dx}(\tanh x) + \cosh(\sin 6x) \cdot \frac{d}{dx}(\sin 6x)$
નિત્યસમ $1 - \tanh^2 x = \text{sech}^2 x$ અને $\frac{d}{dx}(\tanh x) = \text{sech}^2 x$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{dy}{dx} = \frac{-1}{\sqrt{\text{sech}^2 x}} \cdot \text{sech}^2 x + \cosh(\sin 6x) \cdot (6 \cos 6x)$
$\frac{dy}{dx} = \frac{-1}{\text{sech} x} \cdot \text{sech}^2 x + 6 \cos 6x \cosh(\sin 6x)$
$\frac{dy}{dx} = -\text{sech} x + 6 \cos 6x \cosh(\sin 6x)$ (નોંધ: $\text{sech} x = \frac{1}{\cosh x}$)
$\frac{dy}{dx} = \frac{-1}{\cosh x} + 6 \cos 6x \cosh(\sin 6x)$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
468
EasyMCQ
જો $y = \tan(\cos^{-1} x)$ હોય,તો $\frac{dy}{dx}$ ની કિંમત શોધો.
A
$\frac{-x^2}{\sqrt{1-x^2}}$
B
$\frac{-1}{\sqrt{1-x^2}}$
C
$\frac{-1}{x \sqrt{1-x^2}}$
D
$\frac{-1}{x^2 \sqrt{1-x^2}}$

Solution

(D) આપેલ છે કે $y = \tan(\cos^{-1} x)$.
ધારો કે $\cos^{-1} x = \theta$,તેથી $\cos \theta = x$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\tan \theta = \frac{\sqrt{1 - \cos^2 \theta}}{\cos \theta} = \frac{\sqrt{1 - x^2}}{x}$.
તેથી,$y = \frac{\sqrt{1 - x^2}}{x}$.
ભાગાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરીને $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dy}{dx} = \frac{x \cdot \frac{d}{dx}(\sqrt{1 - x^2}) - \sqrt{1 - x^2} \cdot \frac{d}{dx}(x)}{x^2}$
$\frac{dy}{dx} = \frac{x \cdot \frac{-2x}{2\sqrt{1 - x^2}} - \sqrt{1 - x^2}}{x^2}$
$\frac{dy}{dx} = \frac{\frac{-x^2}{\sqrt{1 - x^2}} - \sqrt{1 - x^2}}{x^2}$
$\frac{dy}{dx} = \frac{-x^2 - (1 - x^2)}{x^2 \sqrt{1 - x^2}} = \frac{-1}{x^2 \sqrt{1 - x^2}}$.
469
MediumMCQ
$\frac{d}{dt}(\tan t + t^2 \operatorname{cosech} t)$ ની કિંમત શું થાય?
A
$\sec^2 t + 2t \operatorname{cosech} t - t^2 \operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t$
B
$\sec^2 t + 2t \operatorname{cosech} t - t^2 \operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t$
C
$\sec t + 2t \operatorname{coth} t - t^2 \operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t$
D
$\sec^2 t + 2t \operatorname{cosech} t + t^2 \operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t$

Solution

(B) $t$ ની સાપેક્ષમાં $\tan t + t^2 \operatorname{cosech} t$ નું વિકલન શોધવા માટે,આપણે સરવાળાનો નિયમ અને ગુણાકારનો નિયમ વાપરીએ છીએ.
$\tan t$ નું વિકલન $\sec^2 t$ થાય છે.
$t^2 \operatorname{cosech} t$ માટે ગુણાકારનો નિયમ વાપરતા:
$\frac{d}{dt}(t^2 \operatorname{cosech} t) = \frac{d}{dt}(t^2) \cdot \operatorname{cosech} t + t^2 \cdot \frac{d}{dt}(\operatorname{cosech} t)$.
કારણ કે $\frac{d}{dt}(t^2) = 2t$ અને $\frac{d}{dt}(\operatorname{cosech} t) = -\operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t$,તેથી આપણને મળે છે:
$2t \operatorname{cosech} t + t^2(-\operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t) = 2t \operatorname{cosech} t - t^2 \operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t$.
આ બંનેને જોડતા,અંતિમ પરિણામ $\sec^2 t + 2t \operatorname{cosech} t - t^2 \operatorname{cosech} t \operatorname{coth} t$ મળે છે.
470
MediumMCQ
List-$I$ ના વિધેયોને List-$II$ માં આપેલા તેમના વિકલિતો સાથે જોડો.
List-$I$List-$II$
$A$. $\sec^{-1} x$$I$. $\frac{1}{1-x^2}, x \in (-1, 1)$
$B$. $\tanh^{-1} x$$II$. $\frac{-1}{|x| \sqrt{x^2+1}}, x \neq 0$
$C$. $\coth^{-1} x$$III$. $\frac{1}{|x| \sqrt{x^2-1}}, |x| > 1$
$D$. $\operatorname{cosech}^{-1} x$$IV$. $\frac{1}{1-x^2}, x \in R - [-1, 1]$
$V$. $\frac{-1}{|x| \sqrt{1-x^2}}, |x| < 1, x \neq 0$
A
$A-V, B-II, C-I, D-III$
B
$A-I, B-III, C-V, D-II$
C
$A-III, B-I, C-II, D-V$
D
$A-III, B-I, C-IV, D-II$

Solution

(D) આપેલા પ્રતિવિધેયોના વિકલિતો નીચે મુજબ છે:
$(A)$ $\frac{d}{dx}(\sec^{-1} x) = \frac{1}{|x|\sqrt{x^2-1}}$,જ્યાં $|x| > 1$. આ $III$ સાથે સુસંગત છે.
$(B)$ $\frac{d}{dx}(\tanh^{-1} x) = \frac{1}{1-x^2}$,જ્યાં $x \in (-1, 1)$. આ $I$ સાથે સુસંગત છે.
$(C)$ $\frac{d}{dx}(\coth^{-1} x) = \frac{1}{1-x^2}$,જ્યાં $x \in R - [-1, 1]$. આ $IV$ સાથે સુસંગત છે.
$(D)$ $\frac{d}{dx}(\operatorname{cosech}^{-1} x) = \frac{-1}{|x|\sqrt{x^2+1}}$,જ્યાં $x \neq 0$. આ $II$ સાથે સુસંગત છે.
આમ,સાચી જોડ $A-III, B-I, C-IV, D-II$ છે.
471
MediumMCQ
જો $f(x)=\cosh ^{-1}\left(\frac{1-x}{1+x}\right)$ સુવ્યાખ્યાયિત હોય,તો $f^{\prime}(x)=$
A
$\frac{-1}{(1+x) \sqrt{-x}}$
B
$\frac{1}{(1+x) \sqrt{x}}$
C
$\frac{-1}{(1+x) \sqrt{x}}$
D
$\frac{1}{(1+x) \sqrt{-x}}$

Solution

(A) આપેલ છે કે $f(x) = \cosh^{-1}\left(\frac{1-x}{1+x}\right)$.
વિકલનના સૂત્ર $\frac{d}{dx}(\cosh^{-1}(u)) = \frac{1}{\sqrt{u^2-1}} \cdot \frac{du}{dx}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$f'(x) = \frac{1}{\sqrt{\left(\frac{1-x}{1+x}\right)^2 - 1}} \cdot \frac{d}{dx}\left(\frac{1-x}{1+x}\right)$
$f'(x) = \frac{1}{\sqrt{\frac{(1-x)^2 - (1+x)^2}{(1+x)^2}}} \cdot \frac{(1+x)(-1) - (1-x)(1)}{(1+x)^2}$
$f'(x) = \frac{1+x}{\sqrt{1 - 2x + x^2 - (1 + 2x + x^2)}} \cdot \frac{-1 - x - 1 + x}{(1+x)^2}$
$f'(x) = \frac{1+x}{\sqrt{-4x}} \cdot \frac{-2}{(1+x)^2}$
$f'(x) = \frac{1+x}{2\sqrt{-x}} \cdot \frac{-2}{(1+x)^2} = \frac{-1}{(1+x)\sqrt{-x}}$.
472
MediumMCQ
જો $y=\tan ^{-1}(\sin \sqrt{x})+\operatorname{cosec}^{-1}\left(e^{2 x+1}\right)$ હોય,તો $\frac{d y}{d x}=$
A
$\frac{1}{\sqrt{x}\left(1+\sin ^2 \sqrt{x}\right)}+\frac{1}{\sqrt{e^{4 x+2}+1}}$
B
$\frac{\cos \sqrt{x}}{2 \sqrt{x}\left(1+\sin ^2 \sqrt{x}\right)}-\frac{2}{\sqrt{e^{4 x+2}-1}}$
C
$\frac{\cos \sqrt{x}}{\left(1+\sin ^2 \sqrt{x}\right)}+\frac{2}{\sqrt{e^{4 x+2}+1}}$
D
$\frac{1}{2 \sqrt{x}} \frac{\cos \sqrt{x}}{\left(1+\sin ^2 \sqrt{x}\right)}-\frac{1}{\sqrt{e^{2 x+1}-1}}$

Solution

(B) આપેલ છે $y=\tan ^{-1}(\sin \sqrt{x})+\operatorname{cosec}^{-1}\left(e^{2 x+1}\right)$.
વિકલન માટે સાંકળનો નિયમ (chain rule) લાગુ પાડતા:
$\frac{d}{dx}(\tan^{-1}(\sin \sqrt{x})) = \frac{1}{1+(\sin \sqrt{x})^2} \cdot \cos \sqrt{x} \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} = \frac{\cos \sqrt{x}}{2\sqrt{x}(1+\sin^2 \sqrt{x})}$.
બીજા પદ માટે,$\frac{d}{dx}(\operatorname{cosec}^{-1}(u)) = -\frac{1}{|u|\sqrt{u^2-1}} \cdot \frac{du}{dx}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{d}{dx}(\operatorname{cosec}^{-1}(e^{2x+1})) = -\frac{1}{e^{2x+1}\sqrt{(e^{2x+1})^2-1}} \cdot e^{2x+1} \cdot 2 = -\frac{2}{\sqrt{e^{4x+2}-1}}$.
આ બંનેને જોડતા,આપણને $\frac{dy}{dx} = \frac{\cos \sqrt{x}}{2 \sqrt{x}(1+\sin ^2 \sqrt{x})} - \frac{2}{\sqrt{e^{4 x+2}-1}}$ મળે છે.
473
EasyMCQ
જો $f$ વિકલનીય હોય,$f(x+y)=f(x) f(y)$ તમામ $x, y \in R$ માટે,$f(3)=3$,અને $f^{\prime}(0)=11$ હોય,તો $f^{\prime}(3)$ ની કિંમત શોધો:
A
$3/11$
B
$11/3$
C
$8$
D
$33$

Solution

(D) આપેલ વિધેય સમીકરણ $f(x+y)=f(x) f(y)$ છે.
વિકલિતની વ્યાખ્યા મુજબ,$f^{\prime}(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h)-f(x)}{h}$.
આપેલ સંબંધનો ઉપયોગ કરતા,$f(x+h) = f(x)f(h)$.
તેથી,$f^{\prime}(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x)f(h)-f(x)}{h} = f(x) \lim_{h \to 0} \frac{f(h)-1}{h}$.
$f(0+0) = f(0)f(0)$ હોવાથી,$f(0) = f(0)^2$,તેથી $f(0)=1$ (ધારો કે $f(x) \neq 0$).
આમ,$f^{\prime}(0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(h)-f(0)}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{f(h)-1}{h} = 11$.
તેથી,$f^{\prime}(x) = f(x) \cdot 11$.
$x=3$ માટે,$f^{\prime}(3) = f(3) \cdot 11 = 3 \cdot 11 = 33$.
474
MediumMCQ
ધારો કે $f:(-1,1) \rightarrow \mathbb{R}$ એ એક વિકલનીય વિધેય છે જ્યાં $f(0)=-1$ અને $f^{\prime}(0)=1$ છે. જો $g(x)=(f(2f(x)+2))^2$ હોય,તો $g^{\prime}(0)=$
A
$0$
B
-$2$
C
$4$
D
-$4$

Solution

(D) આપેલ છે કે $g(x) = (f(2f(x)+2))^2$.
સાંકળના નિયમનો ઉપયોગ કરીને,આપણે $x$ ની સાપેક્ષે $g(x)$ નું વિકલન કરીએ:
$g^{\prime}(x) = 2(f(2f(x)+2)) \cdot \frac{d}{dx}(f(2f(x)+2))$
$g^{\prime}(x) = 2(f(2f(x)+2)) \cdot f^{\prime}(2f(x)+2) \cdot \frac{d}{dx}(2f(x)+2)$
$g^{\prime}(x) = 2(f(2f(x)+2)) \cdot f^{\prime}(2f(x)+2) \cdot 2f^{\prime}(x)$
$g^{\prime}(x) = 4 \cdot f(2f(x)+2) \cdot f^{\prime}(2f(x)+2) \cdot f^{\prime}(x)$.
હવે,$x=0$ મૂકતા:
$g^{\prime}(0) = 4 \cdot f(2f(0)+2) \cdot f^{\prime}(2f(0)+2) \cdot f^{\prime}(0)$.
આપેલ છે કે $f(0)=-1$ અને $f^{\prime}(0)=1$:
$g^{\prime}(0) = 4 \cdot f(2(-1)+2) \cdot f^{\prime}(2(-1)+2) \cdot (1)$
$g^{\prime}(0) = 4 \cdot f(0) \cdot f^{\prime}(0) \cdot 1$
$g^{\prime}(0) = 4 \cdot (-1) \cdot (1) \cdot 1 = -4$.
475
EasyMCQ
જો વક્ર $y=f(x)$ પરના કોઈપણ બિંદુ $(x, y)$ પર દોરેલા સ્પર્શકનો ઢાળ $(6x^2+10x-9)$ હોય અને $f(2)=0$ હોય,તો $f(-2)=$
A
$0$
B
$4$
C
-$6$
D
-$13$

Solution

(B) વક્ર $y=f(x)$ ના સ્પર્શકનો ઢાળ $\frac{dy}{dx} = 6x^2+10x-9$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરતા,આપણને મળે છે:
$f(x) = \int (6x^2+10x-9) dx = 2x^3+5x^2-9x+C$.
આપેલ છે કે $f(2)=0$,તેથી આપણે સમીકરણમાં $x=2$ મૂકીએ:
$f(2) = 2(2)^3 + 5(2)^2 - 9(2) + C = 0$
$16 + 20 - 18 + C = 0$
$18 + C = 0 \Rightarrow C = -18$.
આમ,વિધેય $f(x) = 2x^3+5x^2-9x-18$ છે.
હવે,આપણે $f(-2)$ શોધીએ:
$f(-2) = 2(-2)^3 + 5(-2)^2 - 9(-2) - 18$
$f(-2) = 2(-8) + 5(4) + 18 - 18$
$f(-2) = -16 + 20 + 0 = 4$.
476
MediumMCQ
$\frac{d}{d x}\left[a \tan ^{-1} x+b \log \left(\frac{x-1}{x+1}\right)\right]=\frac{1}{x^4-1}$
$\Rightarrow a-2 b$ ની કિંમત શોધો.
A
$1$
B
$-1$
C
$0$
D
$2$

Solution

(B) આપેલ છે,$\frac{d}{d x}\left[a \tan ^{-1} x+b \log \left(\frac{x-1}{x+1}\right)\right]=\frac{1}{x^4-1}$.
બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરતા,આપણને મળે છે:
$a \tan ^{-1} x+b \log \left(\frac{x-1}{x+1}\right) = \int \frac{1}{x^4-1} dx$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\frac{1}{x^4-1} = \frac{1}{(x^2-1)(x^2+1)} = \frac{1}{2} \left[ \frac{1}{x^2-1} - \frac{1}{x^2+1} \right]$.
તેથી,$\int \frac{1}{x^4-1} dx = \frac{1}{2} \int \frac{1}{x^2-1} dx - \frac{1}{2} \int \frac{1}{x^2+1} dx$.
પ્રમાણિત સંકલન સૂત્રો $\int \frac{1}{x^2-a^2} dx = \frac{1}{2a} \log \left| \frac{x-a}{x+a} \right|$ અને $\int \frac{1}{x^2+1} dx = \tan^{-1} x$ નો ઉપયોગ કરતા:
$a \tan ^{-1} x+b \log \left(\frac{x-1}{x+1}\right) = \frac{1}{2} \left( \frac{1}{2} \log \left| \frac{x-1}{x+1} \right| \right) - \frac{1}{2} \tan^{-1} x$.
$a \tan ^{-1} x+b \log \left(\frac{x-1}{x+1}\right) = -\frac{1}{2} \tan^{-1} x + \frac{1}{4} \log \left| \frac{x-1}{x+1} \right|$.
સહગુણકોની સરખામણી કરતા,$a = -\frac{1}{2}$ અને $b = \frac{1}{4}$ મળે છે.
તેથી,$a - 2b = -\frac{1}{2} - 2(\frac{1}{4}) = -\frac{1}{2} - \frac{1}{2} = -1$.
477
MediumMCQ
જો $f(x)$ એ $(-\infty, \infty)$ પર વ્યાખ્યાયિત એક અયુગ્મ વિકલનીય વિધેય હોય અને $f^{\prime}(3)=2$ હોય,તો $f^{\prime}(-3)$ ની કિંમત શોધો.
A
$0$
B
$1$
C
$2$
D
$4$

Solution

(C) આપેલ છે કે $f(x)$ એ એક અયુગ્મ વિકલનીય વિધેય છે.
અયુગ્મ વિધેયની વ્યાખ્યા મુજબ,$f(-x) = -f(x)$.
સાંકળના નિયમનો ઉપયોગ કરીને બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{d}{dx}[f(-x)] = \frac{d}{dx}[-f(x)]$
$-f^{\prime}(-x) = -f^{\prime}(x)$
$f^{\prime}(-x) = f^{\prime}(x)$
આ દર્શાવે છે કે અયુગ્મ વિધેયનું વિકલિત એ યુગ્મ વિધેય છે.
હવે,$f^{\prime}(-x) = f^{\prime}(x)$ સમીકરણમાં $x = 3$ મૂકતા:
$f^{\prime}(-3) = f^{\prime}(3)$
આપણને આપેલ છે કે $f^{\prime}(3) = 2$,તેથી:
$f^{\prime}(-3) = 2$.
478
MediumMCQ
ધારો કે $f(x) = x^m$,જ્યાં $m$ એ અ-ઋણ પૂર્ણાંક છે. $m$ ની કઈ કિંમત માટે સમાનતા $f^{\prime}(a+b) = f^{\prime}(a) + f^{\prime}(b)$ એ તમામ $a, b > 0$ માટે સાચી છે?
A
$0$
B
$1$
C
$2$
D
$3$

Solution

(C) આપેલ છે કે $f(x) = x^m$,જ્યાં $m \geq 0$ અને $m \in \mathbb{Z}$.
પ્રથમ,વિકલન મેળવો: $f^{\prime}(x) = m x^{m-1}$.
આપેલ શરત $f^{\prime}(a+b) = f^{\prime}(a) + f^{\prime}(b)$ છે.
વિકલન મૂકતા,આપણને મળે છે: $m(a+b)^{m-1} = m a^{m-1} + m b^{m-1}$.
જો $m=0$ હોય,તો $f(x) = 1$,તેથી $f^{\prime}(x) = 0$. સમીકરણ $0 = 0+0$ બને છે,જે સાચું છે,પરંતુ સામાન્ય રીતે આપણે $m$ માટે બિન-તુચ્છ કિસ્સાઓ વિચારીએ છીએ.
જો $m=1$ હોય,તો $f^{\prime}(x) = 1$. સમીકરણ $1 = 1+1$ બને છે,એટલે કે $1=2$ (ખોટું).
જો $m=2$ હોય,તો $f^{\prime}(x) = 2x$. સમીકરણ $2(a+b) = 2a + 2b$ બને છે,જે $2a+2b = 2a+2b$ માં સરળ બને છે (સાચું).
જો $m=3$ હોય,તો $f^{\prime}(x) = 3x^2$. સમીકરણ $3(a+b)^2 = 3a^2 + 3b^2$ બને છે,જે $a^2 + 2ab + b^2 = a^2 + b^2$ માં સરળ બને છે,જેનો અર્થ છે $2ab = 0$. કારણ કે $a, b > 0$,આ ખોટું છે.
આમ,$m$ ની કિંમત $2$ છે.
479
MediumMCQ
$x = 0$ અને $dx = 0.2$ માટે $f(x) = \log_{e}(1 + e^{10x}) - \tan^{-1}(e^{5x})$ નું વિકલન શું થાય?
A
$0.5$
B
$0.3$
C
$-0.2$
D
$-0.5$

Solution

(A) વિકલન $df$ એ $df = f'(x) dx$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ,આપણે વિકલિત $f'(x)$ શોધીએ:
$f'(x) = \frac{d}{dx} [\log_{e}(1 + e^{10x}) - \tan^{-1}(e^{5x})]$
$f'(x) = \frac{1}{1 + e^{10x}} \cdot (10e^{10x}) - \frac{1}{1 + (e^{5x})^2} \cdot (5e^{5x})$
$f'(x) = \frac{10e^{10x}}{1 + e^{10x}} - \frac{5e^{5x}}{1 + e^{10x}}$
$x = 0$ આગળ,$e^{10(0)} = e^0 = 1$ અને $e^{5(0)} = e^0 = 1$.
$f'(0) = \frac{10(1)}{1 + 1} - \frac{5(1)}{1 + 1} = \frac{10}{2} - \frac{5}{2} = \frac{5}{2} = 2.5$.
હવે,$dx = 0.2$ માટે વિકલન ગણો:
$df = f'(0) \cdot dx = 2.5 \cdot 0.2 = 0.5$.
480
MediumMCQ
ધારો કે $F(x)=e^{x}$,$G(x)=e^{-x}$ અને $H(x)=G(F(x))$,જ્યાં $x$ એ વાસ્તવિક ચલ છે. તો $x=0$ આગળ $\frac{dH}{dx}$ ની કિંમત શોધો.
A
$1$
B
$-1$
C
$-\frac{1}{e}$
D
$-e$

Solution

(C) આપેલ વિધેયો $F(x)=e^{x}$ અને $G(x)=e^{-x}$ છે.
આપણે $H(x) = G(F(x))$ વ્યાખ્યાયિત કરીએ છીએ.
$F(x)$ ને $G(x)$ માં મૂકતા,આપણને $H(x) = G(e^{x}) = e^{-(e^{x})}$ મળે છે.
હવે,સાંકળના નિયમ (chain rule) નો ઉપયોગ કરીને $H(x)$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dH}{dx} = \frac{d}{dx}(e^{-e^{x}}) = e^{-e^{x}} \cdot \frac{d}{dx}(-e^{x}) = e^{-e^{x}} \cdot (-e^{x}) = -e^{x} \cdot e^{-e^{x}}$.
$x=0$ આગળ કિંમત શોધવા માટે,વિકલનમાં $x=0$ મૂકતા:
$\left. \frac{dH}{dx} \right|_{x=0} = -e^{0} \cdot e^{-e^{0}} = -1 \cdot e^{-1} = -\frac{1}{e}$.
481
DifficultMCQ
ધારો કે $f_1(x) = e^x, f_2(x) = e^{f_1(x)}, \ldots, f_{n+1}(x) = e^{f_n(x)}$ તમામ $n \geq 1$ માટે. તો કોઈપણ નિશ્ચિત $n$ માટે,$\frac{d}{dx} f_n(x)$ શું થાય?
A
$f_n(x)$
B
$f_n(x) f_{n-1}(x)$
C
$f_n(x) f_{n-1}(x) \ldots f_1(x)$
D
$f_n(x) \ldots f_1(x) e^x$

Solution

(C) આપેલ છે કે $f_1(x) = e^x$ અને $f_{n+1}(x) = e^{f_n(x)}$.
$f_n(x) = e^{f_{n-1}(x)}$ ની બંને બાજુએ પ્રાકૃતિક લઘુગણક (natural logarithm) લેતા,આપણને મળે છે $\ln(f_n(x)) = f_{n-1}(x)$.
બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{1}{f_n(x)} \cdot f_n'(x) = f_{n-1}'(x)$
$\Rightarrow f_n'(x) = f_n(x) \cdot f_{n-1}'(x) \quad \dots (i)$
$n=1$ માટે,$f_1'(x) = e^x = f_1(x)$.
$n=2$ માટે,$f_2'(x) = f_2(x) \cdot f_1'(x) = f_2(x) \cdot f_1(x)$.
$n=3$ માટે,$f_3'(x) = f_3(x) \cdot f_2'(x) = f_3(x) \cdot f_2(x) \cdot f_1(x)$.
ગાણિતિક અનુમાનના સિદ્ધાંત મુજબ,કોઈપણ $n \geq 1$ માટે,$\frac{d}{dx} f_n(x) = f_n(x) \cdot f_{n-1}(x) \cdot \ldots \cdot f_1(x)$.
482
MediumMCQ
જો $y=(1+x)(1+x^{2})(1+x^{4}) \ldots (1+x^{2^{n}})$ હોય,તો $x=0$ આગળ $\left(\frac{d y}{d x}\right)$ નું મૂલ્ય શું થાય?
A
$0$
B
-$1$
C
$1$
D
$2$

Solution

(C) આપેલ છે,$y=(1+x)(1+x^{2})(1+x^{4}) \ldots (1+x^{2^{n}})$.
બંને બાજુ પ્રાકૃતિક લઘુગણક લેતા:
$\log y = \log(1+x) + \log(1+x^{2}) + \log(1+x^{4}) + \ldots + \log(1+x^{2^{n}})$.
બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{1}{y} \frac{d y}{d x} = \frac{1}{1+x} + \frac{2x}{1+x^{2}} + \frac{4x^{3}}{1+x^{4}} + \ldots + \frac{2^{n}x^{2^{n}-1}}{1+x^{2^{n}}}$.
તેથી,$\frac{d y}{d x} = y \left[ \frac{1}{1+x} + \frac{2x}{1+x^{2}} + \ldots + \frac{2^{n}x^{2^{n}-1}}{1+x^{2^{n}}} \right]$.
$x=0$ આગળ,$y = (1+0)(1+0) \ldots (1+0) = 1$.
વિકલિતના પદમાં $x=0$ મૂકતા:
$\left(\frac{d y}{d x}\right)_{x=0} = 1 \left[ \frac{1}{1+0} + 0 + 0 + \ldots + 0 \right] = 1 \times 1 = 1$.
483
EasyMCQ
જો $f(x)=x^{n}$,જ્યાં $n$ એ અઋણ પૂર્ણાંક છે,તો $n$ ની કઈ કિંમતો માટે તમામ $\alpha, \beta > 0$ માટે $f^{\prime}(\alpha+\beta)=f^{\prime}(\alpha)+f^{\prime}(\beta)$ થાય?
A
$1$
B
$2$
C
$0$
D
$5$

Solution

(B) આપેલ છે કે $f(x) = x^{n}$.
વિકલન કરતા,આપણને $f^{\prime}(x) = n x^{n-1}$ મળે છે.
આ કિંમતને આપેલ સમીકરણ $f^{\prime}(\alpha+\beta) = f^{\prime}(\alpha) + f^{\prime}(\beta)$ માં મૂકતા:
$n(\alpha+\beta)^{n-1} = n\alpha^{n-1} + n\beta^{n-1}$.
જો $n \neq 0$ હોય,તો $n$ વડે ભાગતા:
$(\alpha+\beta)^{n-1} = \alpha^{n-1} + \beta^{n-1}$.
જો $n=1$ લઈએ,તો $(\alpha+\beta)^{0} = \alpha^{0} + \beta^{0} \Rightarrow 1 = 1 + 1$,જે $1 = 2$ થાય છે (ખોટું).
જો $n=2$ લઈએ,તો $(\alpha+\beta)^{2-1} = \alpha^{2-1} + \beta^{2-1} \Rightarrow \alpha+\beta = \alpha+\beta$ (સાચું).
જો $n=0$ લઈએ,તો $f(x) = x^{0} = 1$,તેથી $f^{\prime}(x) = 0$. આમ $0 = 0 + 0$ (સાચું).
પરંતુ,આપેલા વિકલ્પો મુજબ,$n=2$ એ આ પ્રકારના પ્રશ્ન માટે પ્રમાણિત ઉકેલ છે.
484
DifficultMCQ
ધારો કે $y = \left(\frac{3^{x}-1}{3^{x}+1}\right) \sin x + \log_{e}(1+x)$ જ્યાં $x > -1$. તો,$x = 0$ આગળ,$\frac{dy}{dx}$ ની કિંમત શોધો.
A
$1$
B
$0$
C
$-1$
D
$-2$

Solution

(A) આપેલ છે,$y = \left(\frac{3^{x}-1}{3^{x}+1}\right) \sin x + \log_{e}(1+x)$.
પ્રથમ પદ માટે ગુણાકારનો નિયમ અને બીજા પદ માટે સાંકળનો નિયમ વાપરતા:
$\frac{dy}{dx} = \left(\frac{3^{x}-1}{3^{x}+1}\right) \frac{d}{dx}(\sin x) + \sin x \frac{d}{dx}\left(\frac{3^{x}-1}{3^{x}+1}\right) + \frac{1}{1+x}$.
$\frac{d}{dx}\left(\frac{3^{x}-1}{3^{x}+1}\right)$ માટે ભાગાકારનો નિયમ વાપરતા:
$\frac{d}{dx}\left(\frac{3^{x}-1}{3^{x}+1}\right) = \frac{(3^{x}+1)(3^{x} \ln 3) - (3^{x}-1)(3^{x} \ln 3)}{(3^{x}+1)^{2}} = \frac{2 \cdot 3^{x} \ln 3}{(3^{x}+1)^{2}}$.
આ કિંમત વિકલનના સમીકરણમાં મૂકતા:
$\frac{dy}{dx} = \left(\frac{3^{x}-1}{3^{x}+1}\right) \cos x + \sin x \left(\frac{2 \cdot 3^{x} \ln 3}{(3^{x}+1)^{2}}\right) + \frac{1}{1+x}$.
$x = 0$ આગળ કિંમત મેળવતા:
$\left(\frac{dy}{dx}\right)_{x=0} = \left(\frac{3^{0}-1}{3^{0}+1}\right) \cos(0) + \sin(0) \left(\frac{2 \cdot 3^{0} \ln 3}{(3^{0}+1)^{2}}\right) + \frac{1}{1+0}$.
$= \left(\frac{1-1}{1+1}\right) \cdot 1 + 0 \cdot \left(\frac{2 \ln 3}{4}\right) + 1 = 0 + 0 + 1 = 1$.
485
MediumMCQ
ધારો કે $f(x)$ એ દ્વિઘાત બહુપદી છે. જો $f(1) = f(-1)$ અને $p, q, r$ એ સમાંતર શ્રેણી ($A$.$P$.) માં હોય,તો $f^{\prime}(p), f^{\prime}(q), f^{\prime}(r)$ એ
A
સમાંતર શ્રેણીમાં છે.
B
સમગુણોત્તર શ્રેણીમાં છે.
C
હરાત્મક શ્રેણીમાં છે.
D
સમાંતર,સમગુણોત્તર કે હરાત્મક શ્રેણીમાં નથી.

Solution

(A) ધારો કે દ્વિઘાત બહુપદી $f(x) = ax^2 + bx + c$ છે,જ્યાં $a \neq 0$.
આપેલ છે કે $f(1) = f(-1)$,તેથી $a(1)^2 + b(1) + c = a(-1)^2 + b(-1) + c$,જેનું સાદું રૂપ આપતા $a + b + c = a - b + c$ મળે,એટલે કે $2b = 0$,તેથી $b = 0$.
આમ,$f(x) = ax^2 + c$.
તેનું વિકલન $f^{\prime}(x) = 2ax$ થાય.
$p, q, r$ એ સમાંતર શ્રેણીમાં હોવાથી,$2q = p + r$ થાય.
બંને બાજુ $2a$ વડે ગુણતા,$2a(2q) = 2a(p + r)$,એટલે કે $2(2aq) = 2ap + 2ar$.
$f^{\prime}(x) = 2ax$ મૂકતા,$2f^{\prime}(q) = f^{\prime}(p) + f^{\prime}(r)$ મળે.
આ શરત દર્શાવે છે કે $f^{\prime}(p), f^{\prime}(q), f^{\prime}(r)$ એ સમાંતર શ્રેણીમાં છે.
486
DifficultMCQ
$\frac{d}{dx} [3 \sin(60^{\circ} - x^{\circ}) - 4 \cos^3(30^{\circ} + x^{\circ})] = \rule{1cm}{0.15mm}$
A
$\frac{\pi}{60} \sin(3x^{\circ})$
B
$\frac{\pi}{60} \sin(3x^{\circ})$
C
$\frac{\pi}{60} \cos(3x^{\circ})$
D
$-\frac{\pi}{60} \cos(3x^{\circ})$

Solution

(C) સૌ પ્રથમ,અંશના માપને રેડિયનમાં ફેરવો: $x^{\circ} = \frac{\pi x}{180}$.
આપણે નિત્યસમ $\cos(30^{\circ} + x^{\circ}) = \sin(90^{\circ} - (30^{\circ} + x^{\circ})) = \sin(60^{\circ} - x^{\circ})$ નો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
ધારો કે $A = 60^{\circ} - x^{\circ}$. પદાવલિ $3 \sin A - 4 \sin^3 A$ બને છે.
ત્રિકોણમિતીય નિત્યસમ $3 \sin A - 4 \sin^3 A = \sin(3A)$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને $\sin(3(60^{\circ} - x^{\circ})) = \sin(180^{\circ} - 3x^{\circ}) = \sin(3x^{\circ})$ મળે છે.
હવે,આને રેડિયનના સંદર્ભમાં દર્શાવો: $f(x) = \sin(3 \cdot \frac{\pi x}{180}) = \sin(\frac{\pi x}{60})$.
સાંકળના નિયમ (chain rule) નો ઉપયોગ કરીને $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા: $\frac{d}{dx} [\sin(\frac{\pi x}{60})] = \cos(\frac{\pi x}{60}) \cdot \frac{\pi}{60} = \frac{\pi}{60} \cos(3x^{\circ})$.
487
DifficultMCQ
ધારો કે $f(x)$ અને $g(x)$ એ બે વાર વિકલનીય વિધેયો છે જે તમામ $x \in R$ માટે $f''(x) = g''(x)$,$f'(1) = 2g'(1) = 4$ અને $g(2) = 3f(2) = 9$ નું પાલન કરે છે. તો $f(25) - g(25)$ ની કિંમત શોધો:
A
$20$
B
$40$
C
-$20$
D
-$40$

Solution

(B) આપેલ છે કે $f''(x) = g''(x)$. બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં સંકલન કરતા,આપણને $f'(x) = g'(x) + C_1$ મળે છે.
આપેલ શરતો પરથી,$f'(1) = 4$ અને $2g'(1) = 4 \implies g'(1) = 2$.
આ કિંમતોને વિકલિત સમીકરણમાં મૂકતા: $4 = 2 + C_1 \implies C_1 = 2$.
આમ,$f'(x) - g'(x) = 2$. ફરીથી સંકલન કરતા,આપણને $f(x) - g(x) = 2x + C_2$ મળે છે.
આપેલ છે કે $g(2) = 9$ અને $3f(2) = 9 \implies f(2) = 3$.
સમીકરણ $f(x) - g(x) = 2x + C_2$ માં $x = 2$ મૂકતા: $3 - 9 = 2(2) + C_2 \implies -6 = 4 + C_2 \implies C_2 = -10$.
તેથી,$f(x) - g(x) = 2x - 10$.
$x = 25$ માટે,$f(25) - g(25) = 2(25) - 10 = 50 - 10 = 40$.

Continuity and Differentiation — Derivative at a point, Standard differentiation · Frequently Asked Questions

1Are these Continuity and Differentiation 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 Continuity and Differentiation 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.