Loading [MathJax]/extensions/tex2jax.js
Menu

Definite Integral Class 12

Contents hide

1.निश्चित् समाकलन कक्षा 12 (Definite Integral Class 12),निश्चित् समाकलन के उदाहरण (Definite Integral Examples):

निश्चित् समाकलन कक्षा 12 (Definite Integral Class 12) में योग सीमा के रूप में तथा अन्तिम बिन्दुओं पर फलन के मानों के अन्तर के रूप में अध्ययन कराया जाता है।निश्चित् समाकलन का एक अद्वितीय मान होता है।एक निश्चित् समाकलन को अनिश्चित समाकलन की विधि से समाकलन किया जाता है तथा निश्चित् समाकलन का मान ज्ञात करने के लिए निश्चित् समाकलनों के गुणधर्मों का भी प्रयोग किया जाता है।तत्पश्चात् यह परिसर [a,b] पर f का निश्चित् समाकलन कहलाता है जहाँ a और b समाकलन की सीमाएँ कहलाती हैं a निम्न सीमा कहलाती है और b को उच्च सीमा कहते हैं।

आपको यह जानकारी रोचक व ज्ञानवर्धक लगे तो अपने मित्रों के साथ इस गणित के आर्टिकल को शेयर करें।यदि आप इस वेबसाइट पर पहली बार आए हैं तो वेबसाइट को फॉलो करें और ईमेल सब्सक्रिप्शन को भी फॉलो करें।जिससे नए आर्टिकल का नोटिफिकेशन आपको मिल सके । यदि आर्टिकल पसन्द आए तो अपने मित्रों के साथ शेयर और लाईक करें जिससे वे भी लाभ उठाए । आपकी कोई समस्या हो या कोई सुझाव देना चाहते हैं तो कमेंट करके बताएं।इस आर्टिकल को पूरा पढ़ें।

Also Read This Article:-Differential Equation Reducible to LDE

2.निश्चित् समाकलन कक्षा 12 पर आधारित उदाहरण (Examples Based on Definite Integral Class 12):

Example:1. 0π41+sin2xdx\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \sqrt{1+\sin 2 x} d x का मान है?
Solution: 0π41+sin2xdxI=0π4(sin2x+cos2x+2sinxcosx)dx=0π4(sinx+cosx)2dx=0π4(sinx+cosx)dx=[cosx+sinx]0π4=cosπ4+sinπ4+cos0sin0=12+12+10I=1\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \sqrt{1+\sin 2 x} d x \\ I =\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \sqrt{\left(\sin ^{2} x+\cos ^{2} x+2 \sin x \cos x\right)} d x \\ =\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \sqrt{(\sin x+\cos x)^{2}} d x \\ =\int_{0}^{\frac{\pi}{4}}(\sin x+\cos x) d x \\ =[-\cos x+\sin x]_{0}^{\frac{\pi}{4}} \\ =-\cos \frac{\pi}{4}+\sin \frac{\pi}{4}+\cos 0-\sin 0 \\ =-\frac{1}{\sqrt{2}}+\frac{1}{\sqrt{2}}+1-0 \\I =1
Example:2. 25xx+7xdx\int_{2}^{5} \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x}+\sqrt{7-x}} d x का मान है?
Solution: I=25xx+7xdx(1)I=257x7x+x(2)I=\int_{2}^{5} \frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x}+\sqrt{7-x}} d x \cdots(1) \\ I=\int_{2}^{5} \frac{\sqrt{7-x}}{\sqrt{7-x}+\sqrt{x}} \cdots(2)  
[गुणधर्म IV से: abf(x)dx=abf(a+bx)dx\int_{a}^{b} f(x) d x=\int_{a}^{b} f(a+b-x) d x]
(1) व (2) को जोड़ने पर:

2I=25(xx+7x+7x7x+x)dx=25(x+7xx+7x)dx=251dx=[x]25=52=32 I =\int_{2}^{5}\left(\frac{\sqrt{x}}{\sqrt{x}+\sqrt{7-x}}+\frac{\sqrt{7-x}}{\sqrt{7-x}+\sqrt{x}}\right) d x \\=\int_{2}^{5}\left(\frac{\sqrt{x}+\sqrt{7-x}}{\sqrt{x}+\sqrt{7-x}}\right) d x \\ =\int_{2}^{5} 1 d x \\ =[x]_{2}^{5}=5-2=3
Example:3. acbcf(x+c)dx\int_{a-c}^{b-c} f(x+c) d x का मान है:
Solution: acbcf(x+c)dx=acbf(x+c)dx+bcf(x+c)dx=bacf(x+c)dx+bcf(x+c)dx=baf(x+c)dxbcf(x+c)dxbcf(x+c)dx=abf(x+c)dx+bcf(x+c)dxbcf(x+c)dx=abf(x+c)dx\int_{a-c}^{b-c} f(x+c) d x \\ =\int_{a-c}^{b} f(x+c) d x+\int_{b}^{-c} f(x+c) d x \\ =-\int_{b}^{a-c} f(x+c) d x+\int_{b}^{c} f(x+c) d x \\ =-\int_{b}^{a} f(x+c) dx-\int_{b}^{-c} f(x+c) d x -\int_{b}^{c} f(x+c) d x \\ =\int_{a}^{b} f(x+c) dx+\int_{b}^{c} f(x+c) d x -\int_{b}^{c} f(x+c) d x \\ =\int_{a}^{b} f(x+c) d x
Example:4. A(x)=0xθ2dθA(x)=\int_{0}^{x} \theta^{2} d \theta हो तो A(3) का मान होगा:
Solution: A(x)=0xθ2dθA(x)=[θ33]0xA(x)=x33A(3)=333=9A(x)=\int_{0}^{x} \theta^{2} d \theta \\ A(x)=\left[\frac{\theta^{3}}{3}\right]_{0}^{x} \\ \Rightarrow A(x)=\frac{x^{3}}{3} \\ \Rightarrow A(3)=\frac{3^{3}}{3}=9
निम्नलिखित का समाकलन कीजिए:
Example:5. 12(x+3)x(x+2)dx\int_{1}^{2} \frac{(x+3)}{x(x+2)} d x
Solution: 12(x+3)x(x+2)dx=12x+2+1x(x+2)dx=12x+2x(x+2)dx+121x(x+2)dx=121xdx+1212[1x1x+2]dx=121xdx+12121xdx121x+2dx=32121xdx12121x+2dx=32[logx]1212[log(x+2)]12=32[log2log1]12[log4log3]=32log212log4+12log3=32log212log22+12log3=32log2log2+12log3=12log2+12log3=12log6\int_{1}^{2} \frac{(x+3)}{x(x+2)} d x \\ =\int_{1}^{2} \frac{x+2+1}{x(x+2)} d x \\ =\int_{1}^{2} \frac{x+2}{x(x+2)} d x+\int_{1}^{2} \frac{1}{x(x+2)} d x \\ =\int_{1}^{2} \frac{1}{x} d x+\frac{1}{2} \int_{1}^{2}\left[\frac{1}{x}-\frac{1}{x+2}\right] d x \\ =\int_{1}^{2} \frac{1}{x} d x+\frac{1}{2} \int_{1}^{2} \frac{1}{x} d x-\frac{1}{2} \int \frac{1}{x+2} d x \\ =\frac{3}{2} \int_{1}^{2} \frac{1}{x} d x-\frac{1}{2} \int_{1}^{2} \frac{1}{x+2} d x \\ =\frac{3}{2}[\log x]_{1}^{2}-\frac{1}{2}[\log (x+2)]_{1}^{2} \\ =\frac{3}{2}[\log 2-\log 1]-\frac{1}{2}\left[\log 4-\log 3\right] \\ =\frac{3}{2} \log 2-\frac{1}{2} \log 4+\frac{1}{2} \log 3 \\ =\frac{3}{2} \log 2-\frac{1}{2} \log 2^{2}+\frac{1}{2} \log 3 \\=\frac{3}{2} \log 2-\log 2+\frac{1}{2} \log 3 \\=\frac{1}{2} \log 2+\frac{1}{2} \log 3 \\=\frac{1}{2} \log 6
Example:6. 12xex(1+x)2dx\int_{1}^{2} \frac{x e^{x}}{(1+x)^{2}} d x
Solution: 12xex(1+x)2dx=12xex+exex(1+x)2dx=12xex+ex(1+x)2dx12ex(1+x)2dx=12(1+x)ex(1+x)2dx12ex(1+x)2dx=12ex1+xdx12ex(1+x)2dxex[f(x)+f(x)]dx=exf(x)\int_{1}^{2} \frac{x e^{x}}{(1+x)^{2}} d x \\ =\int_{1}^{2} \frac{x e^{x}+e^{x}-e^{x}}{(1+x)^{2}} d x \\ =\int_{1}^{2} \frac{x e^{x}+e^{x}}{(1+x)^{2}} d x-\int_{1}^{2} \frac{e^{x}}{(1+x)^{2}} dx \\ =\int_{1}^{2} \frac{(1+x) e^{x}}{(1+x)^{2}} d x-\int_{1}^{2} \frac{e^{x}}{(1+x)^{2}} d x \\ =\int_{1}^{2} \frac{e^{x}}{1+x} d x-\int_{1}^{2} \frac{e^{x}}{(1+x)^{2}} d x \\ \int e^{x}\left[f(x)+f^{\prime}(x)\right] d x=e^{x} f(x) से

=[ex1+x]12=e23e2=2e23e6=16e(2e3)\left[\frac{e^{x}}{1+x}\right]_{1}^{2} \\ =\frac{e^{2}}{3}-\frac{e}{2} \\ =\frac{2 e^{2}-3 e}{6} \\ =\frac{1}{6} e(2 e-3)
Example:7. 0π2ex(1+sinx1+cosx)dx\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} e^{x}\left(\frac{1+\sin x}{1+\cos x}\right) d x
Solution: 0π2ex(1+sinx1+cosx)dxI=0π2exsinx1+cosxdx+0π2ex1+cosxdx\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} e^{x}\left(\frac{1+\sin x}{1+\cos x}\right) d x \\ I=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{e^{x} \sin x}{1+\cos x} d x+\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{e^{x}}{1+\cos x} d x
माना f(x)=sinx1+cosxf(x)=(1+cosx)cosx+sin2x(1+cosx)2=cosx+cos2x+sin2x(1+cosx)2=1+cosx(1+cosx)2f(x)=1(1+cosx)ex[f(x)+f(x)]dx=exf(x)f(x) =\frac{\sin x}{1+\cos x} \\ f^{\prime}(x) =\frac{(1+\cos x) \cos x+\sin ^{2} x}{(1+\cos x)^{2}} \\ =\frac{\cos x+\cos ^{2} x+\sin ^{2} x}{(1+\cos x)^{2}} \\ =\frac{1+\cos x}{(1+\cos x)^{2}} \\ \Rightarrow f^{\prime}(x) =\frac{1}{(1+\cos x)} \\ \int e^{x}\left[f(x)+f^{\prime}(x)\right] d x=e^{x} f(x) से 

I=[exsinx1+cosx]0π2=eπ2sinπ21+cosπ2e0sinθ1+cos0=eπ21=eπ2I=\left[\frac{e^{x} \sin x}{1+\cos x}\right]_{0}^{\frac{\pi}{2}}\\ =\frac{e^{\frac{\pi}{2}} \sin \frac{\pi}{2}}{1+\cos \frac{\pi}{2}}-\frac{e^{0} \sin \theta}{1+\cos 0}\\ =\frac{e^{\frac{\pi}{2}}}{1}=e^{\frac{\pi}{2}}
Example:8. 131(xx3)13x4dx\int_{\frac{1}{3}}^{1} \frac{\left(x-x^{3}\right)^{\frac{1}{3}}}{x^{4}} d x
Solution: 131(xx3)13x4dxI=131[x3(1x21)]13dx=131x4(1x21)13dx=131(1x21)13x3dx\int_{\frac{1}{3}}^{1} \frac{\left(x-x^{3}\right)^{\frac{1}{3}}}{x^{4}} d x \\ I=\int_{\frac{1}{3}}^{1}\left[x^{3}\left(\frac{1}{x^{2}}-1\right)\right]^{\frac{1}{3}} d x \\ =\int_{\frac{1}{3}}^{1} \frac{x^{4}}{\left(\frac{1}{x^{2}}-1\right)^{\frac{1}{3}}} d x \\ =\int_{\frac{1}{3}}^{1} \frac{\left(\frac{1}{x^{2}}-1\right)^{\frac{1}{3}}}{x^{3}} d x

put 1x21=t2x3dx=dt1x3dx=dt2\frac{1}{x^{2}}-1=t \\ -\frac{2}{x^{3}} d x=d t \\ \frac{1}{x^{3}} d x=-\frac{d t}{2}
जब x=13\frac{1}{3} तो t=8
जब x=1 तो t=0

I=80t13(dt2)=1208t13dt=12[t4343]08=12×34[8430]=38×16I=6I =\int_{8}^{0} t^{\frac{1}{3}}\left(-\frac{d t}{2}\right) \\ =\frac{1}{2} \int_{0}^{8} t^{\frac{1}{3}} d t \\ =\frac{1}{2}\left[\frac{t^{\frac{4}{3}}}{\frac{4}{3}}\right]_{0}^{8} \\ =\frac{1}{2} \times \frac{3}{4}\left[8^{\frac{4}{3}}-0\right] \\ =\frac{3}{8} \times 16 \\ I=6

Example:9. 0π2x2cos2xdx\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} x^{2} \cos ^{2} x d x
Solution: 0π2x2cos2xdxI=0π2x2(1+cos2x2)dx=0π2x22dx+120π2x2cos2xdx=12[x33]0π2+12x20π2cos2xdx120π2[ddxx2cos2xdx]dx=16(π2)3+12[x2sin2x2]0π2120π22xsin2x2dx=π348+14×012x0π2sin2xdx+120π2[ddx(x)sin2xdx]dx=π348+12[xcos2π2]0π218[sin2x]0π2=π348+14π2cosπ18×0×cos018×0=π348π8I=π48(π26)\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} x^{2} \cos ^{2} x d x \\ I=\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} x^{2}\left(\frac{1+\cos 2 x}{2}\right) d x \\ =\int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \frac{x^{2}}{2} d x+\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} x^{2} \cos 2 x d x \\ =\frac{1}{2} \cdot\left[\frac{x^{3}}{3}\right]_{0}^{\frac{\pi}{2}}+\frac{1}{2} x^{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \cos 2 x d x -\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\left[\frac{d}{d x} x^{2} \int \cos 2 x dx\right] d x \\ =\frac{1}{6}\left(\frac{\pi}{2}\right)^{3}+\frac{1}{2}\left[x^{2} \frac{\sin 2 x}{2}\right]_{0}^{\frac{\pi}{2}} -\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} 2 x \cdot \frac{\sin 2 x}{2} d x \\ =\frac{\pi^{3}}{48}+\frac{1}{4} \times 0-\frac{1}{2} x \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \sin 2 x d x +\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\left[\frac{d}{d x}(x) \int \sin 2 x d x\right] d x \\ =\frac{\pi^{3}}{48}+\frac{1}{2}\left[\frac{x \cos 2 \pi}{2}\right]_{0}^{\frac{\pi}{2}}-\frac{1}{8}[\sin 2x]_{0}^{\frac{\pi}{2}} \\ =\frac{\pi^{3}}{48}+\frac{1}{4} \cdot \frac{\pi}{2} \cos \pi-\frac{1}{8} \times 0 \times \cos 0-\frac{1}{8} \times 0 \\ =\frac{\pi^{3}}{48}-\frac{\pi}{8} \\ I =\frac{\pi}{48}\left(\pi^{2}-6\right)
Example:10. 01tan1xdx\int_{0}^{1} \tan ^{-1} x d x
Solution: 01tan1xdxI=01tan1xdx=tan1x011dx01[ddx(tan1x)1dx]dxI=[xtan1x]0101(x1+x2)dx=[1tan1(1)0]12[log(1+x2)]01=π412log2\int_{0}^{1} \tan ^{-1} x d x \\ I =\int_{0}^{1} \tan ^{-1} x d x \\ =\tan ^{-1} x \int_{0}^{1} 1 \cdot d x-\int_{0}^{1}\left[\frac{d}{d x}\left(\tan ^{-1} x\right) \int 1 \cdot d x\right] d x \\ I=[x \tan^{-1} x]_{0}^{1}-\int_{0}^{1}\left(\frac{x}{1+x^{2}}\right) d x \\ =[1 \tan^{-1}(1)-0]-\frac{1}{2}\left[\log \left(1+x^{2}\right)\right]_{0}^{1} \\ =\frac{\pi}{4}-\frac{1}{2} \log 2
Example:11. 0π4sin3xsin2xdx\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \sin 3 x \sin 2 x d x
Solution: 0π4sin3xsin2xdxI=120π42sin3xsin2xdx=120π4[cosxcos5x]dx\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \sin 3 x \sin 2 x d x \\ I =\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} 2 \sin 3 x \sin 2 x d x \\ =\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}}[\cos x-\cos 5 x] d x
[सूत्र से 2sinAsinB=cos(AB)cos(A+B)2 \sin A \sin B=\cos (A-B)-\cos (A+B)]

I=120π4cosxdx120π4cos5xdx=12[sinx]0π412[sin5x5]0π4=12[sinπ4sin0]110(sin5π4sin0)=12×12+110sin45=122+11012=5+1102=6102=352I=3210I=\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \cos x d x-\frac{1}{2} \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \cos 5 x d x \\ =\frac{1}{2}[\sin x]_{0}^{\frac{\pi}{4}}-\frac{1}{2}\left[\frac{\sin 5 x}{5}\right]_{0}^{\frac{\pi}{4}} \\ =\frac{1}{2}\left[\sin \frac{\pi}{4}-\sin 0\right]-\frac{1}{10}\left(\sin \frac{5 \pi}{4}-\sin 0\right) \\ =\frac{1}{2} \times \frac{1}{\sqrt{2}}+\frac{1}{10} \sin 45 \\ =\frac{1}{2 \sqrt{2}}+\frac{1}{10} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}} \\ =\frac{5+1}{10 \sqrt{2}} \\ =\frac{6}{10 \sqrt{2}} \\ =\frac{3}{5 \sqrt{2}} \\ \Rightarrow I =\frac{3 \sqrt{2}}{10}
Example:12. 012sin1x(1x2)32dx\int_{0}^{\frac{1}{\sqrt{2}}} \frac{\sin ^{-1} x}{\left(1-x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} d x
Solution: 012sin1x(1x2)32dxI=012sin1x(1x2)32dxI=012sin1x(1x2)32dx\int_{0}^{\frac{1}{\sqrt{2}}} \frac{\sin ^{-1} x}{\left(1-x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} d x \\ I=\int_{0}^{\frac{1}{\sqrt{2}}} \frac{\sin ^{-1} x}{\left(1-x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} d x \\ I=\int_{0}^{\frac{1}{\sqrt{2}}} \frac{\sin ^{-1} x}{\left(1-x^{2}\right)^{\frac{3}{2}}} d x

put sin1x=tx=sint11x2dx=dt\sin ^{-1} x=t \Rightarrow x=\sin t \\ \Rightarrow \frac{1}{\sqrt{1-x^{2}}} d x=d t

जब x=0 तो t=0
जब x=12\frac{1}{\sqrt{2}} तो t=π4\frac{\pi}{4}

I=0π4t1sin2tdt=0π4tcos2tdt=0π4tsec2tdt=t0π4sec2tdt0π4[ddt(t)sec2tdt]dt=[ttant]0π40π4tantdt=π4tanπ40[logsect]0π4=π4log2I=π412log2I=\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{t}{1-\sin ^{2} t} d t \\ =\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{t}{\cos ^{2} t} d t \\ =\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} t \sec^{2} t d t \\ =t \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \sec ^{2} t d t-\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \left [ \frac{d}{d t}(t) \int \sec ^{2} t dt \right ] dt\\ =[t \tan t]_{0}^{\frac{\pi}{4}}-\int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \tan t d t \\ =\frac{\pi}{4} \tan \frac{\pi}{4}-0-[\log \sec t]_{0}^{\frac{\pi}{4}} \\ =\frac{\pi}{4}-\log \sqrt{2} \\ I =\frac{\pi}{4}-\frac{1}{2} \log 2
Example:13. 221x2dx\int_{-2}^{2}\left|1-x^{2}\right| d x
Solution: 221x2dx\int_{-2}^{2}\left|1-x^{2}\right| d x
1x2=(1x2)\left|1-x^{2}\right|=-\left(1-x^{2}\right) जब 2x1-2 \leq x \leq-1
1x2=1x2\left|1-x^{2}\right|=1-x^{2} जब 1x1-1 \leq x \leq 1
1x2=(1x2)\left|1-x^{2}\right|=-\left(1-x^{2}\right) जब  1x21 \leq x \leq 2

I=21(1x2)dx+11(1x2)12(1x2)dx=[xx33]21+[xx33]11[xx33]12=[1+13+283]+113+113[2831+13]=[3+1+683]+(31+313)(683+13)=(43)+43+43I=\int_{-2}^{-1}-\left(1-x^{2}\right) d x+\int_{-1}^{1}\left(1-x^{2}\right)-\int_{1}^{2}\left(1-x^{2}\right) d x \\ =-\left[x-\frac{x^{3}}{3}\right]_{-2}^{-1}+\left[x-\frac{x^{3}}{3}\right]_{-1}^{1}-\left[x-\frac{x^{3}}{3}\right]_{1}^{2} \\ =-\left[-1+\frac{1}{3}+2-\frac{8}{3}\right]+1-\frac{1}{3}+1-\frac{1}{3}-\left[2-\frac{8}{3}-1+\frac{1}{3}\right] \\ =-\left[\frac{-3+1+6-8}{3}\right]+\left(\frac{3-1+3-1}{3}\right)-\left(\frac{6-8-3+1}{3}\right) \\ =-\left(-\frac{4}{3}\right)+\frac{4}{3}+\frac{4}{3}
Example:14. ππ2x(1+sinx)(1+cos2x)dx\int_{-\pi}^{\pi} \frac{2 x(1+\sin x)}{\left(1+\cos ^{2} x\right)} d x
Solution: ππ2x(1+sinx)(1+cos2x)dxI=ππ2x1+cos2xdx+ππ2xsinx1+cos2xf(x)=2x1+cos2xdxf(x)=2x1+cos2x=f(x)\int_{-\pi}^{\pi} \frac{2 x(1+\sin x)}{\left(1+\cos ^{2} x\right)} d x \\ I=\int_{-\pi}^{\pi} \frac{2 x}{1+\cos ^{2} x} d x+\int_{-\pi}^{\pi} \frac{2x \sin x}{1+\cos ^{2} x} \\ f(x)=\frac{2 x}{1+\cos ^{2} x} d x \\ f(-x)=\frac{-2 x}{1+\cos ^{2} x}=-f(x)
f(x)=-f(x) विषम फलन है
अतः ππ2x1+cos2xdx=0f(x)=2xsinx1+cos2xf(x)=2xsinx1+cos2x\int_{-\pi}^{\pi} \frac{2 x}{1+\cos ^{2} x} d x=0 \\ f(x)=\frac{2 x \sin x}{1+\cos ^{2} x} \\ f(-x)=\frac{2 x \sin x}{1+\cos ^{2} x}
f(x)=f(-x) सम फलन है
अतः I=ππ2xsinx1+cos2xdxI=20π2xsinx1+cos2xdxI=40πxsinx1+cos2xdx(1)I=40π(πx)sin(πx)1+cos2(πx)dx=40π(πx)sinx1+cos2xdx(2)I=\int_{-\pi}^{\pi} \frac{ 2x \sin x}{1+\cos ^{2} x} d x \\ I= 2\int_{0}^{\pi} \frac{2 x \sin x}{1+\cos ^{2} x} d x \\ I=4 \int_{0}^{\pi} \frac{x \sin x}{1+\cos ^{2} x} d x \cdots(1) \\ I =4 \int_{0}^{\pi} \frac{(\pi-x) \sin (\pi-x)}{1+\cos ^{2}(\pi-x)} d x \\ =4 \int_{0}^{\pi} \frac{(\pi-x) \sin x}{1+\cos ^{2} x} d x \cdots(2)
(1) व (2) को जोड़ने पर:

2I=4[0πxsinx1+cos2xdx+0π(1+x)sinx1+cos2xdx]I=2[0πxsinx+πsinxxsinx1+cos2xdx]I=2π0πsinx1+cos2xdx2 I=4\left[\int_{0}^{\pi} \frac{x \sin x}{1+\cos ^{2} x} d x+\int_{0}^{\pi} \frac{(1+x) \sin x}{1+\cos ^{2} x} d x\right] \\ I=2\left[\int_{0}^{\pi} \frac{x \sin x+\pi \sin x-x \sin x}{1+\cos ^{2} x} d x\right] \\ I=2 \pi \int_{0}^{\pi} \frac{\sin x}{1+\cos ^{2} x} d x

put cosx=tsinxdx=dt\cos x=t \Rightarrow-\sin x d x=d t
जब x=0 तो t=1
जब x=π\pi तो t=-1

=2π1111+t2(dt)=2π11dt1+t2=2π[tan1t]11=2π[tan1(1)tan1(1)]=2π[π4(π4)]=2π(π4+π4)=2π(π2)I=π2I=42 \pi \int_{1}^{-1} \frac{1}{1+t^{2}}(-d t) \\ =2 \pi \int_{-1}^{1} \frac{d t}{1+t^{2}} \\ =2 \pi\left[\tan ^{-1} t\right]^{1}_{-1} \\ =2 \pi[\tan^{-1} (1)-\tan^{-1} (-1)] \\ =2 \pi\left[\frac{\pi}{4}\left(-\frac{\pi}{4}\right)\right] \\ =2 \pi\left(\frac{\pi}{4}+\frac{\pi}{4}\right) \\ =2 \pi\left(\frac{\pi}{2}\right) \\ \Rightarrow I=\pi^{2} \\ I=4
Example:15. 0(cot1x)2dx\int_{0}^{\infty}\left(\cot ^{-1} x\right)^{2} d x
Solution: 0(cot1x)2dxI=cot1x01dx0[ddx(cot1x)21dx]dx=[xcot1x]0+02xcot1x1+x2dx=02xcot1x1+x2dx,[xcot1x]0=0\int_{0}^{\infty}\left(\cot ^{-1} x\right)^{2} d x \\ I= \cot ^{-1} x \int_{0}^{\infty} 1 \cdot d x-\int_{0}^{\infty}\left[\frac{d}{d x}\left(\cot ^{-1} x\right)^{2} \int 1 \cdot d x\right] d x \\ =[x \cot^{-1} x]_{0}^{\infty}+\int_{0}^{\infty} \frac{2 x \cot ^{-1} x}{1+x^{2}} d x \\ =\int_{0}^{\infty} \frac{2 x \cot ^{-1} x}{1+x^{2}} d x,[x \cot^{-1} x]_{0}^{\infty}=0

put cot1x=t11+x2dx=dt\cot ^{-1} x=t \Rightarrow-\frac{1}{1+x^{2}} d x=d t
जब x=0 तो t=π2\frac{\pi}{2}
जब x=\infty तो t=0

I=π202tcottdt=2tπ20cottdt+2π20[ddt(t)cotdt]dt=2[tlogsint]π2020π2logsintdt=2×02(π2log2)[0π2logsintdt=π2log2]I=πlog2I=-\int_{\frac{\pi}{2}}^{0} 2 t \cot t d t \\ =-2t \int_{\frac{\pi}{2}}^{0} \cot t dt+2\int_{\frac{\pi}{2}}^{0} \left[\frac{d}{d t}(t) \int \cot d t\right] d t \\ =-2 [t \log \sin t]_{\frac{\pi}{2}}^{0}-2 \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \log \sin t d t \\ =-2 \times 0-2 \left(-\frac{\pi}{2} \log 2\right) \\ \left[ \because \int_{0}^{\frac{\pi}{2}} \log \sin t d t=\frac{-\pi}{2} \log 2\right] \\ I =\pi \log 2
Example:16. 0πdx12acosx+a2,a>1\int_{0}^{\pi} \frac{d x}{1-2 a \cos x+a^{2}} , a>1
Solution: 0πdx12acosx+a2,a>1I=0πdx12a(1tan2x21+tan2x2)+a2=0π(1+tan2x2)dx1+tan2x22a+2atan2x2+a2+a2tan2x2=0πsec2x2dx12a+a2+(1+2a+a2)tan2x2=0π1(1+2a+a2)sec2x212a+a21+2a+a2+tan2x=1(a+1)20πsec2x2(a1a+1)2+tan2x2\int_{0}^{\pi} \frac{d x}{1-2 a \cos x+a^{2}} , a>1 \\ I=\int_{0}^{\pi} \frac{d x}{1-2 a \left(\frac{1-\tan ^{2} \frac{x}{2}}{1+\tan ^{2} \frac{x}{2}}\right)+a^{2}} \\ =\int_{0}^{\pi} \frac{\left(1+\tan ^{2} \frac{x}{2}\right) d x}{1+\tan ^{2} \frac{x}{2}-2 a+2 a \tan ^{2} \frac{x}{2}+a^{2}+a^{2} \tan ^{2} \frac{x}{2}} \\ =\int_{0}^{\pi} \frac{\sec ^{2} \frac{x}{2} d x}{1-2 a+a^{2}+\left(1+2 a+a^{2}\right) \tan ^{2} \frac{x}{2}} \\ =\int_{0}^{\pi} \frac{1}{\left(1+2 a+a^{2}\right)} \cdot \frac{\sec ^{2} \frac{x}{2}}{ \frac{1-2 a+a^{2}}{1+2 a+a^{2}}+\tan ^{2} x} \\ =\frac{1}{(a+1)^{2}} \int_{0}^{\pi} \frac{\sec ^{2} \frac{x}{2}}{\left(\frac{a-1}{a+1}\right)^{2}+\tan ^{2} \frac{x}{2}}

Put tanx2=t12sec2xdx=dt\tan \frac{x}{2}=t \Rightarrow \frac{1}{2} \sec ^{2} x d x=d t
जब x=0 तो t=0
जब x=π\pi तो t=\infty

I=01(a+1)22dt(a1a+1)2+t2=1(a+1)2(2a1a+1)[tan1ta1a+1]0=2(a+1)2×a+1a1π2=πa21I=πa21I=\int_{0}^{\infty} \frac{1}{(a+1)^{2}} \cdot \frac{2 d t}{\left(\frac{a-1}{a+1}\right)^{2}+t^{2}} \\ =\frac{1}{(a+1)^{2}} \cdot\left(\frac{2}{\frac{a-1}{a+1}}\right)\left[\tan^{-1} \frac{t}{\frac{a-1}{a+1}}\right]_{0}^{\infty} \\ =\frac{2}{(a+1)^{2}}\times \frac{a+1}{a-1} \cdot \frac{\pi}{2}=\frac{\pi}{a^{2}-1} \\ \Rightarrow I=\frac{\pi}{a^{2}-1}
उपर्युक्त उदाहरणों के द्वारा निश्चित् समाकलन कक्षा 12 (Definite Integral Class 12),निश्चित् समाकलन के उदाहरण (Definite Integral Examples) को समझ सकते हैं।

3.निश्चित् समाकलन कक्षा 12 पर आधारित सवाल (Questions Based on Definite Integral Class 12):

(1.)सिद्ध कीजिए: 0πxdx1+cosαsinx=παsinα\int_{0}^{\pi} \frac{x d x}{1+\cos \alpha \sin x}=\frac{\pi \alpha}{\sin \alpha}
(2.) 0dx(x2+a2)(x2+b2)\int_{0}^{\infty} \frac{d x}{\left(x^{2}+a^{2}\right)\left(x^{2}+b^{2}\right)} का मान ज्ञात कीजिए।
उत्तर (Answer): (2)π2ab(a+b)\frac{\pi}{2 a b(a+b)}
उपर्युक्त सवालों को हल करने पर निश्चित् समाकलन कक्षा 12 (Definite Integral Class 12),निश्चित् समाकलन के उदाहरण (Definite Integral Examples) को ठीक से समझ सकते हैं।

Also Read This Article:-Probability Examples

4.निश्चित् समाकलन कक्षा 12 (Definite Integral Class 12),निश्चित् समाकलन के उदाहरण (Definite Integral Examples) के सम्बन्ध में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:

प्रश्न:1.समाकलन गणित की प्रथम आधरभूत प्रमेय क्या है? (What is the First fundamental Theorem of integral Calculus?):

उत्तर:मान लीजिए कि क्षेत्रफल फलन A(x)=axf(x)dx,xaA(x)=\int_{a}^{x} f(x) d x,\forall x \geq a द्वारा परिभाषित है जहाँ फलन f अन्तराल [a,b] पर संतत फलन माना गया है।तब A(x)=f(x)x[a,b]A^{\prime}(x)=f(x) \forall x \in[a, b]

प्रश्न:2.समाकलन गणित की द्वितीय आधारभूत प्रमेय क्या है? (What is the Second fundamental Theorem of Integral Calculus?):

उत्तर:मान लीजिए किसी बन्द अन्तराल [a,b] पर f,x का संतत फलन है और F एक दूसरा फलन है जहाँ ddxF(x)=f(x)\frac{d}{dx} F(x)=f(x),f के प्रान्त के सभी x के लिए तब
abf(x)dx=[F(x)+c]ab=F(b)F(a)\int_{a}^{b} f(x) d x=[F(x)+c]_{a}^{b}=F(b)-F(a)
यह परिसर [a,b] पर f का निश्चित् समाकलन कहलाता है जहाँ a तथा b समाकलन की सीमाएँ कहलाती है a निम्न सीमा कहलाती है और b को उच्च सीमा कहते हैं।

प्रश्न:3.समाकलन और अवकलन में क्या सम्बन्ध है? (What is the relation between integration and differentiation?):

उत्तर:समाकलन,अवकलन का व्युत्क्रम प्रक्रम है।अवकलन गणित में हमें एक फलन दिया हुआ होता है और हमें इस फलन का अवकलज अथवा अवकल ज्ञात करना होता है परन्तु समाकलन गणित में हमें एक ऐसा फलन ज्ञात करना होता है जिसका अवकल दिया हुआ होता है।अतः समाकलन एक ऐसा प्रक्रम है जो कि अवकलन का व्युत्क्रम है।
उपर्युक्त प्रश्नों के उत्तर द्धारा निश्चित् समाकलन कक्षा 12 (Definite Integral Class 12),निश्चित् समाकलन के उदाहरण (Definite Integral Examples) के बारे में ओर अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।

No. Social Media Url
1. Facebook click here
2. you tube click here
3. Instagram click here
4. Linkedin click here
5. Facebook Page click here

Definite Integral Class 12

निश्चित् समाकलन कक्षा 12
(Definite Integral Class 12)

Definite Integral Class 12

निश्चित् समाकलन कक्षा 12 (Definite Integral Class 12) में योग सीमा के रूप में तथा
अन्तिम बिन्दुओं पर फलन के मानों के अन्तर के रूप में अध्ययन कराया जाता है।

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *