5. Continuity and Differentiation
medium

माध्यमान प्रमेय सत्यापित कीजिए, यदि अंतराल $[a, b]$ में $f(x)=x^{2}-4 x-3,$ जहाँ $a=1$ और $b=4$ है।

Option A
Option B
Option C
Option D

Solution

The given function is $f(x)=x^{2}-4 x-3$

$f,$ being a polynomial function, is a continuous in $[1,4]$ and is differentiable in $(1,4)$ whose derivative is $2 x-4$

$f(1)=1^{2}-4 \times 1-3=6, f(4)=4^{2}-4 \times 4-3=-3$

$\therefore \frac{f(b)-f(a)}{b-a}=\frac{f(4)-f(1)}{4-1}=\frac{-3-(-6)}{3}=\frac{3}{3}=1$

Mean Value Theorem states that there is a point $c \in(1,4)$ such that

$f^{\prime}(c)=1$ $f^{\prime}(c)=1$

$\Rightarrow 2 c-4=1$

$\Rightarrow c=\frac{5}{2},$ where $c=\frac{5}{2} \in(1,4)$

Hence, Mean Value Theorem is verified foer the given function.

Standard 12
Mathematics

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मान लीजिए कि $\psi_1:[0, \infty) \rightarrow R , \psi_2:[0, \infty) \rightarrow R , f:[0, \infty) \rightarrow R$ और $g :[0, \infty) \rightarrow R$ ऐसे फलन हैं कि

$f(0)=g(0)=0,$

$\psi_1( x )= e ^{- x }+ x , \quad x \geq 0,$

$\psi_2( x )= x ^2-2 x -2 e ^{- x }+2, x \geq 0,$

$f( x )=\int_{- x }^{ x }\left(|t|- t ^2\right) e ^{- t ^2} dt , x >0$

और

$g(x)=\int_0^{x^2} \sqrt{t} e^{-t} d t, x>0$

($1$) निम्न कथनों में से कौन सा सत्य है ?

$(A)$ $f(\sqrt{\ln 3})+g(\sqrt{\ln 3})=\frac{1}{3}$

$(B)$ प्रत्येक $x >1$ के लिए, एक ऐसा $\alpha \in(1, x )$ विद्यमान है जिसके लिए $\psi_1( x )=1+\alpha x$ है।

$(C)$ प्रत्येक $x >0$ के लिए, एक ऐसा $\beta \in(0, x )$ विद्यमान है जिसके लिए $\psi_2( x )=2 x \left(\psi_1(\beta)-1\right)$ है।

$(D)$ अंतराल $\left[0, \frac{3}{2}\right]$ में $f$ एक वर्धमान फलन (increasing function) है।

($2$) निम्न कथनों में से कौन सा सत्य है?

$(A)$ सभी $x >0$ के लिए, $\psi_1( x ) \leq 1$ है।

$(B)$ सभी $x >0$ के लिए, $\Psi_2( x ) \leq 0$ है।

$(C)$ सभी $x \in\left(0, \frac{1}{2}\right)$ के लिए, $f( x ) \geq 1- e ^{- x ^2}-\frac{2}{3} x ^3+\frac{2}{5} x ^5$ है।

$(D)$ सभी $x \in\left(0, \frac{1}{2}\right)$ के लिए, $g ( x ) \leq \frac{2}{3} x ^3-\frac{2}{5} x ^5+\frac{1}{7} x ^7$ है।

hard
(IIT-2021)

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