Acknowledgement and Disclaimer
ITF: Exemplar Problems
$\quad$ $\quad$ **Acknowledgements and Disclaimer !!** • The images/contents are used for teaching purpose. The copyright remains with the original creator. If you suspect a violation, bring it to my notice and we will remove that part...
$\quad$ $\qquad$ **अभिस्वीकृति और अस्वीकरण !!** - चित्रों/सामग्री का उपयोग शिक्षण उद्देश्य के लिए किया जाता है। कॉपीराइट मूल निर्माता के पास रहता है। यदि आपको किसी उल्लंघन का संदेह है, तो इसे हमारे ध्यान में लाएं और हम उस हिस्से को हटा देंगे...
====== $\quad$ $\quad$ $\quad$ ###
Inverse Trigonometric Functions:
Exemplar Problems
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Prove that $\tan \left(\cot ^{-1} x\right)=\cot \left(\tan ^{-1} x\right)$. State with reason whether the equality is valid for all values of $x$.
सिद्ध कीजिए कि $\tan \left(\cot ^{-1} x\right)=\cot \left(\tan ^{-1} x\right)$. कारण सहित बताइए कि क्या यह $x$ के सभी मानों के लिए सत्य है।
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** Let $\cot ^{-1} x=\theta$. Then $\cot \theta=x$ or, $\tan \left(\frac{\pi}{2}-\theta\right)=x \Rightarrow \tan ^{-1} x=\frac{\pi}{2}-\theta$ So $\tan \left(\cot ^{-1} x\right)=\tan \theta=\cot \left(\frac{\pi}{2}-\theta\right)=\cot \left(\frac{\pi}{2}-\cot ^{-1} x\right)=\cot \left(\tan ^{-1} x\right)$ The equality is valid for all values of $x$ since $\tan ^{-1} x$ and $\cot ^{-1} x$ are true for $x \in \mathbf{R}$.
**हल** मान लीजिए $\cot ^{-1} x=\theta$. तब $\cot \theta=x$ या, $\tan \frac{\pi}{2}-\theta=x \Rightarrow \tan ^{-1} x=\frac{\pi}{2}-\theta$ या $\tan \left(\cot ^{-1} x\right)=\tan \left(\frac{\pi}{2}-\tan ^{-1} x\right)=\cot \left(\tan ^{-1} x\right)$ इसलिए $\tan \left(\cot ^{-1} x\right)=\tan \theta=\cot \left(\frac{\pi}{2}-\theta\right)=\cot \left(\frac{\pi}{2}-\cot ^{-1} x\right)=\cot \left(\tan ^{-1} x\right)$ यह समता $x$ के सभी मानों के लिए सत्य है क्योंकि $x \in \mathbf{R}$ के लिए $\tan ^{-1} x$ तथा $\cot ^{-1} x$ सत्य है।
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Find the value of $\sec \left(\tan ^{-1} \frac{y}{2}\right)$.
$ \sec \left(\tan ^{-1} \frac{y}{2}\right)$ का मान ज्ञात कीजिए
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** Solution Let $\tan ^{-1} \frac{y}{2}=\theta$, where $\theta \in\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)$. So, $\tan \theta=\frac{y}{2}$, which gives $\sec \theta=\frac{\sqrt{4+y^2}}{2}$. Therefore, $\sec \left(\tan ^{-1} \frac{y}{2}\right)=\sec \theta=\frac{\sqrt{4+y^2}}{2}$.
**हल** मान लीजिए $\tan ^{-1} \frac{y}{2}=\theta$, जहाँ $\theta \in\left(-\frac{\pi}{2}, \frac{\pi}{2}\right)$. इसलिए , $\tan \theta=\frac{y}{2}$, जिससे $\sec \theta=\frac{\sqrt{4+y^2}}{2}$ प्राप्त होता है। इसलिए, $\sec \left(\tan ^{-1} \frac{y}{2}\right)=\sec \theta=\frac{\sqrt{4+y^2}}{2}$.
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Find value of $\tan \left(\cos ^{-1} x\right)$ and hence evaluate $\tan \left(\cos ^{-1} \frac{8}{17}\right)$.
$ \tan \left(\cos ^{-1} x\right)$ का मान ज्ञात कीजिए और फिर $\tan \cos ^{-1} \frac{8}{17}$ परिकलित कीजिए।
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** Let $\cos ^{-1} x=\theta$, then $\cos \theta=x$, where $\theta \in[0, \pi]$ Therefore, $\quad \tan \left(\cos ^{-1} x\right)=\tan \theta=\frac{\sqrt{1-\cos ^2 \theta}}{\cos \theta}=\frac{\sqrt{1-x^2}}{x}$. Hence $\tan \left(\cos ^{-1} \frac{8}{17}\right)=\frac{\sqrt{1-\left(\frac{8}{17}\right)^2}}{\frac{8}{17}}=\frac{15}{8}$.
**हल** मान लीजिए $\cos ^{-1} x=\theta$, तब $\cos \theta=x$, जहाँ $\theta \in[0, \pi]$ इसलिए $\quad \tan \left(\cos ^{-1} x\right)=\tan \theta=\frac{\sqrt{1-\cos ^2 \theta}}{\cos \theta}=\frac{\sqrt{1-x^2}}{x}$ अतः $\tan \left(\cos ^{-1} \frac{8}{17}\right)=\frac{\sqrt{1-\left(\frac{8}{17}\right)^2}}{\frac{8}{17}}=\frac{15}{8}$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Find the value of $\sin \left[2 \cot ^{-1}\left(\frac{-5}{12}\right)\right]$
$ \sin 2 \cot ^{-1} \frac{-5}{12}$ का मान ज्ञात कीजिए
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** Let $\cot ^{-1}\left(\frac{-5}{12}\right)=y$. Then $\cot y=\frac{-5}{12}$. Now $\sin \left[2 \cot ^{-1}\left(\frac{-5}{12}\right)\right]=\sin 2 y$ $ =2 \sin y \cos y=2\left(\frac{12}{13}\right)\left(\frac{-5}{13}\right) \quad\left[\text { since cot } y<0 \text {, so } y \in\left(\frac{\pi}{2}, \pi\right)\right] $ $ =\frac{-120}{169} $
**हल** मान लीजिए $\cot ^{-1}\left(\frac{-5}{12}\right)=y$. तब $\cot y=\frac{-5}{12}$ अब $\sin 2 \cot ^{-1} \frac{-5}{12}=\sin 2 y$ $ =2 \sin y \cos y=2 \frac{12}{13} \frac{-5}{13} \quad\left[\text { क्योंकि } \cot y<0 \text {, so } y \in\left(\frac{\pi}{2}, \pi\right)\right] =\frac{-120}{169} $
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Evaluate $\cos \left[\sin ^{-1} \frac{1}{4}+\sec ^{-1} \frac{4}{3}\right]$
$ \cos \left[\sin ^{-1} \frac{1}{4}+\sec ^{-1} \frac{4}{3}\right]$ का मान ज्ञात कीजिए
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** $\cos \left[\sin ^{-1} \frac{1}{4}+\sec ^{-1} \frac{4}{3}\right]=\cos \left[\sin ^{-1} \frac{1}{4}+\cos ^{-1} \frac{3}{4}\right]$ $ \begin{aligned} & =\cos \left(\sin ^{-1} \frac{1}{4}\right) \cos \left(\cos ^{-1} \frac{3}{4}\right)-\sin \left(\sin ^{-1} \frac{1}{4}\right) \sin \left(\cos ^{-1} \frac{3}{4}\right) \\\\ & =\frac{3}{4} \sqrt{1-\left(\frac{1}{4}\right)^2}-\frac{1}{4} \sqrt{1-\left(\frac{3}{4}\right)^2} \\\\ & =\frac{3}{4} \frac{\sqrt{15}}{4}-\frac{1}{4} \frac{\sqrt{7}}{4}=\frac{3 \sqrt{15}-\sqrt{7}}{16} . \end{aligned} $
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Find the values of $x$ which satisfy the equation $$ \sin ^{-1} x+\sin ^{-1}(1-x)=\cos ^{-1} x . $$
$ x$ के वे मान ज्ञात कीजिए जो समीकरण $\sin ^{-1} x+\sin ^{-1}(1-x)=\cos ^{-1} x$ को संतुष्ट करते हैं।
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** $$ \begin{aligned} & \sin \left(\sin ^{-1} x+\sin ^{-1}(1-x)\right)=\sin \left(\cos ^{-1} x\right) \\\\ & \Rightarrow \sin \left(\sin ^{-1} x\right) \cos \left(\sin ^{-1}(1-x)\right)+\cos \left(\sin ^{-1} x\right) \sin \left(\sin ^{-1}(1-x)\right)=\sin \left(\cos ^{-1} x\right) \\\\ & \Rightarrow x \sqrt{1-(1-x)^2}+(1-x) \sqrt{1-x^2}=\sqrt{1-x^2} \\\\ & \Rightarrow x \sqrt{2 x-x^2}+\sqrt{1-x^2}(1-x-1)=0 \\\\ & \Rightarrow x\left(\sqrt{2 x-x^2}-\sqrt{1-x^2}\right)=0 \\\\ & \Rightarrow x=0 \quad \text { or } \quad 2 x-x^2=1-x^2 \\\\ & \Rightarrow x=0 \quad \text { or } \quad x=\frac{1}{2} . \end{aligned} $$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Solve the equation $\sin ^{-1} 6 x+\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x=-\frac{\pi}{2}$
समीकरण $\sin ^{-1} 6 x+\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x=-\frac{\pi}{2}$ को हल कीजिए।
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** From the given equation, we have $\sin ^{-1} 6 x=-\frac{\pi}{2}-\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x$ $$ \begin{array}{ll} \Rightarrow & \sin \left(\sin ^{-1} 6 x\right)=\sin \left(-\frac{\pi}{2}-\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x\right) \\\\ \Rightarrow & 6 x=-\cos \left(\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x\right) \\\\ \Rightarrow \quad & 6 x=-\sqrt{1-108 x^2} . \text { Squaring, we get } \\\\ & 36 x^2=1-108 x^2 \\\\ \Rightarrow & 144 x^2=1 \quad \Rightarrow x= \pm \frac{1}{12} \end{array} $$ Note that $x=-\frac{1}{12}$ is the only root of the equation as $x=\frac{1}{12}$ does not satisfy it.
हल दिए गए समीकरण को $\sin ^{-1} 6 x=-\frac{\pi}{2}-\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x$ के रूप में लिख सकते हैं। $$ \begin{array}{ll} \Rightarrow & \sin \left(\sin ^{-1} 6 x\right)=\sin \left(-\frac{\pi}{2}-\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x\right) \\\\ \Rightarrow & 6 x=-\cos \left(\sin ^{-1} 6 \sqrt{3} x\right) \\\\ \Rightarrow & 6 x=-\sqrt{1-108 x^2} \end{array} $$ वर्ग करने पर प्राप्त होता है $36 x^2=1-108 x^2$ $$ \Rightarrow \quad 144 x^2=1 \quad \Rightarrow x= \pm \frac{1}{12} $$ ध्यान दीजिए कि केवल $x=-\frac{1}{12}$ ही समीकरण का हल है क्योंकि $x=\frac{1}{12}$ इसे संतुष्ट नहीं करता है।
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
Show that $$ 2 \tan ^{-1}\left\\{\tan \frac{\alpha}{2} \cdot \tan \left(\frac{\pi}{4}-\frac{\beta}{2}\right)\right\\}=\tan ^{-1} \frac{\sin \alpha \cos \beta}{\cos \alpha+\sin \beta} $$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** L.H.S. $=\tan ^{-1} \frac{2 \tan \frac{\alpha}{2} \cdot \tan \left(\frac{\pi}{4}-\frac{\beta}{2}\right)}{1-\tan ^2 \frac{\alpha}{2} \tan ^2\left(\frac{\pi}{4}-\frac{\beta}{2}\right)} \quad\left(\right.$ since $\left.2 \tan ^{-1} x=\tan ^{-1} \frac{2 x}{1-x^2}\right)$ $ =\tan ^{-1} \frac{2 \tan \frac{\alpha}{2} \frac{1-\tan \frac{\beta}{2}}{1+\tan \frac{\beta}{2}}}{1-\tan ^2 \frac{\alpha}{2}\left(\frac{1-\tan \frac{\beta}{2}}{1+\tan \frac{\beta}{2}}\right)^2} $ $ =\tan ^{-1} \frac{2 \tan \frac{\alpha}{2} \cdot\left(1-\tan ^2 \frac{\beta}{2}\right)}{\left(1+\tan \frac{\beta}{2}\right)^2-\tan ^2 \frac{\alpha}{2}\left(1-\tan \frac{\beta}{2}\right)^2} $
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** $\begin{aligned} & =\tan ^{-1} \frac{2 \tan \frac{\alpha}{2}\left(1-\tan ^2 \frac{\beta}{2}\right)}{\left(1+\tan ^2 \frac{\beta}{2}\right)\left(1-\tan ^2 \frac{\alpha}{2}\right)+2 \tan \frac{\beta}{2}\left(1+\tan ^2 \frac{\alpha}{2}\right)} \\\\ & =\tan ^{-1} \frac{\frac{2 \tan \frac{\alpha}{2}}{1+\tan ^2 \frac{\alpha}{2}} \frac{1-\tan ^2 \frac{\beta}{2}}{1+\tan ^2 \frac{\beta}{2}}}{\frac{1-\tan ^2 \frac{\alpha}{2}}{1+\tan ^2 \frac{\alpha}{2}}+\frac{2 \tan \frac{\beta}{2}}{1+\tan ^2 \frac{\beta}{2}}} \\\\ & =\tan ^{-1}\left(\frac{\sin \alpha \cos \beta}{\cos \alpha+\sin \beta}\right)=\text { R.H.S. } \\\\ & \end{aligned}$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
The value of the expression $\sin \left[\cot ^{-1}\left(\cos \left(\tan ^{-1} 1\right)\right)\right]$ is (A) 0 (B) 1 (C) $\frac{1}{\sqrt{3}}$ (D) $\sqrt{\frac{2}{3}}$.
व्यंजक $\sin \left[\cot ^{-1}\left(\cos \left(\tan ^{-1} 1\right)\right)\right]$ का मान है (A) 0 (B) 1 (C) $\frac{1}{\sqrt{3}}$ (D) $\sqrt{\frac{2}{3}}$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** (D) is the correct answer. $ \sin \left[\cot ^{-1}\left(\cos \frac{\pi}{4}\right)\right]=\sin \left[\cot ^{-1} \frac{1}{\sqrt{2}}\right]=\sin \left[\sin ^{-1} \sqrt{\frac{2}{3}}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}} $
**हल** सही उत्तर (D) है। क्योंकि $ \sin \left[\cot ^{-1}\left(\cos \frac{\pi}{4}\right)\right]=\sin \left[\cot ^{-1} \frac{1}{\sqrt{2}}\right]=\sin \left[\sin ^{-1} \sqrt{\frac{2}{3}}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}} $
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
The equation $\tan ^{-1} x-\cot ^{-1} x=\tan ^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right)$ has (A) no solution (B) unique solution (C) infinite number of solutions (D) two solutions
समीकरण $\tan ^{-1} x-\cot ^{-1} x=\tan ^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right)$ (A) का काई हल नहीं है (B) का केवल एक मात्र हल है (C) के अनंत हल हैं (D) के दो हल हैं
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** (B) is the correct answer. We have $ \tan ^{-1} x-\cot ^{-1} x=\frac{\pi}{6} \text { and } \tan ^{-1} x+\cot ^{-1} x=\frac{\pi}{2} $ Adding them, we get $2 \tan ^{-1} x=\frac{2 \pi}{3}$ $ \Rightarrow \tan ^{-1} x=\frac{\pi}{3} \text { i.e., } x=\sqrt{3} \text {. } $
**हल** सही उत्तर (B) है। क्योंकि $\tan ^{-1} x-\cot ^{-1} x=\frac{\pi}{6}$ तथा $\tan ^{-1} x+\cot ^{-1} x=\frac{\pi}{2}$. इनको जोड़ने पर हमें $2 \tan ^{-1} x=\frac{2 \pi}{3}$ प्राप्त होता है इसलिए $\quad \Rightarrow \tan ^{-1} x=\frac{\pi}{3}$ अर्थात् $x=\sqrt{3}$.
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
If $\alpha \leq 2 \sin ^{-1} x+\cos ^{-1} x \leq \beta$, then (A) $\alpha=\frac{-\pi}{2}, \beta=\frac{\pi}{2}$ (B) $\alpha=0, \beta=\pi$ (C) $\alpha=\frac{-\pi}{2}, \beta=\frac{3 \pi}{2}$ (D) $\alpha=0, \beta=2 \pi$
40 यदि $\alpha \leq 2 \sin ^{-1} x+\cos ^{-1} x \leq \beta$, तब (A) $\alpha=\frac{-\pi}{2}, \beta=\frac{\pi}{2}$ (B) $\alpha=0, \beta=\pi$ (C) $\alpha=\frac{-\pi}{2}, \beta=\frac{3 \pi}{2}$ (D) $\alpha=0, \beta=2 \pi$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** (B) is the correct answer. We have $\frac{-\pi}{2} \leq \sin ^{-1} x \leq \frac{\pi}{2}$ $$ \begin{array}{ll} \Rightarrow & \frac{-\pi}{2}+\frac{\pi}{2} \leq \sin ^{-1} x+\frac{\pi}{2} \leq \frac{\pi}{2}+\frac{\pi}{2} \\\\ \Rightarrow & 0 \leq \sin ^{-1} x+\left(\sin ^{-1} x+\cos ^{-1} x\right) \leq \pi \\\\ \Rightarrow & 0 \leq 2 \sin ^{-1} x+\cos ^{-1} x \leq \pi \end{array} $$
**हल** सही उत्तर (B) है। दिया गया है कि $\frac{-\pi}{2} \leq \sin ^{-1} x \leq \frac{\pi}{2}$ $$ \begin{aligned} & \Rightarrow \quad \frac{-\pi}{2}+\frac{\pi}{2} \leq \sin ^{-1} x+\frac{\pi}{2} \leq \frac{\pi}{2}+\frac{\pi}{2} \\\\ & \Rightarrow \quad 0 \leq \sin ^{-1} x+\left(\sin ^{-1} x+\cos ^{-1} x\right) \leq \pi \\\\ & \Rightarrow \quad 0 \leq 2 \sin ^{-1} x+\cos ^{-1} x \leq \pi \end{aligned} $$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Question
The value of $\tan ^2\left(\sec ^{-1} 2\right)+\cot ^2\left(\operatorname{cosec}^{-1} 3\right)$ is (A) 5 (B) 11 (C) 13 (D) 15
$41 \tan ^2\left(\sec ^{-1} 2\right)+\cot ^2\left(\operatorname{cosec}^{-1} 3\right)$ का मान है (A) 5 (B) 11 (C) 13 (D) 15
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer** (B) is the correct answer. $ \tan ^2\left(\sec ^{-1} 2\right)+\cot ^2\left(\operatorname{cosec}^{-1} 3\right)$ $=\sec ^2\left(\sec ^{-1} 2\right)-1+\operatorname{cosec}^2\left(\operatorname{cosec}^{-1} 3\right)-1 $ $ =2^2 \times 1+3^2-2=11 .$
**हल** सही उत्तर $(\mathrm{B})$ है। $ \tan ^2\left(\sec ^{-1} 2\right)+\cot ^2\left(\operatorname{cosec}^{-1} 3\right)$ $=\sec ^2\left(\sec ^{-1} 2\right)-1+\operatorname{cosec}^2\left(\operatorname{cosec}^{-1} 3\right)-1 $ $ =2^2 \times 1+3^2-2=11 .$
======
ITF: Exemplar Problems
####
Answer
**Answer**
Hindi
====== ####
Don't forget to:
- Register yourself and give subject-wise mock test. 👉 https://jeetest.prutor.ai/ - Register yourself and ask any doubt regarding these video lectures or any subject doubt. 👉 https://satheeqrcode.web.app/ - Here you can find "how to videos" 👉 https://www.youtube.com/watch?v=MT3b32wKnmU
- अपना रजिस्ट्रेशन करें और विषयवार मॉक टेस्ट दें। 👉 https://jeetest.prutor.ai/ - स्वयं को पंजीकृत करें और इन वीडियो व्याख्यानों के संबंध में कोई संदेह या किसी विषय पर संदेह पूछें। 👉 https://satheeqrcode.web.app/ - यहां आप "पंजीकरण कैसे करें" पा सकते हैं - 👉 https://www.youtube.com/watch?v=MT3b32wKnmU
====== $\quad$ $\quad$ $\quad$ ###
Thank you