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Show that the function f(x) = -x/2 + sin x is strictly increasing on (-pi/3, pi/3).

Mathematics

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फलन f(x)=x2+sin⁡xf(x) = \frac{x}{2} + \sin x को अंतराल (−π3,π3)\left(-\frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{3}\right) पर सख्ती से बढ़ता हुआ दिखाने के लिए, हमें इसका पहला अवकलज f′(x)f'(x) ज्ञात करना होगा और दिखाना होगा कि इस अंतराल में सभी xx के लिए f′(x)>0f'(x) > 0 है।

Graph of f(x) = −x/2 + sin(x)

Use the left and right arrow keys to trace the curve, up and down to jump between key points, and plus and minus to zoom.

Key points of f(x) = −x/2 + sin(x)
Pointxy
Maximum−5.243.48
x-intercept−1.90
Minimum−1.05−0.34
x-intercept00
Maximum1.050.34
x-intercept1.90
Minimum5.24−3.48

Step-by-step solution

3 steps
  1. दिए गए फलन का अवकलज ज्ञात करें।

    f(x)=x2+sin⁡xf(x) = \frac{x}{2} + \sin x

    xx के सापेक्ष अवकलन करने पर:

    f′(x)=ddx(x2+sin⁡x)f'(x) = \frac{d}{dx}\left(\frac{x}{2} + \sin x\right) f′(x)=12+cos⁡xf'(x) = \frac{1}{2} + \cos x
  2. दिए गए अंतराल में cos⁡x\cos x का मान ज्ञात करें।

    अंतराल (−π3,π3)\left(-\frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{3}\right) है।
    हम जानते हैं कि cos⁡x\cos x एक सम फलन है और x=0x=0 पर इसका अधिकतम मान 1 होता है।
    अंतराल के सिरों पर cos⁡x\cos x का मान है:
    cos⁡(−π3)=cos⁡(π3)=12\cos\left(-\frac{\pi}{3}\right) = \cos\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{1}{2}
    चूंकि x∈(−π3,π3)x \in \left(-\frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{3}\right) के लिए, cos⁡x\cos x का मान 12\frac{1}{2} से 1 के बीच होता है (जिसमें 1 शामिल है लेकिन 12\frac{1}{2} शामिल नहीं है)।
    अतः, 12<cos⁡x≤1\frac{1}{2} < \cos x \le 1

  3. f′(x)f'(x) के मान का विश्लेषण करें।

    f′(x)=12+cos⁡xf'(x) = \frac{1}{2} + \cos x

    चूंकि 12<cos⁡x≤1\frac{1}{2} < \cos x \le 1 है, हम दोनों तरफ 12\frac{1}{2} जोड़ने पर प्राप्त करते हैं:

    12+12<12+cos⁡x≤12+1\frac{1}{2} + \frac{1}{2} < \frac{1}{2} + \cos x \le \frac{1}{2} + 1 1<f′(x)≤321 < f'(x) \le \frac{3}{2}

    चूंकि 1<f′(x)≤321 < f'(x) \le \frac{3}{2} है, इसका मतलब है कि f′(x)f'(x) हमेशा 1 से बड़ा है, और इसलिए f′(x)>0f'(x) > 0 है।

    अतः, अंतराल (−π3,π3)\left(-\frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{3}\right) में सभी xx के लिए f′(x)>0f'(x) > 0 है।
    इसलिए, फलन f(x)=x2+sin⁡xf(x) = \frac{x}{2} + \sin x अंतराल (−π3,π3)\left(-\frac{\pi}{3}, \frac{\pi}{3}\right) पर सख्ती से बढ़ रहा है।

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