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ICAR PG Statistical Sciences 09 Jul 2023Shift 1
MCQ (Single Correct) +4 −1
The solution of the differential equation $xy'' + y' = 4x$ is given by :
अवकल समीकरण $xy'' + y' = 4x$ का हल होगा :

Notice that the left hand side is a derivative of a product:
$xy'' + y' = \frac{d}{dx}(x y') = 4x$.
Integrating both sides with respect to $x$:
$x y' = \int 4x\,dx = 2x^2 + C_1$.
Dividing by $x$:
$y' = \frac{dy}{dx} = 2x + \frac{C_1}{x}$.
Integrating once more with respect to $x$:
$y = \int \left(2x + \frac{C_1}{x}\right)dx = x^2 + C_1 \ln x + C_2$.

Detailed analysis of options:

  • $y = x^3 + C_1 \ln x + C_2$ has $x^3$ instead of $x^2$.
  • $y = x^2 + C_1 \ln x + C_2$ is correct.
  • $y = e^x + C_1 \ln x + C_2$ is incorrect.
  • $y = e^{-x} + C_1 \ln x + C_2$ is incorrect.

समीकरण के बाएँ पक्ष को देखने पर यह एक गुणनफल का अवकलज है:
$xy'' + y' = \frac{d}{dx}(x y') = 4x$.
दोनों पक्षों का $x$ के सापेक्ष समाकलन करने पर:
$x y' = \int 4x\,dx = 2x^2 + C_1$.
$x$ से भाग देने पर:
$y' = 2x + \frac{C_1}{x}$.
पुनः समाकलन करने पर:
$y = x^2 + C_1 \ln x + C_2$.

विकल्पों का विस्तृत विश्लेषण:

  • $y = x^3 + C_1 \ln x + C_2$ गलत है।
  • $y = x^2 + C_1 \ln x + C_2$ सही उत्तर है।
  • $y = e^x + C_1 \ln x + C_2$ गलत है।
  • $y = e^{-x} + C_1 \ln x + C_2$ गलत है।
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