Given that for each $a \in(0,1)$, $\lim\limits_{h \rightarrow 0^{+}} \int\limits_h^{1-h} t^{-a}(1-t)^{a-1} d t$ exists. If this limit be $g(a)$, then the value of $g\left(\frac{1}{2}\right)$, is |
$\pi$ $2 \pi$ $\frac{\pi}{2}$ $\frac{\pi}{4}$ |
$\pi$ |
We have, $g(a)=\lim\limits_{h \rightarrow 0^{+}} \int\limits_h^{1-h} t^{-a}(1-t)^{a-1} d t$ ∴ $g\left(\frac{1}{2}\right)=\lim\limits_{h \rightarrow 0^{+}} \int\limits_h^{1-h} t^{-1 / 2}(1-t)^{-1 / 2} d t$ $\Rightarrow g\left(\frac{1}{2}\right)=\lim\limits_{h \rightarrow 0^{+}} \int\limits_h^{1-h} \frac{1}{\sqrt{t-t^2}} d t$ $\Rightarrow g\left(\frac{1}{2}\right)=\lim\limits_{h \rightarrow 0^{+}} \int\limits_h^{1-h} \frac{1}{\sqrt{\left(\frac{1}{2}\right)^2-\left(t-\frac{1}{2}\right)^2}} d t$ $\Rightarrow g\left(\frac{1}{2}\right)=\int\limits_0^1 \frac{1}{\sqrt{\left(\frac{1}{2}\right)^2-\left(t-\frac{1}{2}\right)^2}}$ $\Rightarrow g\left(\frac{1}{2}\right)=\left[\sin ^{-1}\left(\frac{t-\frac{1}{2}}{1 / 2}\right)\right]_0^1=\sin ^{-1} 1-\sin ^{-1}(-1)=\pi$ |