Given: d y d x = tan x + y sin x ( sec x − sin x tan x ) \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{\tan x + y}{\sin x\left(\sec x - \sin x \tan x\right)} d x d y = sin x ( sec x − sin x tan x ) tan x + y
⇒ d y d x = tan x + y sin x ( 1 cos x − sin 2 x cos x ) ⇒ \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{\tan x + y}{\sin x\left(\dfrac{1}{\cos x} - \dfrac{\sin^{2}x}{\cos x}\right)} ⇒ d x d y = sin x ( cos x 1 − cos x sin 2 x ) tan x + y
⇒ d y d x = tan x + y sin x ( cos 2 x cos x ) ⇒ \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{\tan x + y}{\sin x\left(\dfrac{\cos^{2}x}{\cos x}\right)} ⇒ d x d y = sin x ( cos x cos 2 x ) tan x + y
⇒ d y d x = tan x + y sin x cos x ⇒ \dfrac{dy}{dx} = \dfrac{\tan x + y}{\sin x \cos x} ⇒ d x d y = sin x cos x tan x + y
⇒ d y d x − 2 y sin 2 x = sec 2 x ⇒ \dfrac{dy}{dx} - \dfrac{2y}{\sin 2x} = \sec^{2}x ⇒ d x d y − sin 2 x 2 y = sec 2 x
⇒ I F = e − 2 ∫ c o s e c 2 x d x ⇒ IF = {e}^{- 2 ∫ cosec2xdx} ⇒ I F = e − 2 ∫ cosec 2 x d x
⇒ I F = e − log ∣ c o s e c 2 x − cot 2 x ∣ ⇒ IF = {e}^{- \log \left|cosec2x - \cot 2x\right|} ⇒ I F = e − l o g ∣ cosec 2 x − c o t 2 x ∣
⇒ I F = 1 c o s e c 2 x − cot 2 x = c o s e c 2 x + cot 2 x ⇒ IF = \dfrac{1}{cosec2x - \cot 2x} = cosec2x + \cot 2x ⇒ I F = cosec 2 x − cot 2 x 1 = cosec 2 x + cot 2 x
⇒ I F = 1 sin 2 x + cos 2 x sin 2 x ⇒ IF = \dfrac{1}{\sin 2x} + \dfrac{\cos 2x}{\sin 2x} ⇒ I F = sin 2 x 1 + sin 2 x cos 2 x
⇒ I F = 2 cos 2 x 2 sin x cos x ⇒ IF = \dfrac{2\cos^{2}x}{2\sin x \cos x} ⇒ I F = 2 sin x cos x 2 cos 2 x
⇒ I F = cot x ⇒ IF = \cot x ⇒ I F = cot x
⇒ y × cot x = ∫ cot x × sec 2 x d x ⇒ y \times \cot x = ∫ \cot x \times \sec^{2}xdx ⇒ y × cot x = ∫ cot x × sec 2 x d x
⇒ y × cot x = 2 ∫ c o s e c 2 x d x ⇒ y \times \cot x = 2 ∫ cosec2xdx ⇒ y × cot x = 2 ∫ cosec 2 x d x
⇒ y c o t x = log ∣ c o s e c 2 x − cot 2 x ∣ + c ⇒ ycotx = \log \left|cosec2x - \cot 2x\right| + c ⇒ yco t x = log ∣ cosec 2 x − cot 2 x ∣ + c
Now, using y ( π 4 ) = 2 y\left(\dfrac{\pi}{4}\right) = 2 y ( 4 π ) = 2 we get,
⇒ 2 c o t π 4 = log ∣ c o s e c π 2 − c o t π 2 ∣ + c ⇒ 2cot\dfrac{\pi}{4} = \log \left|cosec\dfrac{\pi}{2} - cot\dfrac{\pi}{2}\right| + c ⇒ 2 co t 4 π = log cosec 2 π − co t 2 π + c
⇒ c = 2 ⇒ c = 2 ⇒ c = 2
⇒ y c o t x = log ∣ c o s e c 2 x − cot 2 x ∣ + 2 ⇒ ycotx = \log \left|cosec2x - \cot 2x\right| + 2 ⇒ yco t x = log ∣ cosec 2 x − cot 2 x ∣ + 2
Now, finding y ( π 3 ) y\left(\dfrac{\pi}{3}\right) y ( 3 π ) we get,
⇒ y c o t π 3 = log ∣ c o s e c 2 π 3 − c o t 2 π 3 ∣ + 2 ⇒ ycot\dfrac{\pi}{3} = \log \left|cosec\dfrac{2\pi}{3} - cot\dfrac{2\pi}{3}\right| + 2 ⇒ yco t 3 π = log cosec 3 2 π − co t 3 2 π + 2
⇒ y × 1 3 = log ∣ 2 3 + 1 3 ∣ + 2 ⇒ y \times \dfrac{1}{\sqrt{3}} = \log \left|\dfrac{2}{\sqrt{3}} + \dfrac{1}{\sqrt{3}}\right| + 2 ⇒ y × 3 1 = log 3 2 + 3 1 + 2
⇒ y × 1 3 = 1 2 log 3 + 2 ⇒ y \times \dfrac{1}{\sqrt{3}} = \dfrac{1}{2}\log 3 + 2 ⇒ y × 3 1 = 2 1 log 3 + 2
⇒ y = 3 2 log 3 + 2 3 ⇒ y = \dfrac{\sqrt{3}}{2}\log 3 + 2\sqrt{3} ⇒ y = 2 3 log 3 + 2 3
⇒ y = 3 ( l o g 3 + 2 ) ⇒ y = \sqrt{3}\left(log\sqrt{3} + 2\right) ⇒ y = 3 ( l o g 3 + 2 )