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आयतन और पृष्ठीय क्षेत्रफल के अनुपात (Volume and Surface-Area Ratios)

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आज क्या सीखेंगे

आयतन और पृष्ठीय क्षेत्रफल के अनुपात — नियम समझकर हल और उसकी जाँच करना।

📖 उदाहरण से समझें (Learn with an Example)
दो बेलन या दो गोले अलग-अलग आकार के हों, तो उनके आयतनों और पृष्ठीय क्षेत्रफलों का अनुपात भी निकाला जा सकता है — बिना असली त्रिज्या या ऊँचाई जाने, सिर्फ़ अनुपातों से।
🧠 समझिए (Understand)
आयतन त्रिज्या के वर्ग और ऊँचाई के अनुपात में बदलता है (बेलन के लिए), या त्रिज्या के घन के अनुपात में (गोले के लिए)।
पृष्ठीय क्षेत्रफल हमेशा त्रिज्या के वर्ग के अनुपात में बदलता है।
एक जैसी आकृतियों में लंबाई k गुनी हो तो क्षेत्रफल k² और आयतन k³ गुना होता है।
सूत्र (Formula)
बेलन: आयतनों का अनुपात = (त्रिज्याओं का अनुपात)² × (ऊँचाइयों का अनुपात) गोला: आयतन अनुपात = (त्रिज्या अनुपात)³, पृष्ठ अनुपात = (त्रिज्या अनुपात)²
✍️ कैसे करें (How to solve)
  1. बेलन का सवाल हो: त्रिज्याओं और ऊँचाइयों के अनुपात को अलग-अलग पहचानिए, फिर सूत्र में रखिए।
  2. गोले का सवाल हो: आयतन अनुपात घन (Cube) के रूप में दिया हो तो त्रिज्या अनुपात के लिए घनमूल लीजिए, फिर पृष्ठ अनुपात के लिए वर्ग कीजिए।
उदाहरण 1 (Example 1) — दो बेलन
दो बेलनों की त्रिज्याओं का अनुपात 4:5 है एवं उनकी ऊँचाइयों का अनुपात 6:7 है। उनके आयतनों का अनुपात ज्ञात कीजिए।

दिया हुआ (Given)

दो बेलनों की त्रिज्याओं का अनुपात 4:5 है एवं उनकी ऊँचाइयों का अनुपात 6:7 है।

ज्ञात करना है (Find)

उनके आयतनों का अनुपात ज्ञात कीजिए।

तरीका (Method)

एक जैसी आकृतियों में लंबाई k गुनी हो तो क्षेत्रफल k² और आयतन k³ गुना होता है।

प्रयुक्त नियम (Rule)

समान आकारों में बेलन का आयतन अनुपात r²h के अनुपात से, गोले का आयतन अनुपात r³ से और पृष्ठ अनुपात r² से मिलता है।

चरण (Step) 1 — नियम में मान रखें

आयतनों का अनुपात = (त्रिज्याओं का अनुपात)² × (ऊँचाइयों का अनुपात) = 4² × 6 : 5² × 7

चरण (Step) 2

= 96 : 175

उत्तर (Answer)

96 : 175

ध्यान रखें (Remember)

बेलन में त्रिज्या और ऊँचाई अलग गुणकों से बदलें तो r²h से अनुपात निकालें।

उदाहरण 2 (Example 2) — दो गोले
यदि दो गोलों के आयतनों का अनुपात 64 : 125 है, तो उनके पृष्ठीय क्षेत्रफलों का अनुपात ज्ञात कीजिए।

तरीका (Method)

एक जैसी आकृतियों में लंबाई k गुनी हो तो क्षेत्रफल k² और आयतन k³ गुना होता है।

प्रयुक्त नियम (Rule)

समान आकारों में बेलन का आयतन अनुपात r²h के अनुपात से, गोले का आयतन अनुपात r³ से और पृष्ठ अनुपात r² से मिलता है।

चरण (Step) 1 — नियम में मान रखें

64 : 125 = 4³ : 5³, इसलिए त्रिज्याओं का अनुपात = 4 : 5

चरण (Step) 2

पृष्ठीय क्षेत्रफलों का अनुपात = 4² : 5² = 16 : 25

उत्तर (Answer)

16 : 25

ध्यान रखें (Remember)

बेलन में त्रिज्या और ऊँचाई अलग गुणकों से बदलें तो r²h से अनुपात निकालें।

⚠️ आम ग़लती (Common mistake)
आयतन अनुपात और पृष्ठ अनुपात, दोनों के लिए एक ही घात (Power) इस्तेमाल करना ❌
आयतन घन (³) के अनुपात में बदलता है, पृष्ठीय क्षेत्रफल वर्ग (²) के — दोनों अलग हैं।
64:125 को पृष्ठ अनुपात समझकर सीधे वर्गमूल लेना गलत होगा — यह आयतन अनुपात है, घनमूल चाहिए (4:5)।
64:125 = 4³:5³ (घनमूल से त्रिज्या अनुपात 4:5), फिर पृष्ठ अनुपात = 4²:5² = 16:25।

खुद जाँचें — 3 छोटे सवाल

पहले विकल्प चुनें। फिर उत्तर और उसका कारण देखें। यह समझ की जाँच है।

सवाल 1

इस विषय के नियम को सही ढंग से समझाने वाला कथन चुनें।

सवाल 2

दो बेलनों की त्रिज्याओं का अनुपात 9 : 5 है एवं उनकी ऊँचाइयों का अनुपात 9 : 5 है। उनके आयतनों का अनुपात ज्ञात कीजिए।

सवाल 3

यदि दो गोलों के आयतनों का अनुपात 125 : 27 है, तो उनके पृष्ठीय क्षेत्रफलों का अनुपात ज्ञात कीजिए।
📝 सारांश (Summary)
💡 टिप (Tip)
अगले विषय पर जाने से पहले बिना समाधान देखे एक सवाल हल करें। गलती होने पर उसी चरण का कारण फिर पढ़ें।
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