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अभ्यास — प्रश्नावली 4.3 (Exercise 4.3)

2 वस्तुनिष्ठ · 10 लघु · 10 दीर्घ

वस्तुनिष्ठ प्रश्न (Objective — 1 अंक प्रत्येक)

  1. पूर्ण वर्ग बनाने की विधि से निम्न समीकरण के मूलों का अस्तित्व जाँचिए — 2x² + x + 4 = 0
    (A) दो भिन्न वास्तविक मूल
    (B) दो बराबर वास्तविक मूल
    (C) कोई वास्तविक मूल नहीं
    उत्तर देखें (See answer)

    प्रयुक्त सर्वसमिका (Identity)

    x² + 2hx + h² = (x + h)²। दोनों पक्षों में उचित संख्या जोड़कर पूर्ण वर्ग बनाते हैं, फिर वर्गमूल लेते समय ± दोनों चिह्न लेते हैं।

    चरण (Step) 1 — पूर्ण वर्ग बनाएँ

    2x²+x+4=0 को 2 से भाग दें: x²+x/2=−2। दोनों पक्षों में (1/4)²=1/16 जोड़ें: (x+1/4)²=−2+1/16=−31/16।

    चरण (Step) 2 — वास्तविक मूल क्यों नहीं हैं?

    किसी वास्तविक संख्या का वर्ग ऋणात्मक नहीं हो सकता। यहाँ वर्ग का मान −31/16 चाहिए, जो संभव नहीं। इसलिए समीकरण के वास्तविक मूल नहीं हैं।

    उत्तर (Answer)

    कोई वास्तविक मूल नहीं

  2. द्विघात समीकरण (Quadratic equation) px²-qx+r=0, p≠0 के मूल हैंबोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2024
    (A) (q±√(q²-4pr))/2p
    (B) (q±√(q²+4pr))/2p
    (C) (-q±√(q²-4pr))/2p
    (D) (-q±√(q²+4pr))/2p
    उत्तर देखें (See answer)

लघु उत्तरीय प्रश्न (Short Answer — 2 अंक प्रत्येक)

  1. पूर्ण वर्ग बनाने की विधि (और फिर द्विघाती सूत्र से जाँच) से निम्न समीकरण के मूल ज्ञात कीजिए — 2x² − 7x + 3 = 0
    उत्तर देखें (See answer)

    प्रयुक्त सर्वसमिका (Identity)

    x² + 2hx + h² = (x + h)²। दोनों पक्षों में उचित संख्या जोड़कर पूर्ण वर्ग बनाते हैं, फिर वर्गमूल लेते समय ± दोनों चिह्न लेते हैं।

    चरण (Step) 1 — पूर्ण वर्ग (Completing the square) बनाएँ

    2x²−7x+3=0 को 2 से भाग दें: x²−7x/2=−3/2। x के गुणांक −7/2 का आधा −7/4 है। उसका वर्ग 49/16 दोनों पक्षों में जोड़ें: (x−7/4)²=−24/16+49/16=25/16।

    चरण (Step) 2 — दोनों मूल निकालें

    x−7/4=±5/4, इसलिए x=(7+5)/4=3 या x=(7−5)/4=1/2। वर्गमूल लेते समय + और − दोनों लेने हैं।

    चरण (Step) 3 — द्विघात सूत्र से मिलाएँ

    a=2, b=−7, c=3। x=[−b±√(b²−4ac)]/(2a)=[7±√(49−24)]/4=(7±5)/4। वही मूल 3 और 1/2 मिले।

    उत्तर (Answer)

    x = 3, 1/2

  2. पूर्ण वर्ग बनाने की विधि (और फिर द्विघाती सूत्र से जाँच) से निम्न समीकरण के मूल ज्ञात कीजिए — 2x² + x − 4 = 0
    उत्तर देखें (See answer)

    प्रयुक्त सर्वसमिका (Identity)

    x² + 2hx + h² = (x + h)²। दोनों पक्षों में उचित संख्या जोड़कर पूर्ण वर्ग बनाते हैं, फिर वर्गमूल लेते समय ± दोनों चिह्न लेते हैं।

    चरण (Step) 1 — पूर्ण वर्ग (Completing the square) बनाएँ

    2x²+x−4=0 को 2 से भाग दें: x²+x/2=2। x के गुणांक 1/2 का आधा 1/4 है। उसका वर्ग 1/16 दोनों पक्षों में जोड़ें: (x+1/4)²=2+1/16=33/16।

    चरण (Step) 2 — दोनों मूल निकालें

    x+1/4=±√33/4, इसलिए x=(−1+√33)/4 या x=(−1−√33)/4।

    चरण (Step) 3 — द्विघात सूत्र से मिलाएँ

    a=2, b=1, c=−4। विविक्तकर (Discriminant) b²−4ac=1+32=33। सूत्र x=[−b±√(b²−4ac)]/(2a) से x=(−1±√33)/4 मिलता है।

    उत्तर (Answer)

    x = (−1 + √33)/4, (−1 − √33)/4

  3. पूर्ण वर्ग बनाने की विधि (और फिर द्विघाती सूत्र से जाँच) से निम्न समीकरण के मूल ज्ञात कीजिए — 4x² + 4√3x + 3 = 0
    उत्तर देखें (See answer)

    प्रयुक्त सर्वसमिका (Identity)

    x² + 2hx + h² = (x + h)²। दोनों पक्षों में उचित संख्या जोड़कर पूर्ण वर्ग बनाते हैं, फिर वर्गमूल लेते समय ± दोनों चिह्न लेते हैं।

    चरण (Step) 1 — पूर्ण वर्ग बनाएँ

    4x²+4√3x+3=0 को 4 से भाग दें: x²+√3x+3/4=0। यह x²+2×x×(√3/2)+(√3/2)² है, इसलिए (x+√3/2)²=0।

    चरण (Step) 2 — मूल निकालें

    किसी संख्या का वर्ग 0 तभी होता है जब वह संख्या 0 हो। इसलिए x+√3/2=0 ⇒ x=−√3/2। दोनों मूल समान हैं।

    चरण (Step) 3 — द्विघात सूत्र से मिलाएँ

    a=4, b=4√3, c=3। b²−4ac=48−48=0। इसलिए x=(−4√3±0)/8=−√3/2।

    उत्तर (Answer)

    x = −√3/2, −√3/2 (दोहरा मूल)

  4. निम्न समीकरण के मूल ज्ञात कीजिए — x − 1/x = 3, x ≠ 0
    उत्तर देखें (See answer)

    सवाल को समीकरण में बदलने का नियम (Rule)

    पहले अज्ञात राशि और उसकी सीमा तय करें। कथन को समीकरण में बदलें, मिले दोनों मूल मूल कथन में जाँचें और शून्य हर, ऋणात्मक लंबाई या अन्य अमान्य मूल को कारण सहित हटाएँ।

    चरण (Step) 1 — x से गुणा करें

    x²−1=3x से x²−3x−1=0।

    चरण (Step) 2 — द्विघाती सूत्र लगाएँ

    D=9+4=13। x=(3±√13)/2।

    उत्तर (Answer)

    x = (3 + √13)/2, (3 − √13)/2

  5. निम्न समीकरण के मूल ज्ञात कीजिए — 1/(x+4) − 1/(x−7) = 11/30, x ≠ −4, 7
    उत्तर देखें (See answer)

    सवाल को समीकरण में बदलने का नियम (Rule)

    पहले अज्ञात राशि और उसकी सीमा तय करें। कथन को समीकरण में बदलें, मिले दोनों मूल मूल कथन में जाँचें और शून्य हर, ऋणात्मक लंबाई या अन्य अमान्य मूल को कारण सहित हटाएँ।

    चरण (Step) 1 — भिन्न मिलाएँ

    [(x−7)−(x+4)]/[(x+4)(x−7)] = −11/[(x+4)(x−7)] = 11/30।

    चरण (Step) 2 — सरल करें

    −30×11 = 11×(x+4)(x−7) से (x+4)(x−7)=−30, यानी x²−3x−28=−30, अर्थात् x²−3x+2=0।

    चरण (Step) 3 — गुणनखंड और उत्तर

    (x−1)(x−2)=0 से x=1 या x=2।

    उत्तर (Answer)

    x = 1, 2

  6. 3 वर्ष पूर्व रहमान की आयु (वर्षों में) का व्युत्क्रम और अब से 5 वर्ष पश्चात् आयु के व्युत्क्रम का योग 1/3 है। उसकी वर्तमान आयु ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    3 वर्ष पूर्व रहमान की आयु (वर्षों में) का व्युत्क्रम और अब से 5 वर्ष पश्चात् आयु के व्युत्क्रम का योग 1/3 है।

    ज्ञात करना है (Find)

    उसकी वर्तमान आयु ज्ञात कीजिए।

    सवाल को समीकरण में बदलने का नियम (Rule)

    पहले अज्ञात राशि और उसकी सीमा तय करें। कथन को समीकरण में बदलें, मिले दोनों मूल मूल कथन में जाँचें और शून्य हर, ऋणात्मक लंबाई या अन्य अमान्य मूल को कारण सहित हटाएँ।

    चरण (Step) 1 — समीकरण बनाएँ

    वर्तमान आयु x। 1/(x−3) + 1/(x+5) = 1/3।

    चरण (Step) 2 — सरल करें

    3[(x+5)+(x−3)] = (x−3)(x+5) से 3(2x+2) = x²+2x−15, अर्थात् x²−4x−21=0।

    चरण (Step) 3 — गुणनखंड और उत्तर

    (x−7)(x+3)=0 से x=7 (x=−3 अस्वीकृत, आयु−3 ऋणात्मक होगी)।

    उत्तर (Answer)

    7 वर्ष

  7. किसी समकोण त्रिभुज (Right-angled triangle) की परिमिति (Perimeter) 40 सेमी है। इसका कर्ण (Hypotenuse) 17 सेमी एवं अन्य दो भुजाओं की लम्बाइयों का अंतर 7 सेमी है तो भुजाएँ ज्ञात करें।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2026उत्तर देखें (See answer)
  8. द्विघात सूत्र का प्रयोग कर समीकरण 6x² + 5x − 6 = 0 के मूल ज्ञात करें।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2026उत्तर देखें (See answer)
  9. द्विघात सूत्र का प्रयोग कर समीकरण 2x² − 2√2x + 1 = 0 के मूल ज्ञात करें।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2025उत्तर देखें (See answer)
  10. समीकरण x+1/x=3, x≠0 के मूलों (Roots) को ज्ञात करें।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2024उत्तर देखें (See answer)

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (Long Answer — 5 अंक प्रत्येक)

  1. एक क्लास टेस्ट में शेफाली के गणित और अंग्रेजी में प्राप्त किए गए अंकों का योग 30 है। यदि उसको गणित में 2 अंक अधिक और अंग्रेजी में 3 अंक कम मिले होते, तो उनके अंकों का गुणनफल 210 होता। उसके द्वारा दोनों विषयों में प्राप्त किए अंक ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    एक क्लास टेस्ट में शेफाली के गणित और अंग्रेजी में प्राप्त किए गए अंकों का योग 30 है। यदि उसको गणित में 2 अंक अधिक और अंग्रेजी में 3 अंक कम मिले होते, तो उनके अंकों का गुणनफल 210 होता।

    ज्ञात करना है (Find)

    उसके द्वारा दोनों विषयों में प्राप्त किए अंक ज्ञात कीजिए।

    सवाल को समीकरण में बदलने का नियम (Rule)

    पहले अज्ञात राशि और उसकी सीमा तय करें। कथन को समीकरण में बदलें, मिले दोनों मूल मूल कथन में जाँचें और शून्य हर, ऋणात्मक लंबाई या अन्य अमान्य मूल को कारण सहित हटाएँ।

    चरण (Step) 1 — समीकरण बनाएँ

    गणित के अंक m, अंग्रेजी के 30−m। (m+2)(30−m−3)=210, यानी (m+2)(27−m)=210।

    चरण (Step) 2 — सरल करें

    −m²+25m+54=210 से m²−25m+156=0।

    चरण (Step) 3 — गुणनखंड और उत्तर

    (m−12)(m−13)=0 से m=12 या 13 — दोनों ही मान्य उत्तर हैं।

    उत्तर (Answer)

    गणित=12,अंग्रेजी=18 या गणित=13,अंग्रेजी=17

  2. एक आयताकार खेत का विकर्ण उसकी छोटी भुजा से 60 मी अधिक लंबा है। यदि बड़ी भुजा छोटी भुजा से 30 मी अधिक हो, तो खेत की भुजाएँ ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    एक आयताकार खेत का विकर्ण उसकी छोटी भुजा से 60 मी अधिक लंबा है। बड़ी भुजा छोटी भुजा से 30 मी अधिक हो।

    ज्ञात करना है (Find)

    खेत की भुजाएँ ज्ञात कीजिए।

    प्रयुक्त प्रमेय (Theorem)

    पाइथागोरस प्रमेय: समकोण त्रिभुज में (कर्ण)² = (पहली भुजा)² + (दूसरी भुजा)²। छोटी भुजा x हो तो बड़ी भुजा सवाल के अनुसार x + अंतर होगी।

    चरण (Step) 1 — समीकरण बनाएँ

    छोटी भुजा x, बड़ी x+30, विकर्ण x+60। पाइथागोरस से x²+(x+30)²=(x+60)²।

    चरण (Step) 2 — सरल करें

    x²+x²+60x+900=x²+120x+3600 से x²−60x−2700=0।

    चरण (Step) 3 — द्विघाती सूत्र और उत्तर

    D=3600+10800=14400, √D=120। x=(60±120)/2 से x=90 (x=−30 अस्वीकृत)। भुजाएँ 90 m, 120 m।

    उत्तर (Answer)

    छोटी भुजा = 90 m, बड़ी भुजा = 120 m (विकर्ण 150 m)

  3. दो संख्याओं के वर्गों का अंतर 180 है। छोटी संख्या का वर्ग बड़ी संख्या का आठ गुना है। दोनों संख्याएँ ज्ञात कीजिए।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2025उत्तर देखें (See answer)
  4. एक रेलगाड़ी एक समान चाल से 360 km की दूरी तय करती है। यदि यह चाल 5 km/h अधिक होती, तो वह उसी यात्रा में 1 घंटा कम समय लेती। रेलगाड़ी की चाल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    एक रेलगाड़ी एक समान चाल से 360 km की दूरी तय करती है। यदि यह चाल 5 km/h अधिक होती, तो वह उसी यात्रा में 1 घंटा कम समय लेती।

    ज्ञात करना है (Find)

    रेलगाड़ी की चाल ज्ञात कीजिए।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    समय = दूरी/चाल। यदि मूल चाल x और बढ़ी हुई चाल x + k हो, तो दोनों समय लिखकर सवाल में दिया समय-अंतर बराबर रखते हैं। x > 0 होना चाहिए।

    चरण (Step) 1 — समीकरण बनाएँ

    चाल x km/h। समय अंतर: 360/x − 360/(x+5) = 1।

    चरण (Step) 2 — सरल करें

    360(x+5) − 360x = x(x+5) से 1800 = x²+5x, यानी x²+5x−1800=0।

    चरण (Step) 3 — द्विघाती सूत्र और उत्तर

    D=25+7200=7225, √D=85। x=(−5±85)/2 से x=40 (x=−45 अस्वीकृत)।

    उत्तर (Answer)

    40 km/h

  5. दो पानी के नल एक-साथ एक हौज को 9 3/8 घंटों में भर सकते हैं। बड़े व्यास वाले नल हौज को भरने में, कम व्यास वाले नल से 10 घंटे कम समय लेता है। प्रत्येक द्वारा अलग से हौज को भरने का समय ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    दो पानी के नल एक-साथ एक हौज को 9 3/8 घंटों में भर सकते हैं। बड़े व्यास वाले नल हौज को भरने में, कम व्यास वाले नल से 10 घंटे कम समय लेता है।

    ज्ञात करना है (Find)

    प्रत्येक द्वारा अलग से हौज को भरने का समय ज्ञात कीजिए।

    सवाल को समीकरण में बदलने का नियम (Rule)

    पहले अज्ञात राशि और उसकी सीमा तय करें। कथन को समीकरण में बदलें, मिले दोनों मूल मूल कथन में जाँचें और शून्य हर, ऋणात्मक लंबाई या अन्य अमान्य मूल को कारण सहित हटाएँ।

    चरण (Step) 1 — समीकरण बनाएँ

    छोटे नल का समय x घंटे, बड़े का x−10 घंटे। 9 3/8 घंटे = 75/8 घंटे। एक घंटे में मिलकर भरा भाग: 1/x + 1/(x−10) = 8/75।

    चरण (Step) 2 — सरल करें

    75[(x−10)+x] = 8x(x−10) से 75(2x−10) = 8x²−80x, अर्थात् 8x²−230x+750=0, यानी 4x²−115x+375=0।

    चरण (Step) 3 — द्विघाती सूत्र और उत्तर

    D=115²−4(4)(375)=13225−6000=7225, √D=85। x=(115±85)/8 से x=25 या x=15/4। चूँकि x−10 धनात्मक होना चाहिए, x=25 ही मान्य है। छोटा नल 25 घंटे, बड़ा 25−10=15 घंटे।

    उत्तर (Answer)

    छोटा नल 25 घंटे, बड़ा नल 15 घंटे

  6. मैसूर और बैंगलोर के बीच के 132 km यात्रा करने में एक एक्सप्रेस रेलगाड़ी, सवारी गाड़ी से 1 घंटा समय कम लेती है। यदि एक्सप्रेस रेलगाड़ी की औसत चाल, सवारी गाड़ी की औसत चाल से 11 km/h अधिक हो, तो दोनों रेलगाड़ियों की औसत चाल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    मैसूर और बैंगलोर के बीच के 132 km यात्रा करने में एक एक्सप्रेस रेलगाड़ी, सवारी गाड़ी से 1 घंटा समय कम लेती है। एक्सप्रेस रेलगाड़ी की औसत चाल, सवारी गाड़ी की औसत चाल से 11 km/h अधिक हो।

    ज्ञात करना है (Find)

    दोनों रेलगाड़ियों की औसत चाल ज्ञात कीजिए।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    समय = दूरी/चाल। यदि मूल चाल x और बढ़ी हुई चाल x + k हो, तो दोनों समय लिखकर सवाल में दिया समय-अंतर बराबर रखते हैं। x > 0 होना चाहिए।

    चरण (Step) 1 — समीकरण बनाएँ

    सवारी गाड़ी की चाल x km/h, एक्सप्रेस x+11 km/h। समय अंतर: 132/x − 132/(x+11) = 1।

    चरण (Step) 2 — सरल करें

    132(x+11) − 132x = x(x+11) से 1452 = x²+11x, यानी x²+11x−1452=0।

    चरण (Step) 3 — द्विघाती सूत्र और उत्तर

    D=121+5808=5929, √D=77। x=(−11±77)/2 से x=33 (x=−44 अस्वीकृत)। एक्सप्रेस=44 km/h।

    उत्तर (Answer)

    सवारी गाड़ी 33 km/h, एक्सप्रेस 44 km/h

  7. दो वर्गों के क्षेत्रफलों का योग 468 m² है। यदि उनके परिमापों का अंतर 24 m हो, तो दोनों वर्गों की भुजाएँ ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    दो वर्गों के क्षेत्रफलों का योग 468 m² है। उनके परिमापों का अंतर 24 m हो।

    ज्ञात करना है (Find)

    दोनों वर्गों की भुजाएँ ज्ञात कीजिए।

    सवाल को समीकरण में बदलने का नियम (Rule)

    पहले अज्ञात राशि और उसकी सीमा तय करें। कथन को समीकरण में बदलें, मिले दोनों मूल मूल कथन में जाँचें और शून्य हर, ऋणात्मक लंबाई या अन्य अमान्य मूल को कारण सहित हटाएँ।

    चरण (Step) 1 — समीकरण बनाएँ

    बड़े वर्ग की भुजा a, छोटे की b। परिमाप अंतर 24 से 4(a−b)=24, अर्थात् a−b=6। a²+b²=468।

    चरण (Step) 2 — प्रतिस्थापन करें

    a=b+6 रखें: (b+6)²+b²=468 से 2b²+12b+36=468, यानी b²+6b−216=0।

    चरण (Step) 3 — द्विघाती सूत्र और उत्तर

    D=36+864=900, √D=30। b=(−6±30)/2 से b=12 (b=−18 अस्वीकृत)। a=18।

    उत्तर (Answer)

    भुजाएँ 18 m और 12 m

  8. द्विघात समीकरण (Quadratic equation) ax² + bx + c = 0 जहाँ a, b तथा c वास्तविक संख्याएँ हैं तथा a ≠ 0 तो सिद्ध करें कि x = (−b ± √(b² − 4ac)) / 2a.बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2026उत्तर देखें (See answer)
  9. दो अंकों की एक संख्या अपने अंकों के जोड़ की चार गुनी है एवं अपने अंकों के गुणनफल की दुगुनी है तो संख्या ज्ञात करें।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2025उत्तर देखें (See answer)
  10. एक आयताकार मैदान का क्षेत्रफल (Area) 260 वर्ग मीटर है। उसकी लंबाई 5 मीटर कम और चौड़ाई 2 मीटर अधिक होने पर वह वर्गाकार हो जाता है। आयताकार मैदान की लंबाई और चौड़ाई निकालें।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2024उत्तर देखें (See answer)
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