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अभ्यास — प्रश्नावली 12.3 (Exercise 12.3)

5 वस्तुनिष्ठ · 6 लघु · 3 दीर्घ

वस्तुनिष्ठ प्रश्न (Objective — 1 अंक प्रत्येक)

  1. अर्द्धवृत्त (Semicircle) की परिमिति (Perimeter) हैबोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2026
    (A) πr
    (B) 2πr
    (C) πr + 2r
    (D) πr + r
    उत्तर देखें (See answer)
  2. एक तार 28 सेमी त्रिज्या (Radius) वाले वृत्त के रूप में मुड़ी हुई है। इसे पुनः वर्गाकार तार के रूप में मोड़ने पर इसकी भुजा की लम्बाई हैबोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2026
    (A) 11 सेमी
    (B) 22 सेमी
    (C) 44 सेमी
    (D) 88 सेमी
    उत्तर देखें (See answer)
  3. यदि वृत्त का क्षेत्रफल (Area) वर्ग के क्षेत्रफल के बराबर हो तो उनकी परिमिति (Perimeter) का अनुपात (Ratio) हैबोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2026
    (A) 2:π
    (B) π:2
    (C) √π:2
    (D) 2:√π
    उत्तर देखें (See answer)
  4. एक वृत का क्षेत्रफल (Area) एवं एक वर्ग का क्षेत्रफल बराबर है तो उनकी परिमितियों का अनुपात (Ratio) होगाबोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2024
    (A) 1:1
    (B) 2:π
    (C) π:2
    (D) √π:2
    उत्तर देखें (See answer)
  5. एक अर्द्धवृत्त (Semicircle) जिसकी त्रिज्या (Radius) 3r है, उसकी परिमिति (Perimeter) होगी।बोर्ड परीक्षा में पूछा गया — 2023
    (A) 3πr + 3r
    (B) 3πr + 6r
    (C) 3πr + 9r
    (D) 3πr
    उत्तर देखें (See answer)

लघु उत्तरीय प्रश्न (Short Answer — 2 अंक प्रत्येक)

  1. आकृति में, भुजा 14 cm वाले एक वर्ग ABCD में, AD और BC को व्यास मानकर दो अर्धवृत्त APD और BPC खींचे गए हैं। वर्ग के शेष भाग का (अर्धवृत्तों के बाहर का) क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    आकृति में, भुजा 14 cm वाले एक वर्ग ABCD में, AD और BC को व्यास मानकर दो अर्धवृत्त APD और BPC खींचे गए हैं।

    ज्ञात करना है (Find)

    वर्ग के शेष भाग का (अर्धवृत्तों के बाहर का) क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    वर्ग में से दोनों अर्धवृत्त हटाएँ।

    वर्ग के भीतर दो अर्धवृत्त; शेष भाग = वर्ग − दोनों अर्धवृत्त।ABCD
    वर्ग में से दोनों अर्धवृत्त हटाएँ।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    वृत्त की परिधि C=2πr और क्षेत्रफल A=πr²। प्रश्न में दिए π का मान प्रयोग करें।

    चरण (Step) 1 — दोनों अर्धवृत्तों का क्षेत्रफल

    प्रत्येक की त्रिज्या 7 cm। दो अर्धवृत्त मिलकर एक पूरे वृत्त के बराबर: π×7² = 154 cm²।

    चरण (Step) 2 — शेष क्षेत्रफल

    वर्ग (196) − दोनों अर्धवृत्त (154) = 42 cm²।

    उत्तर (Answer)

    42 cm²

  2. भुजा 4 cm वाले एक वर्ग के प्रत्येक कोने से 1 cm त्रिज्या वाले वृत्त का एक चतुर्थांश काटा गया है तथा बीच में 2 cm व्यास का एक वृत्त भी काटा गया है। वर्ग के शेष भाग का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    भुजा 4 cm वाले एक वर्ग के प्रत्येक कोने से 1 cm त्रिज्या वाले वृत्त का एक चतुर्थांश काटा गया है तथा बीच में 2 cm व्यास का एक वृत्त भी काटा गया है।

    ज्ञात करना है (Find)

    वर्ग के शेष भाग का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    चार कोनों के चतुर्थांश और बीच का वृत्त हटाएँ।

    चार कोनों के चतुर्थांश घटाएँ। बीच का वृत्त भी घटाएँ।ABCD
    चार कोनों के चतुर्थांश और बीच का वृत्त हटाएँ।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    वृत्त की परिधि C=2πr और क्षेत्रफल A=πr²। प्रश्न में दिए π का मान प्रयोग करें।

    चरण (Step) 1 — कटे भागों का क्षेत्रफल

    चार चतुर्थांश मिलकर एक पूरा वृत्त (r=1): π(1)²=22/7। बीच का वृत्त (r=1 भी, व्यास2): π(1)²=22/7।

    चरण (Step) 2 — शेष क्षेत्रफल

    वर्ग (16) − दोनों वृत्त (44/7) = 112/7−44/7 = 68/7 cm²।

    उत्तर (Answer)

    68/7 cm² ≈ 9.71 cm²

  3. भुजा 14 cm वाले एक वर्ग ABCD में, A, B, C और D को केंद्र मानकर चार वृत्त इस प्रकार खींचे गए हैं कि प्रत्येक वृत्त तीन शेष वृत्तों में से दो वृत्तों को बाह्य रूप से स्पर्श करता है। छायांकित भाग का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    भुजा 14 cm वाले एक वर्ग ABCD में, A, B, C और D को केंद्र मानकर चार वृत्त इस प्रकार खींचे गए हैं कि प्रत्येक वृत्त तीन शेष वृत्तों में से दो वृत्तों को बाह्य रूप से स्पर्श करता है।

    ज्ञात करना है (Find)

    छायांकित भाग का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    यहाँ वर्ग के अंदर चार चतुर्थांशों के बीच बचा क्षेत्र चाहिए।

    चार कोनों के चतुर्थांश घटाएँ। बीच का बचा भाग चाहिए।ABCD
    यहाँ वर्ग के अंदर चार चतुर्थांशों के बीच बचा क्षेत्र चाहिए।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    वृत्त की परिधि C=2πr और क्षेत्रफल A=πr²। प्रश्न में दिए π का मान प्रयोग करें।

    चरण (Step) 1 — त्रिज्या निकालें

    सटे वृत्त बाह्य स्पर्श करते हैं, इसलिए त्रिज्या = भुजा/2 = 7 cm।

    चरण (Step) 2 — चार चतुर्थांशों का क्षेत्रफल

    वर्ग के अंदर हर वृत्त का केवल एक चतुर्थांश आता है — चारों मिलकर एक पूरा वृत्त: π(7)²=154 cm²।

    चरण (Step) 3 — छायांकित क्षेत्रफल

    वर्ग (196) − वृत्त (154) = 42 cm²।

    उत्तर (Answer)

    42 cm²

  4. एक वर्गाकार रूमाल पर, नौ वृत्ताकार डिज़ाइन बने हैं, जिनमें से प्रत्येक की त्रिज्या 7 cm है (3×3 की पंक्ति में)। रूमाल के शेष भाग का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    एक वर्गाकार रूमाल पर, नौ वृत्ताकार डिज़ाइन बने हैं, जिनमें से प्रत्येक की त्रिज्या 7 cm है (3×3 की पंक्ति में)।

    ज्ञात करना है (Find)

    रूमाल के शेष भाग का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    एक पंक्ति में तीन वृत्तों के व्यास हैं।

    एक पंक्ति में तीन व्यास आते हैं। नौ वृत्तों का क्षेत्रफल वर्ग से घटाएँ।भुजा = 3 × व्यास
    एक पंक्ति में तीन वृत्तों के व्यास हैं।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    वृत्त की परिधि C=2πr और क्षेत्रफल A=πr²। प्रश्न में दिए π का मान प्रयोग करें।

    चरण (Step) 1 — वर्ग की भुजा निकालें

    हर वृत्त का व्यास 14 cm, तीन-तीन करके भुजा = 3×14 = 42 cm।

    चरण (Step) 2 — शेष क्षेत्रफल

    वर्ग (42²=1764) − नौ वृत्त (9×22/7×49=1386) = 378 cm²।

    उत्तर (Answer)

    378 cm²

  5. आकृति में, OACB केंद्र O और त्रिज्या 3.5 cm वाले एक वृत्त का चतुर्थांश है। यदि OD=2 cm है, तो ज्ञात कीजिए — (i) चतुर्थांश OACB (ii) छायांकित भाग, जहाँ D, OB पर स्थित है और छायांकित भाग चतुर्थांश में से त्रिभुज OBD घटाकर मिलता है।
    उत्तर देखें (See answer)

    प्रश्न की स्थिति स्पष्ट करें (Clarification)

    संग्रहित प्रश्न में D को OB पर लिखा गया है। तब O, B, D एक ही रेखा पर होंगे और त्रिभुज OBD का क्षेत्रफल 0 होगा। नीचे अपेक्षित गैर-शून्य त्रिभुज के लिए D को OA पर लेकर सुधारा हुआ अभ्यास हल किया है।

    सुधारा हुआ दिया (Given)

    O केंद्र का 90° चतुर्थांश है। OA = OB = 3.5 सेमी। D, OA पर और OD = 2 सेमी है।

    ज्ञात करना है (Find)

    चतुर्थांश और उसमें से त्रिभुज OBD हटाने पर शेष क्षेत्रफल।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    सुधारे हुए अभ्यास में D, OA पर है; मूल प्रश्न की असंगति ऊपर स्पष्ट की गई है।

    सुधारा हुआ चित्र: D, OA पर है। OBD की लंबवत भुजाएँ OD और OB हैं।OABDOD = 2
    सुधारे हुए अभ्यास में D, OA पर है; मूल प्रश्न की असंगति ऊपर स्पष्ट की गई है।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    वृत्त की परिधि C=2πr और क्षेत्रफल A=πr²। प्रश्न में दिए π का मान प्रयोग करें।

    चरण (Step) 1 — चतुर्थांश

    क्षेत्रफल = ¼ × (22/7) × 3.5² = 77/8 वर्ग सेमी।

    चरण (Step) 2 — त्रिभुज

    क्षेत्रफल = ½ × OB × OD = ½ × 3.5 × 2 = 7/2 वर्ग सेमी।

    उत्तर (Answer)

    सुधारे हुए चित्र में शेष क्षेत्रफल = 77/8 − 7/2 = 49/8 वर्ग सेमी। मूल लिखे D∈OB को मानें तो त्रिभुज का क्षेत्रफल 0 और शेष 77/8 वर्ग सेमी होगा।

  6. आकृति में, छायांकित डिज़ाइन का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए, जो 8 cm त्रिज्याओं वाले दो वृत्तों के चतुर्थांशों के बीच उभयनिष्ठ (common) है।
    उत्तर देखें (See answer)

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    विकर्ण से साझा पत्ती दो बराबर वृत्तखंडों में बँटती है।

    बीच की पत्ती दोनों चतुर्थांशों का साझा भाग है। विकर्ण इसे दो बराबर वृत्तखंडों में बाँटता है।ABCD
    विकर्ण से साझा पत्ती दो बराबर वृत्तखंडों में बँटती है।

    प्रयुक्त तरीका (Method)

    वृत्तखंड का क्षेत्रफल = त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल − संबंधित त्रिभुज का क्षेत्रफल। दीर्घ वृत्तखंड = पूरे वृत्त का क्षेत्रफल − लघु वृत्तखंड।

    चरण (Step) 1 — एक चतुर्थांश में 'पत्ती' का आधा भाग

    चतुर्थांश − त्रिभुज = (1/4)×22/7×64 − (1/2)×8×8 = 352/7 − 32 = 128/7 cm²।

    चरण (Step) 2 — पूरी पत्ती (दोनों चतुर्थांशों का उभयनिष्ठ भाग)

    2 × 128/7 = 256/7 cm² ≈ 36.57 cm²।

    उत्तर (Answer)

    256/7 cm² ≈ 36.57 cm²

दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (Long Answer — 5 अंक प्रत्येक)

  1. आकृति में PQ=24 cm, PR=7 cm हैं तथा O वृत्त का केंद्र है और ∠RPQ=90° है (QR वृत्त का व्यास है)। छायांकित भाग (वृत्त में से त्रिभुज PQR घटाकर) का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    आकृति में PQ=24 cm, PR=7 cm हैं तथा O वृत्त का केंद्र है और ∠RPQ=90° है (QR वृत्त का व्यास है)।

    ज्ञात करना है (Find)

    छायांकित भाग (वृत्त में से त्रिभुज PQR घटाकर) का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    ∠RPQ = 90° और QR व्यास है। पहले QR निकालें; फिर पूरे वृत्त से त्रिभुज का क्षेत्रफल घटाएँ।

    प्रश्न के हल का नामांकित चित्रPQRO
    ∠RPQ = 90° और QR व्यास है। पहले QR निकालें; फिर पूरे वृत्त से त्रिभुज का क्षेत्रफल घटाएँ।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    वृत्त की परिधि C=2πr और क्षेत्रफल A=πr²। प्रश्न में दिए π का मान प्रयोग करें।

    चरण (Step) 1 — व्यास और त्रिज्या निकालें

    QR² = PQ²+PR² = 24²+7² = 625, QR = 25 cm (व्यास)। त्रिज्या = 12.5 cm।

    चरण (Step) 2 — वृत्त और त्रिभुज के क्षेत्रफल

    वृत्त = (22/7)×12.5² = (22/7)×156.25 = 6875/14 cm²। त्रिभुज PQR = (1/2)×24×7 = 84 cm² = 1176/14 cm²।

    चरण (Step) 3 — छायांकित क्षेत्रफल

    वृत्त − त्रिभुज = 6875/14 − 1176/14 = 5699/14 cm² ≈ 407.07 cm²।

    उत्तर (Answer)

    5699/14 cm² ≈ 407.07 cm²

  2. एक दौड़ने का पथ दर्शाती आकृति में, जिसके बाएँ और दाएँ सिरे अर्धवृत्ताकार हैं, दोनों आंतरिक समांतर रेखाखंडों के बीच की दूरी 60 m है तथा इनमें से प्रत्येक रेखाखंड 106 m लंबा है। यह पथ 10 m चौड़ा है। ज्ञात कीजिए — (i) पथ के आंतरिक किनारों के अनुदिश एक पूरा चक्कर लगाने में चली गई दूरी (ii) पथ का क्षेत्रफल।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    एक दौड़ने का पथ दर्शाती आकृति में, जिसके बाएँ और दाएँ सिरे अर्धवृत्ताकार हैं, दोनों आंतरिक समांतर रेखाखंडों के बीच की दूरी 60 m है तथा इनमें से प्रत्येक रेखाखंड 106 m लंबा है। यह पथ 10 m चौड़ा है।

    ज्ञात करना है (Find)

    ज्ञात कीजिए — (i) पथ के आंतरिक किनारों के अनुदिश एक पूरा चक्कर लगाने में चली गई दूरी (ii) पथ का क्षेत्रफल।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    पथ = दो सीधे आयत + दो अर्धवलय।

    सीधे हिस्से दो आयत हैं। दोनों गोल सिरों को मिलाने पर एक पूरा वलय बनता है।106 mचौड़ाई 60 mपथ 10 m
    पथ = दो सीधे आयत + दो अर्धवलय।

    प्रयुक्त सूत्र (Formula)

    पहिये की एक परिक्रमा में दूरी = 2πr। n चक्करों में कुल दूरी = n×2πr।

    चरण (Step) 1 — आंतरिक दूरी

    सीधे भाग: 2×106=212 m। अर्धवृत्ताकार सिरे (त्रिज्या=60/2=30): 2×π×30 = 1320/7 m।

    चरण (Step) 2 — कुल दूरी

    212 + 1320/7 = 2804/7 m ≈ 400.57 m।

    चरण (Step) 3 — क्षेत्रफल

    2 आयत (106×10=1060 प्रत्येक) = 2120 m²। बाहरी त्रिज्या 40, भीतरी 30 के अर्ध-वलय: π(40²−30²) = 2200 m²। कुल = 2120+2200 = 4320 m²।

    उत्तर (Answer)

    (i) 2804/7 m ≈ 400.57 m (ii) 4320 m²

  3. आकृति में, ABC त्रिज्या 14 cm वाले एक वृत्त का चतुर्थांश है तथा BC को व्यास मानकर एक अर्धवृत्त खींचा गया है। छायांकित भाग (अर्धवृत्त में से, चतुर्थांश और त्रिभुज ABC के बीच का भाग घटाकर) का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
    उत्तर देखें (See answer)

    दिया हुआ (Given)

    आकृति में, ABC त्रिज्या 14 cm वाले एक वृत्त का चतुर्थांश है तथा BC को व्यास मानकर एक अर्धवृत्त खींचा गया है।

    ज्ञात करना है (Find)

    छायांकित भाग (अर्धवृत्त में से, चतुर्थांश और त्रिभुज ABC के बीच का भाग घटाकर) का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

    चित्र को समझें (Read the diagram)

    बाहरी अर्धवृत्त में से चाप BC और जीवा BC के बीच का वृत्तखंड घटाएँ।

    BC पर बाहर की ओर अर्धवृत्त है। दोनों चापों के बीच भाग = अर्धवृत्त − चतुर्थांश का वृत्तखंड।ABC
    बाहरी अर्धवृत्त में से चाप BC और जीवा BC के बीच का वृत्तखंड घटाएँ।

    प्रयुक्त तरीका (Method)

    वृत्तखंड का क्षेत्रफल = त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल − संबंधित त्रिभुज का क्षेत्रफल। दीर्घ वृत्तखंड = पूरे वृत्त का क्षेत्रफल − लघु वृत्तखंड।

    चरण (Step) 1 — चतुर्थांश और त्रिभुज

    चतुर्थांश ABC = (1/4)×22/7×14² = 154 cm²। त्रिभुज ABC (समकोण, दोनों भुजा 14) = (1/2)×14×14 = 98 cm²।

    चरण (Step) 2 — चतुर्थांश का 'उभार' भाग

    154−98 = 56 cm² (चाप BC और जीवा BC के बीच का भाग)।

    चरण (Step) 3 — अर्धवृत्त (व्यास BC)

    BC = 14√2 (कर्ण)। अर्धवृत्त त्रिज्या = 7√2। क्षेत्रफल = (1/2)×22/7×(7√2)² = (1/2)×22/7×98 = 154 cm²।

    चरण (Step) 4 — छायांकित क्षेत्रफल

    154 − 56 = 98 cm² — यह एक प्रसिद्ध परिणाम है: अर्धवृत्त (कर्ण पर) का क्षेत्रफल चतुर्थांश के बराबर होता है।

    उत्तर (Answer)

    98 cm²

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