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वृत्त: जीवाएँ और कोण

प्रतियोगी गणित · SSC CGL

5 भाग4 हल किए उदाहरण7 अभ्यास प्रश्न

वृत्त उन सभी बिंदुओं का समूह है जो एक निश्चित बिंदु (केंद्र) से एक ही दूरी (त्रिज्या) पर हों। इस एक परिभाषा से पूरा अध्याय निकलता है: वृत्त का हर बिंदु केंद्र से एक त्रिज्या दूर है, इसलिए केंद्र से किन्हीं दो बिंदुओं को जोड़ने पर समद्विबाहु त्रिभुज बनता है — और वृत्त के लगभग सारे कोण-नियम इसी समद्विबाहु त्रिभुज से निकलते हैं।

परीक्षा वृत्त से दो ही तरह के प्रश्न पूछती है: लंबाई (जीवा कितनी लंबी, केंद्र से कितनी दूर, दो जीवाओं के टुकड़े) और कोण (केंद्र पर, परिधि पर, चतुर्भुज के)। नीचे की तालिका बताती है कि प्रश्न देखते ही कौन-सा औज़ार उठाना है।

प्रश्न में क्या दिखेऔज़ारकहाँ सीखेंगे
जीवा की लंबाई, केंद्र से दूरी, त्रिज्याकेंद्र से लंबवत जीवा को आधा करता है + पाइथागोरसजीवाएँ और केंद्र
दो जीवाएँ या दो छेदक रेखाएँ कटती हैंटुकड़ों का गुणनफल बराबरकटती जीवाएँ
कोई कोण दिया है, दूसरा पूछा हैकेंद्र का कोण = 2 × परिधि का कोण; एक ही खंड के कोण बराबर; अर्धवृत्त में 90°केंद्र का कोण: यहीं; बाकी: अगला अध्याय
चार बिंदु एक वृत्त पर, चतुर्भुज ABCDसम्मुख कोणों का योग 180°; टॉलमीअगला अध्याय: चक्रीय चतुर्भुज
कोण का समद्विभाजक वृत्त को फिर काटता हैवह चाप का मध्य-बिंदु है; समरूप त्रिभुजअगला अध्याय: समद्विभाजक और केंद्र
याद रखेंहर प्रश्न में पहला काम: आकृति बनाइए और केंद्र O चिह्नित कीजिए, फिर O से जीवाओं के सिरों तक त्रिज्याएँ खींचिए। आधे प्रश्न इसी से खुल जाते हैं। इस अध्याय में तीन बातें पहले से मानी गई हैं: पाइथागोरस, समद्विबाहु त्रिभुज के कोण, और बाह्य कोण का नियम (पिछले अध्याय में पढ़ चुके हैं)। परिधि के कोण, चक्रीय चतुर्भुज और समद्विभाजक अगले अध्याय (वृत्त: कोण और चक्रीय चतुर्भुज) में हैं; स्पर्श रेखाएँ उसके बाद वाले अध्याय में।
1

वृत्त के भाग

नाम · चाप · त्रिज्यखंड

जीवा, चाप, खंड, त्रिज्यखंड के नाम और चाप की लंबाई तथा त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल।

वृत्त के भागों के नाम, चाप की लंबाई, त्रिज्यखंड

जीवा · चाप · खंड · θ/360

पहले नाम (हर आगे के प्रश्न में आएँगे), फिर चाप की लंबाई और त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल कोण से।

प्रमेय पढ़ने से पहले शब्द पक्के कर लीजिए। त्रिज्या केंद्र से वृत्त के किसी बिंदु तक का टुकड़ा है। जीवा वृत्त के दो बिंदुओं को जोड़ने वाला टुकड़ा है। व्यास वह जीवा है जो केंद्र से होकर जाती है — यह सबसे लंबी जीवा है और त्रिज्या से दुगुनी होती है। छेदक वृत्त को दो बिंदुओं पर काटने वाली पूरी सीधी रेखा है (जीवा उसका भीतरी टुकड़ा है), और स्पर्श रेखा वृत्त को केवल एक बिंदु पर छूती है (अगले अध्याय में)।

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Oत्रिज्याव्यासजीवाछेदकस्पर्श रेखा
रंग: बैंगनी = व्यास, नीला = जीवा, फ़िरोज़ी = त्रिज्या, गुलाबी = छेदक, हरा = स्पर्श रेखा

एक जीवा वृत्त को दो चापों में बाँटती है: छोटा (लघु) चाप और बड़ा (दीर्घ) चाप; व्यास दोनों को बराबर बाँटता है, तब हर चाप एक अर्धवृत्त है। केंद्र और चाप के दो सिरे जोड़ने पर त्रिज्यखंड (पिज़्ज़ा का टुकड़ा) बनता है; जीवा और उसका चाप मिलकर खंड बनाते हैं। एक ही केंद्र वाले दो वृत्त संकेंद्री कहलाते हैं।

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छोटा चापबड़ा चाप = बाकीत्रिज्यखंडदो त्रिज्याएँ + चापखंडजीवा + चाप
केसरिया = चाप, खंड हरा, त्रिज्यखंड पीले-केसरिया रंग में

अब मुख्य विचार: चाप जितना लंबा, केंद्र पर कोण उतना बड़ा। पूरा चक्कर 360° है और पूरी परिधि । इसलिए का कोण पूरे चक्कर का भाग है — उसी भाग का चाप, और उसी भाग का त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल (जैसे चौथाई पिज़्ज़ा = चौथाई परिधि और चौथाई क्षेत्रफल)।

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Oθ बढ़ने परचाप बढ़ता हैक्षेत्रफल बढ़ता हैभाग = θ/360
केसरिया = चाप, फ़िरोज़ी = त्रिज्यखंड। कोण बदलता है पर अनुपात वही नियम रहता है
∑ सूत्र
चाप की लंबाई, त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल, और दोनों का संबंध
चाप की लंबाई (सेमी या मी)
त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल (वर्ग सेमी)
केंद्र पर चाप का कोण, अंशों में
त्रिज्या

याद रखने लायक है: त्रिज्यखंड लगभग “त्रिभुज” है जिसका आधार चाप और ऊँचाई है। जब दिया हो तो निकाले बिना सीधे क्षेत्रफल मिल जाता है। खंड का क्षेत्रफल = त्रिज्यखंड − त्रिभुज (त्रिज्याओं और जीवा वाला त्रिभुज)। के लिए जब त्रिज्या 7 का गुणज हो तो लीजिए।

ध्यान देंपहचान: “चाप की लंबाई”, “घड़ी की सुई की नोक कितना चली”, “पेंडुलम”, “मोड़ पर पटरी” → । “पानी की बौछार”, “वाइपर”, “पिज़्ज़ा का टुकड़ा” → । “त्रिज्यखंड का परिमाप” में चाप के साथ दो त्रिज्याएँ भी जोड़िए।
  1. तय कीजिए कि लंबाई (चाप) पूछी है या क्षेत्रफल (त्रिज्यखंड)।
  2. कोण को अंशों में लिखिए (घड़ी: 1 मिनट = 6°, 1 घंटा = 30°)।
  3. भाग को सरल कीजिए, फिर परिधि या क्षेत्रफल से गुणा कीजिए।
  4. इकाई जाँचिए: लंबाई = सेमी, क्षेत्रफल = वर्ग सेमी।
◭ चित्र
O21120°?
उदाहरण 1: घड़ी की सुई की नोक का चला हुआ चाप
उदाहरण 1 · आसान
एक दीवार-घड़ी की मिनट की सुई 21 सेमी लंबी है। 20 मिनट में उसकी नोक कितनी दूरी तय करती है? ()
हल, कदम-दर-कदम
  1. 1सुई की नोक एक वृत्त पर चलती है जिसकी त्रिज्या सुई की लंबाई 21 सेमी है। 60 मिनट में पूरा चक्कर (360°) होता है, इसलिए 1 मिनट में 6° चलती है।
  2. 220 मिनट में कोण , यानी पूरे चक्कर का भाग।
  3. 3पूरी परिधि सेमी। इसका भाग सेमी।
उत्तर 44 सेमी
कोण निकालने के बजाय सीधे भाग सोचिए: 20 मिनट = घड़ी का भाग = परिधि का ।
उदाहरण 2 · मध्यम
एक लॉन-स्प्रिंकलर 135° के कोण में 28 मीटर तक पानी फेंकता है। कितने क्षेत्रफल में पानी पड़ता है? ()
हल, कदम-दर-कदम
  1. 1पानी जहाँ तक पहुँचता है वह एक त्रिज्यखंड है: त्रिज्या मी, कोण ।
  2. 2भाग । पूरे वृत्त का क्षेत्रफल वर्ग मी।
  3. 3त्रिज्यखंड वर्ग मी।
उत्तर 924 वर्ग मी
जाँच: 135° आधे वृत्त (180°) से छोटा है, इसलिए उत्तर 2464 के आधे (1232) से कम होना चाहिए ✓।
उदाहरण 3 · मध्यम
एक पेंडुलम 63 सेमी लंबा है। उसकी नोक एक तरफ़ से दूसरी तरफ़ जाने में 22 सेमी का चाप बनाती है। पेंडुलम कितने अंश के कोण में झूला?
हल, कदम-दर-कदम
  1. 1नोक की गति वृत्त का चाप है; त्रिज्या = पेंडुलम की लंबाई = 63 सेमी। पूरी परिधि सेमी।
  2. 2चाप, परिधि का कितना भाग है: ।
  3. 3कोण भी पूरे चक्कर का वही भाग है: ।
उत्तर 20°
उलटा प्रश्न: पहले “चाप ÷ परिधि” भाग निकालिए, फिर 360° से गुणा।
◭ चित्र
O14
उदाहरण 4: खंड = त्रिज्यखंड − त्रिभुज
उदाहरण 4 · कठिन
त्रिज्या 14 सेमी वाले वृत्त में एक जीवा केंद्र पर 90° का कोण बनाती है। छोटे खंड का क्षेत्रफल निकालिए। ()
हल, कदम-दर-कदम
  1. 1खंड हरा हिस्सा है: उसे पाने के लिए पहले पूरा त्रिज्यखंड लेंगे, फिर उसमें से त्रिज्याओं और जीवा वाला त्रिभुज घटाएँगे।
  2. 2त्रिज्यखंड वर्ग सेमी।
  3. 3दोनों त्रिज्याएँ 90° पर मिलती हैं, इसलिए त्रिभुज समकोण है: क्षेत्रफल वर्ग सेमी।
  4. 4खंड वर्ग सेमी।
उत्तर 56 वर्ग सेमी
अगर कोण 90° न हो तो त्रिभुज का क्षेत्रफल से निकलता है; SSC में अधिकतर 60°, 90°, 120° आते हैं।
आसानपहले खुद करके देखें
त्रिज्या 28 सेमी वाले वृत्त में 45° के कोण का चाप कितना लंबा है? ()
आसानपहले खुद करके देखें
त्रिज्या 21 सेमी और कोण 60° वाले त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल?
मध्यमपहले खुद करके देखें
एक त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल 77 वर्ग सेमी और त्रिज्या 14 सेमी है। उसका कोण (अंशों में)?
मध्यमपहले खुद करके देखें
त्रिज्या 28 सेमी वाले चौथाई वृत्त (90° के त्रिज्यखंड) का परिमाप?
मध्यमपहले खुद करके देखें
एक रेल-पटरी 126 मीटर त्रिज्या के मोड़ पर 70° घूमती है। मोड़ पर पटरी कितने मीटर लंबी है?
कठिनपहले खुद करके देखें
एक ही वृत्त के दो चापों की लंबाई 8 सेमी और 20 सेमी है। छोटे चाप का केंद्रीय कोण 36° है। बड़े चाप का केंद्रीय कोण (अंशों में)?
कठिनपहले खुद करके देखें
त्रिज्या 7 सेमी वाले वृत्त की एक जीवा केंद्र पर 90° बनाती है। बड़े खंड का क्षेत्रफल (वर्ग सेमी)?
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जीवाएँ और केंद्र

लंबवत · बराबर जीवाएँ · समांतर जीवाएँ · उभयनिष्ठ जीवा

जीवा की लंबाई और केंद्र से उसकी दूरी का संबंध, और उसके पाँच उपयोग।

केंद्र से जीवा पर लंबवत

आधा करता है · 2√(r²−d²)

सबसे ज़रूरी प्रमेय: केंद्र से जीवा पर लंबवत जीवा को आधा करता है; उससे जीवा, त्रिज्या और दूरी के प्रश्न।

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बराबर जीवाएँ

बराबर दूरी · बराबर कोण · बराबर चाप

बराबर जीवाएँ केंद्र से बराबर दूरी पर होती हैं, केंद्र पर बराबर कोण बनाती हैं और बराबर चाप काटती हैं; विशेष जीवाएँ r, r√2, r√3।

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दो समांतर जीवाएँ

एक ओर: घटाओ · दोनों ओर: जोड़ो

दो समांतर जीवाओं के बीच की दूरी, या उनमें से किसी की त्रिज्या/लंबाई — दो मामलों के साथ।

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एक बिंदु से दो बराबर जीवाएँ

समद्विबाहु त्रिभुज · a² = 2rx

वृत्त के एक बिंदु से दो बराबर जीवाएँ खींचने पर बने समद्विबाहु त्रिभुज से त्रिज्या या तीसरी जीवा निकालना।

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दो वृत्तों की उभयनिष्ठ जीवा

केंद्र-रेखा लंबवत · x = (d²+R²−r²)/2d

दो कटते वृत्तों की साझा जीवा की लंबाई और केंद्रों की दूरी।

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कटती जीवाएँ और छेदक रेखाएँ

टुकड़ों के गुणनफल

जीवाओं या छेदकों के टुकड़ों का गुणनफल, और लंबवत कटती जीवाओं का त्रिज्या-सूत्र।

भीतर कटती दो जीवाएँ

PA × PB = PC × PD = r² − OP²

जीवाओं के टुकड़ों का गुणनफल; क्यों हर जीवा के लिए एक ही आता है; सबसे छोटी जीवा।

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बाहर के बिंदु से दो छेदक

PA × PB = PC × PD = OP² − r²

बाहर के बिंदु से खींचे दो छेदक: पूरा × बाहर का हिस्सा; वही नियम जो भीतर था, बस चिह्न उलटा।

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लंबवत कटती जीवाएँ

चार टुकड़ों के वर्ग = 4r²

दो जीवाएँ समकोण पर कटें तो त्रिज्या और केंद्र की दूरी, तीन अलग रास्तों से।

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केंद्र का कोण और परिधि का कोण

केंद्र पर कोण = 2 × परिधि पर कोण

वृत्त का सबसे बड़ा कोण-प्रमेय: एक ही चाप पर केंद्र का कोण परिधि के कोण का दुगुना होता है।

केंद्र पर कोण = 2 × परिधि पर कोण

चाप · केंद्रीय कोण · परिधि कोण

एक चाप पर केंद्र का कोण और परिधि का कोण; बड़े/छोटे चाप की ओर; त्रिज्या और जीवा का कोण।

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सार, मिश्रित अभ्यास, दोहराव

सारी विधियाँ एक जगह

सभी विधियों की एक-पृष्ठ तालिका, परीक्षा जैसे मिले-जुले प्रश्न और दोहराव कार्ड।

सभी विधियों का सार

कब · क्या · कैसे

हर विधि: प्रश्न कैसे पहचानें और कौन-सा सूत्र लगाएँ।

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मिश्रित अभ्यास (परीक्षा जैसा)

सभी विधियाँ मिली-जुली

SSC CGL/CHSL/CPO जैसे मिले-जुले प्रश्न — पहले विधि पहचानिए, फिर हल कीजिए।

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दोहराव

कार्ड · आम गलतियाँ

सूत्र याद करने के कार्ड और परीक्षा की सबसे आम गलतियाँ।

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