त्रिभुज का क्षेत्रफल आधार ऊँचाई है। इसलिए दो त्रिभुजों के क्षेत्रफलों का अनुपात उनके आधारों के अनुपात और ऊँचाइयों के अनुपात का गुणनफल है। यही एक वाक्य इस पूरे अध्याय की जड़ है: जब ऊँचाई बराबर हो तो आधार देखिए, जब आधार बराबर हो तो ऊँचाई देखिए, और जब कुछ भी बराबर न हो तो कोण देखिए।
पिछले अध्याय “समरूप त्रिभुज और क्षेत्रफल अनुपात” में हमने समरूप त्रिभुजों के लिए क्षेत्रफल का वर्ग-नियम सीखा। यहाँ त्रिभुज समरूप नहीं हैं: बस एक ही रेखा पर आधार हैं, या एक ही समांतर रेखाओं के बीच हैं, या एक कोण साझा है।
| चित्र में क्या दिखे | कौन-सी विधि |
|---|---|
| एक शीर्ष से आधार पर बिंदु, “BD : DC” | आधार और ऊँचाई |
| माध्यिका, केंद्रक, मध्य-बिंदुओं को जोड़ना | मध्य-बिंदु और केंद्रक |
| समांतर चतुर्भुज, भुजाओं के मध्य-बिंदु, छायांकित भाग | समांतर चतुर्भुज: कुल मान लो |
| समांतर चतुर्भुज के भीतर बिंदु | भीतरी बिंदु और विकर्ण |
| समलंब चतुर्भुज के विकर्ण, चार त्रिभुज | समलंब के चार त्रिभुज |
| एक ही कोण , बिंदु और भुजाओं पर | एक ही कोण का नियम |
| कटती रेखाओं से बने छोटे त्रिभुज | भार से क्षेत्रफल |
हर विधि का क्रम एक-सा है: विचार, सूत्र, पहचान, कदम, हल किए उदाहरण, फिर स्वयं करने के प्रश्न। चित्र अपने-आप चलते हैं; उन्हें तर्क के क्रम में देखिए।
आधार, ऊँचाई और मध्य-बिंदु
आधार और ऊँचाई से क्षेत्रफल का अनुपात, और माध्यिका व मध्य-बिंदुओं से बने बराबर टुकड़े।
आधार और ऊँचाई के नियम
क्षेत्रफल आधार ऊँचाई से निकले चार नियम: साझा ऊँचाई, साझा आधार, समांतर रेखाओं के बीच और माध्यिका।
विचार
क्षेत्रफल है ( = आधार, = उस आधार पर लंब से नापी ऊँचाई)। मान लीजिए दो त्रिभुजों की ऊँचाई एक ही है। तब दोनों में साझा है और अनुपात केवल आधारों का रह जाता है। ठीक इसी तरह आधार एक ही हो तो अनुपात ऊँचाइयों का।
- का क्षेत्रफल (वर्ग कोष्ठक = क्षेत्रफल)
- एक ही रेखा पर आधार
- दोनों त्रिभुजों के आधार
- उन आधारों पर ऊँचाइयाँ
चार नियम
| नियम | कब | नतीजा |
|---|---|---|
| 1. साझा शीर्ष, आधार एक रेखा पर | on | |
| 2. साझा आधार | दोनों का आधार | क्षेत्रफल : ऊँचाई |
| 3. साझा आधार, एक ही समांतर रेखाओं के बीच | दोनों शीर्ष एक रेखा पर | क्षेत्रफल बराबर |
| 4. माध्यिका | , का मध्य-बिंदु |
नियम 3 को चलते चित्र में देखिए: शीर्ष रेखा पर कहीं भी खिसके, ऊँचाई वही रहती है, इसलिए क्षेत्रफल नहीं बदलता।
एक उपयोगी नतीजा (नियम 3 से): समलंब चतुर्भुज में हो तो (साझा आधार , शीर्ष और रेखा पर)। दोनों में से साझा घटाने पर , जहाँ विकर्णों का कटान-बिंदु है।
कदम
- दोनों त्रिभुजों के आधार और ऊँचाई पहचानिए; देखिए कौन-सी चीज़ साझा है।
- साझा ऊँचाई ⟹ आधारों का अनुपात; साझा आधार ⟹ ऊँचाइयों का अनुपात; समांतर रेखाओं के बीच साझा आधार ⟹ बराबर।
- सुविधाजनक कुल क्षेत्रफल मानकर टुकड़ों के क्षेत्रफल लिखिए।
- 1 से पर लंब दोनों त्रिभुजों के लिए एक ही ऊँचाई है।
- 2इसलिए । कुल भाग , 1 भाग ।
- 3 और वर्ग सेमी।
- 1 और का आधार साझा है। और दोनों रेखा पर हैं, इसलिए ऊँचाई बराबर: ।
- 2 ⟹ ।
- 3इसी तरह ⟹ ।
- 1चारों त्रिभुजों का शीर्ष साझा है और आधार एक ही रेखा पर हैं, इसलिए ऊँचाई साझा है। क्षेत्रफल आधारों के अनुपात में: ।
- 2कुल भाग , 1 भाग ।
- 3, , वर्ग सेमी।
- 4 वर्ग सेमी (या )।
- 1यहाँ आधार और ऊँचाई दोनों अलग हैं, इसलिए दोनों अनुपात गुणा होंगे।
- 2।
- 3जाँच: क्षेत्रफल और , अनुपात । ✓
- 1पहला कदम: (साझा ऊँचाई), इसलिए ।
- 2दूसरा कदम: में , का मध्य-बिंदु है। और का शीर्ष साझा है और आधार एक ही रेखा पर, इसलिए बराबर।
- 3 वर्ग सेमी।
स्वयं कीजिए
मध्य-बिंदु, माध्यिका और केंद्रक
मध्य-बिंदुओं को जोड़ने से बने चार बराबर त्रिभुज, तीन माध्यिकाओं से बने छह बराबर त्रिभुज और उनसे निकले क्षेत्रफल।
विचार
मध्य-बिंदु हर जगह “बराबर आधार” देते हैं, और बराबर आधार + साझा ऊँचाई का मतलब बराबर क्षेत्रफल। इसलिए मध्य-बिंदु वाले चित्र बराबर टुकड़ों में कटते हैं। तीन ऐसे चित्र बार-बार आते हैं:
1. माध्यिका त्रिभुज को दो बराबर भागों में बाँटती है (पिछली विधि)।
2. मध्य-बिंदु त्रिभुज: क्रमशः के मध्य-बिंदु हों तो जोड़ने पर चार सर्वांगसम (बराबर) त्रिभुज बनते हैं (क्योंकि , आदि)। हर एक है।
3. केंद्रक: तीनों माध्यिकाएँ एक बिंदु (केंद्रक) पर मिलती हैं और त्रिभुज को छह बराबर त्रिभुजों में बाँटती हैं। क्यों? माध्यिका से । , को में बाँटता है, इसलिए (साझा ऊँचाई, आधार का एक-तिहाई), और बाकी चार भी इसी तरह ।
| क्षेत्र | भाग |
|---|---|
| प्रत्येक | |
| छह छोटे त्रिभुजों में से कोई एक ( आदि) | |
| चतुर्भुज (दो छोटे त्रिभुज) | |
| मध्य-बिंदु त्रिभुज | |
| (, ) | |
| , माध्यिका का मध्य-बिंदु: , | प्रत्येक |
यहाँ: = भुजाओं के मध्य-बिंदु; = केंद्रक; = क्षेत्रफल।
कदम
- मध्य-बिंदुओं और माध्यिकाओं पर निशान लगाइए और कुल क्षेत्रफल को छह या बारह बराबर टुकड़ों की इकाई मानिए।
- पूछा गया भाग उन इकाइयों में गिनिए; जहाँ टुकड़ा तीन-चौथाई जैसा हो, वहाँ साझा ऊँचाई वाला नियम लगाइए।
- अनुपात माँगा हो तो दो गिनतियों को भाग दीजिए।
- 1तीन माध्यिकाएँ को छह बराबर त्रिभुजों में बाँटती हैं, हर एक वर्ग सेमी।
- 2 में दो छोटे त्रिभुज ( और ): ।
- 3 एक छोटा त्रिभुज: ।
- 4चतुर्भुज में और , यानी दो: वर्ग सेमी।
- 1मध्य-बिंदु जोड़ने से चार बराबर त्रिभुज बनते हैं, इसलिए वर्ग सेमी।
- 2 में दो छोटे त्रिभुज ( और ) हैं: वर्ग सेमी।
- 3(यह भी है, क्योंकि समांतर चतुर्भुज है।)
- 1 माध्यिका है: ।
- 2 और का शीर्ष साझा है और आधार एक ही रेखा पर: ।
- 3 और का आधार साझा; ऊँचाइयाँ : ।
- 1 (तीन माध्यिकाओं से के तीन त्रिभुज बराबर)।
- 2मध्य-बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखा : और । और में और (वैकल्पिक कोण) हैं, इसलिए समरूप, गुणक ।
- 3क्षेत्रफल का वर्ग-नियम (पिछला अध्याय): वर्ग सेमी।
- 4चतुर्भुज ( मध्य-बिंदु त्रिभुज का )। इसलिए ।
- 1 और का आधार साझा है। ऊँचाइयाँ और से तक की हैं, जो के अनुपात में हैं (, , एक रेखा में)।
- 2 भाग, इसलिए और वर्ग सेमी।
- 3बाकी वर्ग सेमी और में बराबर बँटता है (माध्यिका पर बिंदु): हर एक ।
स्वयं कीजिए
समांतर चतुर्भुज और समलंब
समांतर चतुर्भुज में टुकड़े, भीतरी बिंदु के नियम, और समलंब चतुर्भुज के विकर्णों से बने चार त्रिभुज।
समांतर चतुर्भुज में टुकड़े: कुल मान लो
समांतर चतुर्भुज के मध्य-बिंदुओं और शीर्षों को जोड़ने से बने त्रिभुजों के क्षेत्रफल, कुल क्षेत्रफल मानकर।
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भीतरी बिंदु और विकर्ण
समांतर चतुर्भुज के भीतर किसी बिंदु से बने चार त्रिभुजों का नियम और किसी भी चतुर्भुज के विकर्णों से बने त्रिभुज।
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समलंब के चार त्रिभुज
समलंब चतुर्भुज के विकर्ण उसे चार त्रिभुजों में बाँटते हैं जिनके क्षेत्रफल के अनुपात में होते हैं।
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कोण और कटती रेखाएँ
एक ही कोण वाले त्रिभुजों का नियम और कटती रेखाओं से बने त्रिभुजों के क्षेत्रफल।
एक ही कोण का नियम
जब दो त्रिभुजों का एक कोण साझा (या बराबर, या सम्पूरक) हो: क्षेत्रफलों का अनुपात उस कोण को घेरने वाली भुजाओं के गुणनफलों का अनुपात।
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कटती रेखाएँ और क्षेत्रफल: भार से
त्रिभुज के भीतर दो रेखाएँ कटें तो उनसे बने त्रिभुजों के क्षेत्रफल: साझा-ऊँचाई के दो कदम, या भार-बिंदुओं से सीधे।
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सार, मिश्रित अभ्यास, दोहराव
सभी विधियों की एक-पृष्ठ तालिका, परीक्षा जैसे मिले-जुले प्रश्न और दोहराव कार्ड।
सभी विधियों का सार
हर विधि: प्रश्न कैसे पहचानें और कौन-सा सूत्र लगाएँ।
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मिश्रित अभ्यास
सभी विधियों के मिले-जुले प्रश्न, बिना बताए कि कौन-सी विधि लगानी है।
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दोहराव
सूत्र याद करने के कार्ड और परीक्षा की सबसे आम गलतियाँ।
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