8. वर्ग समीकरण

नोट्स

वर्ग समीकरण की परिभाषा (Definition of Quadratic Equation)

परिभाषा: वर्ग समीकरण एक चर वाला वह समीकरण है जिसमें चर की उच्चतम घात 2 होती है। इसका सामान्य रूप है: \( ax^2 + bx + c = 0 \), जहाँ \( a, b, c \) वास्तविक संख्याएँ हैं और \( a \neq 0 \।

मूल (Roots): वर्ग समीकरण के वे मान जो समीकरण को संतुष्ट करते हैं। एक वर्ग समीकरण के अधिकतम दो मूल हो सकते हैं।

आसान भाषा में: वर्ग समीकरण में \( x^2 \) होता है, और इसे हल करने पर हमें \( x \) के दो मान मिल सकते हैं।

\( x^2 = k \) रूप वाले समीकरण

परिभाषा: यह एक सरल वर्ग समीकरण है, जहाँ \( k \) धनात्मक, ऋणात्मक, या शून्य हो सकता है।

हल करने की विधि:
1. \( x^2 = k \)
2. \( x = \pm \sqrt{k} \) (यदि \( k \geq 0 \))
3. यदि \( k < 0 \), तो कोई वास्तविक हल नहीं।

वास्तविक जीवन आधारित उदाहरण:
- एक वर्गाकार गड्ढे का क्षेत्रफल 16 वर्ग मीटर है। इसकी भुजा निकालें (\( x^2 = 16 \))।
- एक गेंद ऊँचाई से गिरकर \( x^2 = 25 \) मीटर की दूरी तय करती है।

\( a \cdot x^2 + b \cdot x + c = 0 \) प्रकार के समीकरणों का हल

गुणनखंड विधि (Factorization Method):
1. समीकरण को \( ax^2 + bx + c = 0 \) रूप में लिखें।
2. गुणनखंड करें ताकि \( (px + q)(rx + s) = 0 \।
3. प्रत्येक गुणनखंड को शून्य के बराबर रखें: \( px + q = 0 \), \( rx + s = 0 \।

पूर्ण वर्ग विधि (Completing the Square):
1. \( x^2 \) का गुणांक 1 करें।
2. \( x \) के गुणांक को 2 से भाग दें, वर्ग करें, और दोनों पक्षों में जोड़ें।
3. समीकरण को पूर्ण वर्ग रूप में लिखें और हल करें।

सूत्र विधि (Quadratic Formula):
\( x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \), जहाँ \( D = b^2 - 4ac \) भेदांक है।

भेदांक और मूलों की प्रकृति:
- \( D > 0 \): दो भिन्न वास्तविक मूल।
- \( D = 0 \): दो समान वास्तविक मूल।
- \( D < 0 \): कोई वास्तविक मूल नहीं।

आसान भाषा में: ये विधियाँ \( x^2 \) वाले समीकरणों को हल करने में मदद करती हैं।

वर्ग समीकरण पर आधारित वार्तिक प्रश्न (Word Problems)

क्षेत्रफल और आयाम: आयत, वर्ग आदि के आयाम निकालें।

गति, समय, दूरी: गति या दूरी से संबंधित समस्याएँ।

संख्याएँ: संख्याओं और उनके गुणों पर आधारित।

लाभ-हानि: व्यापारिक लागत या लाभ।

वर्ग और अनुक्रम: संख्याओं के वर्ग या अनुक्रम।

आसान भाषा में: वास्तविक जीवन की समस्याओं को \( x^2 \) वाले समीकरणों में बदलकर हल करें।

शब्द समस्याएँ

निम्नलिखित शब्द समस्याएँ वर्ग समीकरणों पर आधारित हैं:

  1. एक आयत का क्षेत्रफल 72 वर्ग मीटर है, और इसकी लंबाई चौड़ाई से 2 मीटर अधिक है। आयाम निकालें।
  2. एक गेंद को ऊपर फेंका जाता है, और उसकी ऊँचाई \( h = -5t^2 + 20t \) मीटर है। वह 3 सेकंड में कितनी ऊँचाई पर होगी?
  3. एक संख्या अपने वर्ग से 12 कम है। संख्या निकालें।
  4. एक दुकानदार ने कुछ वस्तुएँ 50 रुपये में बेचीं। यदि उसने 2 रुपये कम में बेचा होता, तो उसे 10 रुपये का नुकसान होता। वस्तुओं की संख्या निकालें।
  5. एक वर्गाकार बगीचे का क्षेत्रफल 100 वर्ग मीटर है। इसकी भुजा निकालें।
  6. दो संख्याओं का गुणनफल 48 है, और उनके वर्गों का योग 100 है। संख्याएँ निकालें।
  7. एक ट्रेन 2 घंटे में \( d \) किमी दूरी तय करती है। यदि गति 10 किमी/घंटा कम होती, तो 48 मिनट अधिक लगते। गति निकालें।
  8. एक आयत का परिमाप 34 सेमी और क्षेत्रफल 60 वर्ग सेमी है। आयाम निकालें।
  9. एक संख्या अपने वर्ग का 8 गुना है। संख्या निकालें।
  10. एक व्यापारी ने कुछ वस्तुएँ 120 रुपये में बेचीं। यदि उसने 3 रुपये अधिक में बेचा होता, तो उसे 15 रुपये का लाभ होता। वस्तुओं की संख्या निकालें।

महत्वपूर्ण बिंदु

  • वर्ग समीकरण: \( ax^2 + bx + c = 0 \), \( a \neq 0 \।
  • \( x^2 = k \): \( x = \pm \sqrt{k} \) (यदि \( k \geq 0 \))।
  • भेदांक: \( D = b^2 - 4ac \), मूलों की प्रकृति बताता है।
  • सूत्र विधि: \( x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \।
  • वार्तिक प्रश्न: क्षेत्रफल, गति, संख्याएँ, लाभ-हानि पर आधारित।

बहुविकल्पीय प्रश्न (MCQs)