कक्षा 10 गणित अध्याय 11: रचनाएँ | नोट्स, प्रश्न-उत्तर व MCQ टेस्ट | Bihar Board
अध्याय 11 : रचनाएँ (Constructions)
संपूर्ण अध्यायवार नोट्स, मुख्य प्रमेय, चरणबद्ध रचनाएँ और 50 MCQ टेस्ट
📖 1. भूमिका — रचनाएँ क्यों महत्वपूर्ण हैं?
मैं जब भी यह अध्याय अपनी कक्षा में शुरू करता हूँ, छात्रों से एक बात कहता हूँ — "गणित में कुछ चीजें बीजगणित से सिद्ध करनी होती हैं, और कुछ चीजें शुद्ध ज्यामितीय औजारों (पटरी और परकार) से साकार करनी होती हैं।" यह अध्याय उन्हीं ज्यामितीय आकृतियों का है जिन्हें हम बिना किसी अनुमान के, पूर्ण सटीकता के साथ कागज पर उतारते हैं।
कक्षा 10 के पाठ्यक्रम में मुख्य रूप से तीन प्रकार की रचनाएँ पूछी जाती हैं:
दिए गए रेखाखंड को m : n के अनुपात में अंतर्विभाजित करना।
दिए गए स्केल गुणक (m/n) के अनुसार छोटा या बड़ा समरूप त्रिभुज बनाना।
वृत्त के किसी बिंदु पर या बाह्य बिंदु से स्पर्श रेखा युग्म खींचना।
BPT, समरूपता और समकोण प्रमेय द्वारा रचना को गणितीय रूप से सिद्ध करना।
📏 2. पहली रचना — रेखाखंड को दिए गए अनुपात m:n में विभाजित करना
मान लीजिए, आपके पास एक रेखाखंड AB है और आपको इसे 3 : 2 के अनुपात में बाँटना है। इसका अर्थ है कि पूरे रेखाखंड के कुल 3 + 2 = 5 बराबर हिस्से होंगे, जिनमें बिंदु C ऐसा होगा कि AC : CB = 3 : 2 हो।
चरणबद्ध रचना विधि (Step-by-Step):
ΔABA₅ में A₃C ∥ A₅B है।
अतः आधारभूत समानुपातिकता प्रमेय (Thales Theorem / BPT) से:
AC / CB = AA₃ / A₃A₅
चूँकि रचना से AA₃ में 3 भाग और A₃A₅ में 2 भाग हैं, अतः AA₃ / A₃A₅ = 3/2
इसलिए AC / CB = 3 / 2 सिद्ध होता है।
📐 3. दूसरी रचना — स्केल गुणक (Scale Factor) के आधार पर समरूप त्रिभुज बनाना
यहाँ मुख्य सिद्धांत स्केल गुणक m/n का है। परीक्षा में दो स्थितियाँ आती हैं:
- स्थिति I (स्केल गुणक < 1, जैसे 3/4): नया त्रिभुज मूल त्रिभुज से छोटा और उसके अंदर बनेगा।
- स्थिति II (स्केल गुणक > 1, जैसे 5/3): नया त्रिभुज मूल त्रिभुज से बड़ा और उसके बाहर विस्तारित भुजाओं पर बनेगा।
नया त्रिभुज मूल त्रिभुज की प्रत्येक भुजा का 3/4 गुना होता है।
नया त्रिभुज मूल त्रिभुज की प्रत्येक भुजा का 5/3 गुना होता है।
⭕ 4. तीसरी रचना — किसी वृत्त पर स्पर्श रेखाएँ (Tangents) खींचना
वृत्त के बाह्य बिंदु P से दो स्पर्श रेखाएँ खींचने के लिए अर्धवृत्त में बने समकोण की प्रमेय का उपयोग किया जाता है।
चरणबद्ध रचना विधि:
📌 5. परीक्षा सारांश — क्विक रिवीजन
- m:n विभाजन: किरण पर m + n चाप लगाएँ। m-वें बिंदु से समांतर रेखा खींचें।
- समरूप त्रिभुज: किरण पर max(m, n) चाप लगाएँ। हर वाले बिंदु को C से मिलाएँ।
- स्पर्श रेखा युग्म: OP का मध्य बिंदु M निकालें और सहायक वृत्त खींचकर कटान बिंदु प्राप्त करें।
- स्पर्श रेखाओं का कोण: यदि स्पर्श रेखाओं के बीच θ कोण चाहिए, तो केंद्र पर त्रिज्याओं के बीच 180° − θ का कोण बनाएँ।
- औचित्य: रचना के साथ BPT या RHS सर्वांगसमता का तर्क अवश्य लिखें।
❓ अभ्यास प्रश्नोत्तर — Step-by-Step समाधान
प्रश्न पर क्लिक करके उत्तर खोलें।
अति लघु उत्तरीय प्रश्न
प्रश्न 1. रेखाखंड को m:n अनुपात में विभाजित करने के लिए किरण AX पर कुल कितने बराबर बिंदु अंकित किए जाते हैं?
प्रश्न 2. वृत्त की स्पर्श रेखा और स्पर्श-बिंदु से जाने वाली त्रिज्या के बीच कितना कोण होता है?
प्रश्न 3. यदि समरूप त्रिभुज का स्केल गुणक 3/4 है, तो नया त्रिभुज मूल त्रिभुज से कैसा होगा?
प्रश्न 4. वृत्त के अंदर स्थित किसी बिंदु से वृत्त पर कितनी स्पर्श रेखाएँ खींची जा सकती हैं?
प्रश्न 5. वृत्त के बाह्य बिंदु से वृत्त पर कितनी स्पर्श रेखाएँ खींची जा सकती हैं?
प्रश्न 6. समरूप त्रिभुज की रचना में यदि स्केल गुणक 5/3 हो, तो किरण पर कितने चाप लगाए जाएँगे?
प्रश्न 7. परकार और पटरी की सहायता से 75° का कोण किन दो कोणों के समद्विभाजन से बनता है?
प्रश्न 8. वृत्त के व्यास के सिरों पर खींची गई स्पर्श रेखाओं के बीच क्या संबंध होता है?
प्रश्न 9. रेखाखंड के लंब समद्विभाजक के लिए परकार को कितना खोलना अनिवार्य है?
प्रश्न 10. वृत्त पर स्पर्श रेखाओं के बीच 70° का कोण बनाने के लिए केंद्र पर कितना कोण बनाना होगा?
लघु उत्तरीय प्रश्न (Step-by-Step)
प्रश्न 11. रेखाखंड AB = 7.6 cm को 5:8 के अनुपात में बाँटने पर दोनों भागों की लंबाइयों की गणना कीजिए।
- चरण 1अनुपातों का योग = 5 + 8 = 13 तथा कुल लंबाई = 7.6 cm।
- चरण 2पहला भाग AC = (5 / 13) × 7.6 = 38 / 13 ≈ 2.92 cm।
- चरण 3दूसरा भाग CB = (8 / 13) × 7.6 = 60.8 / 13 ≈ 4.68 cm। (जाँच: 2.92 + 4.68 = 7.60 cm)
प्रश्न 12. 5 cm त्रिज्या वाले वृत्त के केंद्र से 13 cm दूर स्थित बिंदु P से स्पर्श रेखा की लंबाई ज्ञात कीजिए।
- चरण 1स्पर्श-बिंदु T पर त्रिज्या लंबवत होती है, अतः ΔOTP समकोण त्रिभुज है जहाँ कर्ण OP = 13 cm और त्रिज्या OT = 5 cm।
- चरण 2पाइथागोरस प्रमेय से: PT = √(OP² − OT²) = √(13² − 5²) = √(169 − 25) = √144 = 12 cm।
प्रश्न 13. 5 cm त्रिज्या के वृत्त पर ऐसी दो स्पर्श रेखाएँ खींचिए जो परस्पर 60° के कोण पर झुकी हों। केंद्र पर कोण की गणना कीजिए।
- चरण 1बाह्य बिंदु पर स्पर्श रेखाओं का कोण और केंद्र पर त्रिज्याओं का कोण संपूरक (योग = 180°) होते हैं।
- चरण 2अतः केंद्र पर कोण = 180° − 60° = 120°। (केंद्र पर 120° की त्रिज्याएँ खींचकर लंब बनाएँगे)।
प्रश्न 14. एक दिए गए त्रिभुज ABC के समरूप त्रिभुज बनाना है जिसकी भुजाएँ 5/3 गुनी हों। इसके मुख्य रचना चरण लिखिए।
- चरण 1ΔABC बनाएँ और भुजा BC से नीचे न्यूनकोण बनाती किरण BX खींचें।
- चरण 2BX पर 5 बराबर चाप B₁, B₂, B₃, B₄, B₅ लगाएँ (चूँकि 5/3 में 5 बड़ा है)।
- चरण 3हर वाले बिंदु B₃ को C से मिलाएँ तथा B₅ से समांतर रेखा खींचकर त्रिभुज पूर्ण करें।
प्रश्न 15. सिद्ध कीजिए कि किसी बाह्य बिंदु से खींची गई स्पर्श रेखाओं के बीच का कोण केंद्र पर बने कोण का संपूरक होता है।
- चरण 1चतुर्भुज OAPB में त्रिज्या और स्पर्श रेखा लंबवत होती हैं, अतः ∠OAP = 90° और ∠OBP = 90°।
- चरण 2चतुर्भुज के कोणों का योग 360° होता है: ∠APB + ∠AOB + 90° + 90° = 360° ⇒ ∠APB + ∠AOB = 180°।
दीर्घ उत्तरीय प्रश्न (Step-by-Step)
प्रश्न 16. 6 cm त्रिज्या का एक वृत्त खींचिए। केंद्र से 10 cm दूर स्थित एक बिंदु से वृत्त पर स्पर्श रेखा युग्म की रचना कीजिए तथा गणना द्वारा जाँच कीजिए।
- चरण 1केंद्र O से 10 cm दूर बिंदु P लें और OP का लंब समद्विभाजक खींचकर मध्य बिंदु M प्राप्त करें।
- चरण 2M को केंद्र मानकर MO त्रिज्या से सहायक वृत्त खींचें जो मूल वृत्त को Q और R पर काटे। PQ और PR स्पर्श रेखाएँ हैं।
- चरण 3गणना: PQ = √(OP² − OQ²) = √(10² − 6²) = √(100 − 36) = √64 = 8 cm।
प्रश्न 17. त्रिभुज ABC (BC=6cm, AB=5cm, ∠ABC=60°) के समरूप 3/4 गुनी भुजाओं वाले त्रिभुज की रचना कीजिए और औचित्य दीजिए।
- चरण 1दी गई माप से ΔABC की रचना करें।
- चरण 2B से न्यूनकोण किरण पर 4 चाप लगाएँ। B₄ को C से मिलाएँ। B₃ से समांतर रेखा खींचकर C' प्राप्त करें।
- चरण 3औचित्य: BPT प्रमेय से BC'/BC = 3/4, अतः नया त्रिभुज संगत भुजाओं का 3/4 गुना है।
प्रश्न 18. 4, 5 और 6 cm भुजाओं वाले त्रिभुज के समरूप 5/3 गुनी भुजाओं वाले त्रिभुज की रचना कीजिए।
- चरण 16 cm आधार लेकर SSS नियम से ΔABC बनाएँ।
- चरण 2किरण BX पर 5 चाप लगाएँ। हर वाले बिंदु B₃ को C से मिलाएँ।
- चरण 3बढ़ाई गई भुजाओं पर समांतर रेखाएँ खींचकर बड़ा समरूप त्रिभुज ΔA'BC' प्राप्त करें।
प्रश्न 19. 3 cm त्रिज्या के वृत्त के व्यास को दोनों ओर 7 cm बढ़ाकर बाह्य बिंदुओं से स्पर्श रेखाएँ खींचिए।
- चरण 1केंद्र O से दोनों ओर OP = 7 cm और OQ = 7 cm अंकित करें।
- चरण 2सहायक वृत्तों की विधि से दोनों बिंदुओं से कुल 4 स्पर्श रेखाएँ खींचें जिनकी लंबाई √(7² − 3²) = 2√10 cm होगी।
प्रश्न 20. 8 cm लंबा रेखाखंड AB खींचें। A से 4 cm और B से 3 cm त्रिज्या के वृत्त खींचकर परस्पर केंद्र से स्पर्श रेखाएँ बनाएँ।
- चरण 1AB = 8 cm खींचकर दोनों सिरों पर क्रमशः 4 cm और 3 cm त्रिज्या के वृत्त बनाएँ।
- चरण 2AB का मध्य बिंदु M लेकर 4 cm त्रिज्या का सहायक वृत्त खींचें जो दोनों वृत्तों को कटान बिंदु दे। इनसे स्पर्श रेखाएँ पूरी होंगी।
50 प्रश्नों का MCQ टेस्ट
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