कक्षा 10 गणित अध्याय 3: दो चर वाले रैखिक समीकरण युग्म | नोट्स, प्रश्न-उत्तर व MCQ टेस्ट | Bihar Board
अध्याय 3 : दो चर वाले रैखिक समीकरण युग्म
📖 शुरुआत — रैखिक समीकरण युग्म क्यों जरूरी है?
मैं जब भी यह अध्याय शुरू करता हूँ, छात्रों से एक सवाल पूछता हूँ — "अगर एक कलम और एक कॉपी की कीमत 20 रुपये है, और दो कलम और तीन कॉपियों की कीमत 55 रुपये है, तो हर चीज की कीमत कैसे निकालेंगे?" जवाब होता है — एक समीकरण से नहीं निकलेगा, दो समीकरण चाहिए। बस, यही रैखिक समीकरण युग्म है।
इस अध्याय में दो चरों x और y वाले दो रैखिक समीकरणों के युग्म को समझना और हल करना सीखते हैं।
📈 पहला कदम — ग्राफ से कैसे पता चले कि कितने हल हैं?
दो चरों वाले रैखिक समीकरण का आलेख एक सरल रेखा होता है। दो रेखाओं की स्थिति से हलों की संख्या पता चलती है।
| स्थिति | शर्त | हल |
|---|---|---|
| प्रतिच्छेदी | a₁/a₂ ≠ b₁/b₂ | एक अद्वितीय हल |
| समांतर | a₁/a₂ = b₁/b₂ ≠ c₁/c₂ | कोई हल नहीं |
| संपाती | a₁/a₂ = b₁/b₂ = c₁/c₂ | अनगिनत हल |
🎯 दूसरा कदम — तीनों शर्तों को विस्तार से समझें
अद्वितीय हल (एक बिंदु पर मिलना)
दोनों रेखाएँ एक बिंदु पर काटती हैं।
कोई हल नहीं (समांतर रेखाएँ)
दोनों रेखाएँ कभी नहीं मिलतीं।
अनगिनत हल (संपाती रेखाएँ)
दोनों रेखाएँ एक ही रेखा हो जाती हैं।
➗ तीसरा कदम — विलोपन विधि (सबसे तेज तरीका)
किसी एक चर के गुणांकों को बराबर करके जोड़ने या घटाने से उस चर को समाप्त किया जाता है।
🔄 चौथा कदम — प्रतिस्थापन विधि (जब एक चर आसानी से निकले)
एक समीकरण से किसी एक चर का मान निकालकर उसे दूसरे समीकरण में रखा जाता है।
✖️ पाँचवां कदम — वज्र-गुणन विधि
जब दोनों समीकरण मानक रूप में हों (a₁x + b₁y + c₁ = 0, a₂x + b₂y + c₂ = 0), तो वज्र-गुणन विधि सीधे x और y दे देती है।
अर्थात x = (b₁c₂ − b₂c₁) / (a₁b₂ − a₂b₁) और y = (c₁a₂ − c₂a₁) / (a₁b₂ − a₂b₁)।
🧩 छठा कदम — शब्द-प्रश्नों को समीकरण में कैसे बदलें?
संख्याएँ
आयु
भिन्न
नाव और धारा
📌 परीक्षा सारांश — एक नजर में
- मानक रूप: a₁x + b₁y + c₁ = 0 तथा a₂x + b₂y + c₂ = 0
- अद्वितीय हल: a₁/a₂ ≠ b₁/b₂ (प्रतिच्छेदी रेखाएँ, संगत)
- कोई हल नहीं: a₁/a₂ = b₁/b₂ ≠ c₁/c₂ (समांतर रेखाएँ, असंगत)
- अनगिनत हल: a₁/a₂ = b₁/b₂ = c₁/c₂ (संपाती रेखाएँ, आश्रित/संगत)
- y = 0 x-अक्ष का समीकरण है तथा x = 0 y-अक्ष का समीकरण है।
- x = स्थिरांक y-अक्ष के समांतर और y = स्थिरांक x-अक्ष के समांतर होता है।
- k वाले प्रश्नों में हमेशा अनुपातों की तुलना से समीकरण बनाकर हल करें।
🎯 अभ्यास प्रश्न — Step-by-Step समाधान
चरण 1: 2x + 3y = 8 ...(1) तथा 4x + 5y = 14 ...(2)
चरण 2: समीकरण (1) को 2 से गुणा करने पर: 4x + 6y = 16 ...(3)
चरण 3: समीकरण (3) में से (2) घटाने पर: (4x + 6y) − (4x + 5y) = 16 − 14 ⇒ y = 2
चरण 4: y = 2 समीकरण (1) में रखने पर: 2x + 3(2) = 8 ⇒ 2x = 8 − 6 = 2 ⇒ x = 1
अंतिम उत्तर: x = 1, y = 2।
चरण 1: समीकरण (1) से: x = 5 − y
चरण 2: x का मान समीकरण (2) में रखें: 2(5 − y) − 3y = 4
चरण 3: 10 − 2y − 3y = 4 ⇒ 10 − 5y = 4 ⇒ 5y = 6 ⇒ y = 6/5
चरण 4: x = 5 − 6/5 = (25 − 6)/5 = 19/5
अंतिम उत्तर: x = 19/5, y = 6/5।
चरण 1: अनुपातों की तुलना करें: a₁/a₂ = 2/4 = 1/2
चरण 2: b₁/b₂ = 3/6 = 1/2 तथा c₁/c₂ = 5/10 = 1/2
चरण 3: चूँकि a₁/a₂ = b₁/b₂ = c₁/c₂ है, अतः रेखाएँ संपाती हैं।
अंतिम उत्तर: अपरिमित रूप से अनेक (अनगिनत) हल।
चरण 1: a₁/a₂ = 2/4 = 1/2
चरण 2: b₁/b₂ = −3/−6 = 1/2
चरण 3: c₁/c₂ = 8/9
चरण 4: चूँकि a₁/a₂ = b₁/b₂ ≠ c₁/c₂ है, अतः रेखाएँ समांतर हैं।
अंतिम उत्तर: कोई हल नहीं (समीकरण युग्म असंगत है)।
चरण 1: अनगिनत हल की शर्त: a₁/a₂ = b₁/b₂ = c₁/c₂
चरण 2: 1/5 = 2/k = 3/15
चरण 3: 1/5 = 2/k ⇒ k × 1 = 5 × 2 ⇒ k = 10
अंतिम उत्तर: k = 10।
चरण 1: कोई हल न होने की शर्त: a₁/a₂ = b₁/b₂ ≠ c₁/c₂
चरण 2: 1/5 = 2/k ≠ 1/7
चरण 3: 1/5 = 2/k ⇒ k = 10
(ध्यान दें: k=10 रखने पर 2/10 = 1/5 ≠ 1/7 शर्त संतुष्ट होती है)
अंतिम उत्तर: k = 10।
चरण 1: समीकरण (1) और (2) को जोड़ने पर: (x + y) + (x − y) = 14 + 4
चरण 2: 2x = 18 ⇒ x = 9
चरण 3: x का मान रखने पर: 9 + y = 14 ⇒ y = 5
अंतिम उत्तर: x = 9, y = 5।
चरण 1: समीकरण (1) में से (2) घटाने पर:
(2x + 3y) − (2x − 4y) = 11 − (−24)
चरण 2: 7y = 35 ⇒ y = 5
अंतिम उत्तर: y = 5।
चरण 1: 3x + 4 = 10
चरण 2: 3x = 10 − 4 = 6
चरण 3: x = 6/3 = 2
अंतिम उत्तर: x = 2।
चरण 1: माना संख्याएँ x और y हैं, जहाँ x = 2y
चरण 2: प्रश्नानुसार: x + y = 15 ⇒ 2y + y = 15 ⇒ 3y = 15 ⇒ y = 5
चरण 3: x = 2(5) = 10
अंतिम उत्तर: संख्याएँ 10 और 5 हैं।
दो चरों वाले समीकरण निकाय a₁x + b₁y + c₁ = 0 और a₂x + b₂y + c₂ = 0 के ग्राफ पर तीन स्थितियाँ संभव हैं:
1. प्रतिच्छेदी रेखाएँ (Intersecting Lines):
जब a₁/a₂ ≠ b₁/b₂ होता है, तो दोनों सरल रेखाएँ तल पर केवल एक उभयनिष्ठ बिंदु पर काटती हैं। यह बिंदु समीकरण युग्म का अद्वितीय हल कहलाता है और निकाय संगत होता है।
2. समांतर रेखाएँ (Parallel Lines):
जब a₁/a₂ = b₁/b₂ ≠ c₁/c₂ होता है, तो दोनों रेखाएँ कभी एक-दूसरे से नहीं मिलतीं। अतः कोई उभयनिष्ठ बिंदु नहीं होता, इसलिए इसका कोई हल नहीं होता और निकाय असंगत कहलाता है।
3. संपाती रेखाएँ (Coincident Lines):
जब a₁/a₂ = b₁/b₂ = c₁/c₂ होता है, तो दोनों रेखाएँ परस्पर एक के ऊपर एक होती हैं। रेखा का प्रत्येक बिंदु हल होता है, अतः इसके अनगिनत हल होते हैं और निकाय आश्रित/संगत कहलाता है।
उदाहरण: हल करें 2x + 3y = 8 ...(1) और 4x + 5y = 14 ...(2)
चरण 1 (गुणांक समान करना): समीकरण (1) में x का गुणांक 2 तथा (2) में 4 है। x के गुणांक बराबर करने हेतु समीकरण (1) को 2 से गुणा करें:
2 × (2x + 3y = 8) ⇒ 4x + 6y = 16 ...(3)
चरण 2 (विलोपन): समीकरण (3) में से समीकरण (2) को घटाने पर:
(4x + 6y) − (4x + 5y) = 16 − 14
⇒ y = 2
चरण 3 (दूसरे चर का मान): y = 2 का मान समीकरण (1) में रखने पर:
2x + 3(2) = 8 ⇒ 2x + 6 = 8 ⇒ 2x = 2 ⇒ x = 1
अंतिम उत्तर: x = 1, y = 2।
उदाहरण: हल करें x + y = 5 ...(1) और 2x − 3y = 4 ...(2)
चरण 1: समीकरण (1) से किसी एक चर को दूसरे के पदों में व्यक्त करें:
x = 5 − y ...(3)
चरण 2: x के इस मान को समीकरण (2) में प्रतिस्थापित करें:
2(5 − y) − 3y = 4
चरण 3: समीकरण को हल करें:
10 − 2y − 3y = 4 ⇒ 10 − 5y = 4 ⇒ 5y = 6 ⇒ y = 6/5
चरण 4: y का मान समीकरण (3) में रखने पर:
x = 5 − 6/5 = (25 − 6)/5 = 19/5
अंतिम उत्तर: x = 19/5, y = 6/5।
प्रक्रिया:
चरण 1: दोनों व्यक्तियों की वर्तमान आयु को चर मानें (माना पिता = x वर्ष, पुत्र = y वर्ष)।
चरण 2: समय के अनुसार परिवर्तन करें:
• t वर्ष पूर्व: (x − t) तथा (y − t)
• t वर्ष बाद: (x + t) तथा (y + t)
चरण 3 (समीकरण निर्माण): उदाहरणार्थ, "5 वर्ष पहले पिता की आयु पुत्र की 7 गुनी थी":
(x − 5) = 7(y − 5) ⇒ x − 5 = 7y − 35 ⇒ x − 7y + 30 = 0 ...(1)
चरण 4: प्रश्न की दूसरी शर्त से दूसरा समीकरण बनाकर दोनों को विलोपन अथवा प्रतिस्थापन विधि से हल करें।
प्रक्रिया:
चरण 1: अभीष्ट भिन्न का अंश x तथा हर y मानें। अतः भिन्न = x/y (जहाँ y ≠ 0)।
चरण 2 (पहली शर्त): यदि अंश और हर दोनों में 1 जोड़ने पर भिन्न 4/5 हो जाती है:
(x + 1) / (y + 1) = 4/5
तिर्यक गुणा (Cross multiply) करने पर: 5(x + 1) = 4(y + 1) ⇒ 5x + 5 = 4y + 4 ⇒ 5x − 4y + 1 = 0 ...(1)
चरण 3 (दूसरी शर्त): प्रश्न की दूसरी शर्त (जैसे घटाने या जोड़ने पर) के अनुसार दूसरा समीकरण बनाएं।
चरण 4: दोनों समीकरणों को हल करके x और y का मान निकालें तथा अभीष्ट भिन्न x/y प्राप्त करें।
📝 50 MCQ Online Test
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