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ICSE • कक्षा 7 • Mathematics • अध्याय 1
अनुमानित समय: 45 Mins
प्रगति: अध्ययनरत

पूर्णांक (Integers)

आईसीएसई कक्षा 7 गणित में, "पूर्णांक" पूर्णांकों के सेट ($\mathbb{Z} = \{\dots, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, \dots\}$) के गुणों, संचालन और अनुप्रयोगों पर एक आधिकारिक, कठोर मास्टर अध्ययन मार्गदर्शिका प्रदान करता है। यह व्यापक अध्याय संख्या रेखा पर पूर्णांकों के प्रतिनिधित्व (आदेश, पूर्ववर्ती, उत्तराधिकारी और पूर्ण मूल्य $|x|$), मौलिक संचालन (संकेत नियमों के साथ निर्देशित संख्याओं का जोड़, घटाव, गुणा और विभाजन), संचालन के बीजगणितीय गुणों (बंद संपत्ति, क्रमविनिमेय संपत्ति, साहचर्य संपत्ति, जोड़ और घटाव पर गुणन की वितरणात्मक संपत्ति, योगात्मक पहचान का अस्तित्व) की पड़ताल करता है। [$0$], योगात्मक व्युत्क्रम [$-a$], गुणक पहचान [$1$], गुणक व्युत्क्रम [$1/a$]), शून्य से विभाजन (शून्य और अनिश्चित रूपों द्वारा विभाजन की अपरिभाषित प्रकृति), निर्देशित संख्याओं पर शब्द समस्याएं (तापमान भिन्नता, वित्तीय क्रेडिट/डेबिट, समुद्र तल से ऊपर/नीचे ऊंचाई), BODMAS / PEMDAS नियम का उपयोग करके संचालन का क्रम (नेस्टेड ब्रैकेट्स को हटाना: बार/विंकुलम, कोष्ठक $( )$, घुंघराले ब्रेसिज़ $\{ \}$, और स्क्वायर ब्रैकेट्स $[ ]$), और सामान्य गणना ट्रैप 2026-27 सीआईएससीई पाठ्यक्रम के साथ संरेखित।

-3,800 मीटर की गहराई में एक पनडुब्बी ने 400-वायुमंडलीय कुचलने वाली दबाव तरंग से बचने के लिए नकारात्मक संख्याओं का उपयोग कैसे किया?

टाइटैनिक जहाज़ के मलबे की खोज करने वाली एक गहरे समुद्र की अनुसंधान पनडुब्बी में अटलांटिक महासागर की काली गहराई में उतरने की कल्पना करें। समुद्र की सतह पर ऊंचाई $0\text{ meters}$ दर्ज की गई है। जैसे ही आप गहराई में डूबते हैं, आपका डिजिटल गहराई नापने का यंत्र नकारात्मक संख्याओं में नीचे की ओर टिकना शुरू कर देता है: $-500\text{ m}$, $-1,000\text{ m}$, $-2,500\text{ m}$, और $-3,800\text{ meters}$ तक! मोटे टाइटेनियम पतवार के बाहर, समुद्र 380 वायुमंडल का कुचलने वाला हाइड्रोस्टेटिक दबाव डालता है - जो एक सेकंड के एक अंश में एक कार को कुचलने के लिए पर्याप्त है! पनडुब्बी पायलट को सटीक उछाल समायोजन की गणना करनी चाहिए: यदि उप $+450\text{ meters}$ तक चढ़ता है और फिर $-120\text{ meters}$ तक गिरता है, तो इसकी अंतिम गहराई क्या है? निर्देशित पूर्णांक ($\mathbb{Z}$) की गणितीय भाषा के बिना, आधुनिक पनडुब्बी नेविगेशन, एयरोस्पेस अल्टीमेट्री, उच्च-आवृत्ति बैंकिंग लेजर और थर्मोडायनामिक तापमान असंभव होगा! दो ऋणात्मक संख्याओं को गुणा करने पर एक धनात्मक संख्या ($(-a) \times (-b) = +ab$) क्यों आती है? वितरणात्मक संपत्ति क्या है? आइए पूर्णांकों में महारत हासिल करें।

यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण है

पूर्णांक सभी उच्च बीजगणित, भौतिकी, वित्तीय बैलेंस शीट और कंप्यूटर कोडिंग की नींव हैं। लाभ और ऋण की गणना करने से लेकर कार्टेशियन समन्वय विमानों का रेखांकन करने और कक्षीय प्रक्षेप पथों पर नज़र रखने तक, पूर्णांकों के संकेत नियमों और वितरण कानूनों में महारत हासिल करना आईसीएसई स्कूल परीक्षाओं और प्रतिस्पर्धी ओलंपियाड में 100% स्कोर करने के लिए आवश्यक है।

अध्ययन से पूर्व (आवश्यक ज्ञान)

  • प्राकृतिक संख्याएँ ($\mathbb{N} = \{1, 2, 3, \dots\}$) और पूर्ण संख्याएँ ($\mathbb{W} = \{0, 1, 2, \dots\}$)।
  • मूल संख्या रेखा निरूपण.
  • पूर्ण संख्याओं का प्रारंभिक जोड़ और घटाव।

इस अध्याय के लक्ष्य

  • क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर संख्या रेखा पर पूर्णांकों को निरूपित करें, तुलना करें और क्रमबद्ध करें।
  • धनात्मक, ऋणात्मक और शून्य पूर्णांकों के निरपेक्ष मान $|x|$ की गणना करें।
  • निर्देशित संख्याओं के जोड़, घटाव, गुणा और भाग के लिए चिह्न नियमों को सही ढंग से लागू करें।
  • पूर्णांकों के लिए क्लोजर, कम्यूटेटिव, एसोसिएटिव और डिस्ट्रीब्यूटिव गुणों को सिद्ध और सत्यापित करें।
  • योगात्मक/गुणात्मक सर्वसमिकाओं और व्युत्क्रम तत्वों की पहचान करें।
  • नेस्टेड ब्रैकेट और सख्त BODMAS कन्वेंशन का उपयोग करके जटिल अंकगणितीय अभिव्यक्तियों को सरल बनाएं।
  • ऊंचाई, तापमान और वित्तीय लेनदेन से संबंधित वास्तविक दुनिया की व्यावहारिक शब्द समस्याओं को हल करें।

अध्याय रूपरेखा एवं प्रगति

1 1. पूर्णांक और निरपेक्ष मान की प्रण...
2 2. मौलिक संचालन एवं संकेत नियम
3 3. पूर्णांकों के बीजगणितीय गुण
4 4. संचालन का क्रम: बोडमास नियम और न...

सम्पूर्ण सैद्धांतिक एवं वैचारिक अध्ययन

1. पूर्णांक और निरपेक्ष मान की प्रणाली

समझें
ए. पूर्णांकों के समुच्चय को परिभाषित करना ($\mathbb{Z}$):

पूर्णांकों के समुच्चय में धनात्मक प्राकृत संख्याएँ, शून्य और ऋणात्मक प्राकृत संख्याएँ शामिल हैं:

$$\mathbb{Z} = \{\dots, -4, -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3, +4, \dots\}$$
  • धनात्मक पूर्णांक: $\mathbb{Z}^+ = \{1, 2, 3, 4, \dots\}$ (संख्या रेखा पर 0 के दाईं ओर स्थित है).
  • ऋणात्मक पूर्णांक: $\mathbb{Z}^- = \{-1, -2, -3, -4, \dots\}$ (संख्या रेखा पर 0 के बाईं ओर स्थित)।
  • शून्य ($0$): एक पूर्णांक जो न तो धनात्मक है और न ही ऋणात्मक। यह तटस्थ मूल के रूप में कार्य करता है।
बी. एक पूर्णांक का पूर्ण मान (मापांक):

एक पूर्णांक $x$ का पूर्ण मान, जिसे $|x|$ द्वारा दर्शाया जाता है, दिशा की परवाह किए बिना, संख्या रेखा पर मूल $0$ से $x$ की शुद्ध ज्यामितीय दूरी को दर्शाता है:

$$|x| = \begin{cases} x, & \text{if } x \ge 0 \\ -x, & \text{if } x < 0 \end{cases}$$

उदाहरण: $|+7| = 7$; $|-15| = -(-15) = 15$; $|0| = 0$. किसी भी पूर्णांक का निरपेक्ष मान हमेशा गैर-ऋणात्मक ($|x| \ge 0$) होता है।

2. मौलिक संचालन एवं संकेत नियम

संचालन एवं संकेत
ए. पूर्णांकों का योग:
  • समान चिह्न: उनके निरपेक्ष मान जोड़ें और सामान्य चिह्न उपसर्ग करें:
    • $(+14) + (+8) = +22$
    • $(-14) + (-8) = -(14 + 8) = -22$
  • विपरीत चिह्न: बड़े निरपेक्ष मान से छोटे निरपेक्ष मान को घटाएं, और बड़े निरपेक्ष मान के साथ पूर्णांक का चिह्न उपसर्ग लगाएं:
    • $(-25) + (+9) = -(25 - 9) = -16$ ($|-25| > |+9|$ से)
    • $(+40) + (-15) = +(40 - 15) = +25$
बी. पूर्णांकों का घटाव:

8§ में से एक पूर्णांक $b$ घटाने के लिए, $b$ का योगात्मक व्युत्क्रम $a$ में जोड़ें:

$$a - b = a + (-b)$$ $$a - (-b) = a + b$$

उदाहरण: $-12$ में से $-18$ घटाएं: $(-12) - (-18) = -12 + 18 = +6$.

C. गुणा एवं भाग नियम:
ऑपरेशनसमान चिह्नों के लिए नियमविपरीत चिह्नों के लिए नियम
गुणन$(+) \times (+) = (+)$
$(-) \times (-) = (+)$
$(+) \times (-) = (-)$
$(-) \times (+) = (-)$
डिवीजन$(+) \div (+) = (+)$
$(-) \div (-) = (+)$
$(+) \div (-) = (-)$
$(-) \div (+) = (-)$

3. पूर्णांकों के बीजगणितीय गुण

संचालन के गुण

किसी भी तीन पूर्णांक $a, b, c \in \mathbb{Z}$ के लिए, निम्नलिखित गुण मान्य हैं:

  1. बंद संपत्ति:
    • पूर्णांक जोड़, घटाव और गुणा ($a + b \in \mathbb{Z}$, $a - b \in \mathbb{Z}$, $a \times b \in \mathbb{Z}$) के अंतर्गत बंद होते हैं।
    • पूर्णांक विभाजन के अंतर्गत बंद नहीं होते (उदाहरण के लिए, $5 \div 2 = 2.5 \notin \mathbb{Z}$).
  2. विनिमेय संपत्ति:
    • अतिरिक्त: $a + b = b + a$
    • गुणन: $a \times b = b \times a$
    • घटाव और विभाजन क्रमविनिमेय नहीं हैं: $a - b \neq b - a$, $a \div b \neq b \div a$.
  3. साहचर्य संपत्ति:
    • अतिरिक्त: $(a + b) + c = a + (b + c)$
    • गुणा: $(a \times b) \times c = a \times (b \times c)$
  4. जोड़ और घटाव पर गुणन की वितरणात्मक संपत्ति: $$a \times (b + c) = (a \times b) + (a \times c)$$ $$a \times (b - c) = (a \times b) - (a \times c)$$
  5. पहचान और व्युत्क्रम तत्व:
    • योगात्मक पहचान: $0$ ($a + 0 = 0 + a = a$).
    • योगात्मक व्युत्क्रम: $-a$ ($a + (-a) = 0$).
    • गुणात्मक पहचान: $1$ ($a \times 1 = 1 \times a = a$).
    • शून्य का गुणक गुण: $a \times 0 = 0 \times a = 0$.

4. संचालन का क्रम: बोडमास नियम और नेस्टेड ब्रैकेट

BODMAS कन्वेंशन

एकाधिक संक्रियाओं और कोष्ठकों से युक्त जटिल अंकगणितीय अभिव्यक्तियों का मूल्यांकन करने के लिए, सख्त BODMAS पदानुक्रम का पालन करें:

  • बी — कोष्ठक: कोष्ठकों का सबसे भीतर से सबसे बाहरी तक मूल्यांकन करें:
    1. लाइन बार / विनकुलम: $\overline{a - b}$
    2. कोष्ठक (गोल कोष्ठक): $( \dots )$
    3. ब्रेसेस (घुंघराले ब्रैकेट): $\{ \dots \}$
    4. वर्ग कोष्ठक (बॉक्स कोष्ठक): $[ \dots ]$
  • O - आदेश / का: "का" ($25\% \text{ of } 80$) द्वारा निहित घात, घातांक, या गुणन।
  • डी / एम - विभाजन और गुणा: बाएं से दाएं की गणना।
  • ए / एस - जोड़ और घटाव: बाएं से दाएं की गणना।

महत्वपूर्ण सूत्र, सर्वसमिकाएँ एवं प्रमेय

गुणन का वितरणात्मक नियम
$$a \times (b + c) = (a \times b) + (a \times c)$$
मानसिक अंकगणित और फैक्टरिंग के लिए महत्वपूर्ण।
योगात्मक व्युत्क्रम पहचान
$$a + (-a) = 0 \implies -(-a) = a$$
किसी पूर्णांक और उसके योगात्मक व्युत्क्रम का योग सदैव शून्य होता है।

पूर्णांक संख्या रेखा और बीजगणितीय गुण

Integers: Number Line, Sign Rules & Properties -5 -4 -3 -2 -1 0 (Origin) +1 +2 +3 +4 +5 SIGN MULTIPLICATION • (+) × (+) = (+) • (-) × (-) = (+) • (+) × (-) = (-) • (-) × (+) = (-) Same = Pos • Opp = Neg ALGEBRAIC LAWS • Closure: a+b, a-b, a×b ∈ ℤ • Commutative: a+b = b+a • Associative: (a+b)+c = a+(b+c) • Distributive:   a×(b+c) = a×b + a×c BODMAS PRIORITY • B: Vinculum → ( ) → { } → [ ] • O: Of / Exponents (Powers) • D / M: Division & Multi (L to R) • A / S: Add & Sub (L to R) Left-to-Right Tiebreaker INTEGERS EXTEND WHOLE NUMBERS WITH DIRECTED NEGATIVE MAGNITUDES (|x| ≥ 0)

अध्याय का सार संक्षेप एवं 10 मुख्य निष्कर्ष

मुख्य बिंदु 1
पूर्णांक ($\mathbb{Z}$) में सकारात्मक प्राकृतिक संख्याएं, शून्य और नकारात्मक प्राकृतिक संख्याएं शामिल हैं।
मुख्य बिंदु 2
शून्य एक पूर्णांक है जो न तो सकारात्मक है और न ही नकारात्मक, संख्या रेखा पर तटस्थ मूल के रूप में कार्य करता है।
मुख्य बिंदु 3
निरपेक्ष मान $|x|$ 0 से ज्यामितीय दूरी मापता है; $|x| \ge 0$ सभी पूर्णांकों के लिए.
मुख्य बिंदु 4
समान चिह्नों के साथ पूर्णांक जोड़ने पर सामान्य चिह्न के साथ परिमाण जुड़ जाता है; विपरीत संकेत परिमाण घटा देते हैं।
मुख्य बिंदु 5
किसी पूर्णांक को घटाना उसके योगात्मक व्युत्क्रम को जोड़ने के समान है: $a - b = a + (-b)$।
मुख्य बिंदु 6
समान चिह्नों के गुणन और विभाजन से सकारात्मक परिणाम प्राप्त होता है; विपरीत संकेत नकारात्मक परिणाम देते हैं।
मुख्य बिंदु 7
पूर्णांक जोड़, घटाव और गुणा के तहत बंद होते हैं, लेकिन विभाजन के तहत बंद नहीं होते हैं।
मुख्य बिंदु 8
जोड़ पर गुणन की वितरणात्मक संपत्ति: $a imes (b + c) = (a imes b) + (a imes c)$।
मुख्य बिंदु 9
योगात्मक पहचान 0 ($a + 0 = a$) है; गुणक पहचान 1 ($a imes 1 = a$) है।
मुख्य बिंदु 10
जटिल ऑपरेशन BODMAS का अनुसरण करते हैं: ब्रैकेट (बार $ o ( ) o \{ \} o [ ]$), ऑर्डर, डिवीजन/गुणा, जोड़/घटाव।

स्व-मूल्यांकन अभ्यास (Check Your Understanding)

मूल वैचारिक स्पष्टता की जांच के लिए नैदानिक प्रश्न। पहले स्वयं हल करें, फिर उत्तर देखें।

1
अभिव्यक्ति का मूल्यांकन करें: $(-35) - (-18) + (-12) - (+15)$.
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: चरण 1: योगात्मक व्युत्क्रमों के योग के रूप में सभी घटावों को फिर से लिखें:
$$(-35) - (-18) + (-12) - (+15) = -35 + 18 - 12 - 15$$
चरण 2: धनात्मक पूर्णांकों और ऋणात्मक पूर्णांकों को अलग-अलग समूहित करें:
$$\text{Positive} = 18$$
$$\text{Negative} = -35 - 12 - 15 = -(35 + 12 + 15) = -62$$
चरण 3: संयोजित करें:
$$18 - 62 = -(62 - 18) = \mathbf{-44}$$।
ऋणात्मक को जोड़ ($ -(-18) = +18 $) में बदलें, ऋणात्मक पदों को एक साथ समूहित करें और सरल करें।
2
वितरण संपत्ति का उपयोग करके, इसका मान ज्ञात करें: $(-68) \times 75 + (-68) \times 25$।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: वितरण संपत्ति $a \times b + a \times c = a \times (b + c)$ को वहां लागू करें जहां $a = -68$, $b = 75$, और $c = 25$:
$$(-68) \times 75 + (-68) \times 25 = (-68) \times (75 + 25)$$
$$= (-68) \times 100 = \mathbf{-6,800}$$।
सामान्य पद $(-68)$ का गुणनखंड करें ताकि $75 + 25 = 100$ हो।
3
BODMAS नियम का उपयोग करके अभिव्यक्ति को सरल बनाएं: $25 - [18 - \{12 - (8 - \overline{5 - 3})\}]$।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: चरण 1: लाइन बार/विंकुलम को सरल बनाएं $\overline{5 - 3} = 2$:
$$8 - 2 = 6$$
चरण 2: सबसे भीतरी गोल ब्रैकेट को सरल बनाएं $(8 - 2) = 6$:
$$\{12 - 6\} = 6$$
चरण 3: घुंघराले ब्रेसिज़ को सरल बनाएं:
$$[18 - 6] = 12$$
चरण 4: अंतिम प्रदर्शन करें घटाव:
$$25 - 12 = \mathbf{13}$$.
विनकुलम ($5-3$) से शुरू करें, फिर गोल ब्रैकेट, फिर घुंघराले ब्रैकेट और अंत में चौकोर ब्रैकेट।
4
एक पनडुब्बी $-650\text{ m}$ की गहराई पर मंडरा रही थी। यह $280\text{ m}$ तक चढ़ा, फिर $190\text{ m}$ तक नीचे आया। समुद्र तल के सापेक्ष इसकी अंतिम स्थिति क्या है?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

प्रारंभिक स्थिति $= -650\text{ m}$
चढ़ाई को धनात्मक पूर्णांक द्वारा दर्शाया जाता है $+280\text{ m}$
उतर को ऋणात्मक पूर्णांक द्वारा दर्शाया जाता है $-190\text{ m}$

$$\text{Final Position} = -650 + 280 - 190$$


नकारात्मक पूर्णांकों को संयोजित करें: $-(650 + 190) + 280 = -840 + 280 = \mathbf{-560\text{ m}}$
पनडुब्बी समुद्र तल से $560\text{ meters}$ की गहराई पर है।


आरोहण सकारात्मक है ($+280$), अवतरण नकारात्मक है ($-190$)। प्रारंभिक गहराई में दोनों को जोड़ें.
5
$a = 5$, $b = -3$, और $c = -2$ का उपयोग करके सत्यापित करें कि पूर्णांकों का घटाव साहचर्य है या नहीं।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

यह जाँचने के लिए कि क्या $(a - b) - c = a - (b - c)$:
• लेफ्ट-हैंड साइड (LHS):

$$(a - b) - c = [5 - (-3)] - (-2) = (5 + 3) + 2 = 8 + 2 = 10$$


• राइट-हैंड साइड (RHS):

$$a - (b - c) = 5 - [(-3) - (-2)] = 5 - [-3 + 2] = 5 - (-1) = 5 + 1 = 6$$


चूंकि $\text{LHS} \neq \text{RHS}$ ($10 \neq 6$), पूर्णांकों के लिए घटाव सहयोगी नहीं है।


यह सत्यापित करने के लिए कि वे असमान हैं, $[5 - (-3)] - (-2)$ और $5 - [(-3) - (-2)]$ का अलग-अलग मूल्यांकन करें।
6
$(-1) \times (-1) \times (-1) \dots$ को 101 बार गुणा करने पर गुणनफल क्या होगा? अगर 200 गुना कर दिया जाए तो क्या होगा?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

• जब $(-1)$ को विषम संख्या ($n = 101$) से गुणा किया जाता है, तो नकारात्मक चिह्न एक अयुग्मित नकारात्मक चिह्न के साथ जुड़ जाते हैं: $(-1)^{101} = \mathbf{-1}$.
• जब $(-1)$ को सम संख्या ($n = 200$) से गुणा किया जाता है, तो प्रत्येक नकारात्मक चिह्न जुड़कर $+1$: $(-1)^{200} = \mathbf{+1}$ प्राप्त करता है।


$-1$ की एक विषम घात $-1$ है; $-1$ की सम घात $+1$ है।
7
एक पूर्णांक $x$ ऐसे खोजें कि $(-14) \times x = -196$ हो।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: $x$ खोजने के लिए, दोनों पक्षों को $-14$ से विभाजित करें:
$$x = \frac{-196}{-14}$$
चूंकि अंश और हर दोनों में चिह्न नकारात्मक (चिह्नों की तरह) हैं, भागफल सकारात्मक है:
$$x = +\left(\frac{196}{14}\right) = \mathbf{14}$$।
$-196$ को $-14$ से विभाजित करें. दो ऋणात्मक संख्याओं को विभाजित करने पर एक धनात्मक भागफल प्राप्त होता है।
8
स्पष्ट करें कि किसी पूर्णांक का शून्य से विभाजन अपरिभाषित क्यों होता है, जबकि शून्य को किसी गैर-शून्य पूर्णांक से विभाजित करने पर शून्य होता है।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

• व्युत्क्रम गुणन के रूप में विभाजन: $a \div b = c \iff b \times c = a$.
• केस 1 ($0 \div a = 0$ जहां $a \neq 0$): हम $c$ ऐसे चाहते हैं कि $a \times c = 0$। चूंकि $a \times 0 = 0$, $c = 0$ विशिष्ट रूप से।
• केस 2 ($a \div 0$ जहां $a \neq 0$): हम $c$ ऐसे चाहते हैं कि $0 \times c = a$। लेकिन शून्य को किसी भी वास्तविक संख्या से गुणा करने पर हमेशा शून्य मिलता है, इसलिए कोई भी संख्या $c$ कभी भी गैर-शून्य $a$ के बराबर नहीं हो सकती। इसलिए, शून्य से विभाजन गणितीय रूप से असंभव और अपरिभाषित है।


भाग व्युत्क्रम गुणन है: 0 से गुणा की गई कोई भी संख्या कभी भी गैर-शून्य संख्या के बराबर नहीं हो सकती।
अध्याय का अध्ययन पूर्ण हुआ?
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