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ICSE • कक्षा 8 • Mathematics • अध्याय 15
अनुमानित समय: 45 Mins
प्रगति: अध्ययनरत

रैखिक समीकरण (Linear Equations)

आईसीएसई कक्षा 8 गणित में, "रैखिक समीकरण" एक चर में रैखिक समीकरणों के समाधान, गुणों और शब्द समस्याओं की जांच करने वाला एक आधिकारिक, बीजगणितीय रूप से कठोर मास्टर अध्ययन गाइड प्रदान करता है। यह व्यापक अध्याय बताता है कि रैखिक समीकरण क्या है? (एक बीजगणितीय समीकरण जहां अज्ञात चर का उच्चतम घातांक सख्ती से $1$ है: $ax + b = c$ $a \ne 0$ के साथ; रूट / समाधान की अवधारणा; एलएचएस = आरएचएस सत्यापन द्वारा समाधान की जांच करना), एक तरफ रैखिक अभिव्यक्तियों और दूसरी तरफ संख्याओं के साथ समीकरणों को हल करना, दोनों तरफ चर के साथ समीकरणों को हल करना ($ax + b = cx + d$), जटिल भिन्नात्मक समीकरणों को हल करना (कोष्ठक का उपयोग करके साफ़ करना) वितरणात्मक कानून; हर के न्यूनतम समापवर्त्य [एलसीएम] का उपयोग करके भिन्नों को साफ़ करना; तर्कसंगत अभिव्यक्तियों के लिए क्रॉस-गुणन विधि: $\frac{ax + b}{cx + d} = \frac{p}{q} \implies q(ax + b) = p(cx + d)$), और रैखिक समीकरणों पर व्यापक शब्द समस्याएं: 1. संख्या समस्याएं (दो संख्याओं का योग/अंतर, उलटे अंकों वाली दो अंकों की संख्याएं: $10t + u$), 2. आयु समस्याएं (वर्तमान आयु $x$, आयु $n$) वर्ष पहले $[x - n]$, आयु $n$ वर्ष अब $[x + n]$), 3. परिधि और क्षेत्र ज्यामितीय समस्याएं (आयत, समद्विबाहु त्रिकोण), 4. मुद्रा मूल्य और सिक्के की समस्याएं, 5. गति, दूरी और समय की समस्याएं (अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम धाराओं में नावें; खंभे और पुलों को पार करने वाली ट्रेनें) 2026-27 सीआईएससीई आईसीएसई पाठ्यक्रम के साथ संरेखित।

3,700 साल पहले एक प्राचीन मिस्र के लेखक ने गलत स्थिति की विधि का उपयोग करके रेत में रैखिक समीकरणों को कैसे हल किया था?

1650 ईसा पूर्व में, अहम्स नामक एक शाही मिस्र के लेखक ने नील नदी के किनारे $17\text{-foot}$ पपीरस स्क्रॉल खोला था। आज रिंद गणितीय पपीरस के रूप में जाना जाता है, इसमें समस्या 24 शामिल है: "एक मात्रा और उसका सातवां भाग एक साथ जोड़ने पर 19 बनता है। मात्रा क्या है?" अहम्स के पास कोई आधुनिक बीजगणितीय संकेतन नहीं था, कोई अक्षर $x$ या $y$ नहीं था, और कोई समान चिह्न नहीं था ($=$ का आविष्कार 1557 में रॉबर्ट रिकॉर्ड द्वारा किया गया था क्योंकि "कोई भी दो चीजें समानांतर रेखाओं से अधिक बराबर नहीं हो सकती")। फिर भी अहम्स ने शानदार गलत स्थिति की विधि का उपयोग करके इसे हल किया! आधुनिक बीजगणित में, वह प्राचीन मिस्र की समस्या बस इतनी है: $x + \frac{x}{7} = 19 \implies \frac{8x}{7} = 19 \implies x = \frac{133}{8} = 16.625$! रैखिक समीकरण ब्रह्मांड के मूलभूत संतुलन पैमाने हैं: आप बाईं ओर जो भी करते हैं, आपको दाईं ओर भी करना होगा! आप दो-अंकीय संख्या की समस्याओं को कैसे हल करते हैं जहाँ अंकों को उलटने से मान बदल जाता है? अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम नाव धाराएँ सरल समीकरणों में कैसे परिवर्तित होती हैं? आइए रैखिक समीकरणों में महारत हासिल करें।

यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण है

रैखिक समीकरण सभी व्यावहारिक गणित के प्रवेश द्वार हैं: इंजीनियरिंग लोड संतुलन, वित्तीय ऋण परिशोधन, रासायनिक स्टोइकोमेट्री, सर्किट किरचॉफ लूप कानून और कंप्यूटर सिमुलेशन भौतिकी। ICSE कक्षा 8 और 10 के गणित में 100% स्कोर करने के लिए क्रॉस-गुणन और शब्द समस्या मॉडलिंग में महारत हासिल करना आवश्यक है।

अध्ययन से पूर्व (आवश्यक ज्ञान)

  • अध्याय 12 से बीजगणितीय अभिव्यक्ति, गुणांक और समान पद।
  • कक्षा 7 से सरल एक-चरणीय समीकरणों को हल करना।
  • भिन्न और नकारात्मक पूर्णांकों पर संचालन।

इस अध्याय के लक्ष्य

  • परिभाषित करें एक चर में एक रैखिक समीकरण और उम्मीदवार जड़ों को सत्यापित करें।
  • व्यवस्थित ट्रांसपोज़िशन का उपयोग करके दोनों तरफ के चर वाले समीकरणों को हल करें।
  • क्रॉस-गुणन विधि का उपयोग करके भिन्नात्मक रैखिक समीकरणों को हल करें।
  • उलटे अंकों से संबंधित दो अंकों की संख्या समस्याओं को तैयार करें और हल करें।
  • अतीत और भविष्य के समय का उपयोग करके उम्र से संबंधित शब्द समस्याओं को मॉडल और हल करें। फ़्रेम.
  • व्यावसायिक मुद्रा मूल्यवर्ग और अपस्ट्रीम/डाउनस्ट्रीम गति शब्द समस्याओं को हल करें।

अध्याय रूपरेखा एवं प्रगति

1 1. संकल्पना एवं संतुलन स्केल अभिगृह...
2 2. दोनों तरफ चर वाले समीकरण और क्रॉ...
3 3. दो अंकीय संख्या शब्द समस्याएँ
4 4. आयु, ज्यामिति और गति शब्द समस्या...

सम्पूर्ण सैद्धांतिक एवं वैचारिक अध्ययन

1. संकल्पना एवं संतुलन स्केल अभिगृहीत

समझें
ए. रैखिक समीकरण क्या है?

A एक चर में रैखिक समीकरण एक बीजगणितीय समीकरण है जिसमें चर की उच्चतम शक्ति सख्ती से एक ($1$):

है $$\mathbf{ax + b = c \quad (a \ne 0, \; a, b, c \in \mathbb{R})}$$
  • वेरिएबल का वह मान जो $\text{LHS} = \text{RHS}$ बनाता है, समीकरण का मूल (या समाधान) कहलाता है। एक रैखिक समीकरण का बिल्कुल एक अद्वितीय मूल होता है।
बी. गोल्डन बैलेंस स्केल एक्सिओम्स:
  1. समानता बदले बिना दोनों तरफ एक ही संख्या जोड़ी जा सकती है.
  2. एक ही संख्या को दोनों तरफ से घटाया जा सकता है.
  3. दोनों पक्षों को एक ही गैर-शून्य संख्या से गुणा किया जा सकता है।
  4. दोनों पक्षों को एक ही गैर-शून्य संख्या से विभाजित किया जा सकता है।

2. दोनों तरफ चर वाले समीकरण और क्रॉस-गुणा

तकनीक
ए. दोनों तरफ चर ($ax + b = cx + d$):

संकेत बदलकर परिवर्तनीय पदों को LHS में और संख्यात्मक स्थिर पदों को RHS में बदलें:

$$ax - cx = d - b \implies x(a - c) = d - b \implies \mathbf{x = \frac{d - b}{a - c}}$$
बी. क्रॉस-गुणा विधि:

मानक रूप में तर्कसंगत समीकरणों के लिए:

$$\mathbf{\frac{ax + b}{cx + d} = \frac{p}{q} \quad \Longleftrightarrow \quad q(ax + b) = p(cx + d)}$$

उदाहरण: हल करें $\frac{x + 1}{2x + 3} = \frac{3}{8}$:
क्रॉस-गुणा: $8(x + 1) = 3(2x + 3) \implies 8x + 8 = 6x + 9 \implies 2x = 1 \implies \mathbf{x = \frac{1}{2}}$.

3. दो अंकीय संख्या शब्द समस्याएँ

संख्या समस्याएँ
ए. सामान्य प्रतिनिधित्व:
  • मान लीजिए दहाई का अंक $t$ है और इकाई का अंक $u$ है.
  • $$\mathbf{\text{Original Number} = 10t + u}$$
  • जब अंकों को उलट दिया जाता है (परस्पर परिवर्तन किया जाता है): $$\mathbf{\text{Reversed Number} = 10u + t}$$

सेटअप: यदि अंकों का योग 9 है, तो इकाई अंक $x$, दस अंक $9 - x$ होना चाहिए। मूल संख्या $= 10(9 - x) + x = 90 - 9x$.

4. आयु, ज्यामिति और गति शब्द समस्याएं

अनुप्रयुक्त समस्याएँ
ए. आयु संबंधी समस्याएँ:

मान लीजिए वर्तमान आयु $x$ वर्ष है:

  • आयु $n$ वर्ष पहले: $x - n$ वर्ष.
  • आयु $n$ वर्ष अब से (भविष्य में): $x + n$ वर्ष.
बी. अपस्ट्रीम बनाम डाउनस्ट्रीम नाव समस्याएं:

माना शांत पानी में नाव की गति $x\text{ km/h}$ है और धारा की गति $y\text{ km/h}$ है:

  • $$\mathbf{\text{Downstream Speed (with current)} = (x + y)\text{ km/h}}$$
  • $$\mathbf{\text{Upstream Speed (against current)} = (x - y)\text{ km/h}}$$
  • $$\text{Time} = \frac{\text{Distance}}{\text{Speed}}$$

महत्वपूर्ण सूत्र, सर्वसमिकाएँ एवं प्रमेय

क्रॉस-गुणन पहचान
$$\frac{ax + b}{cx + d} = \frac{p}{q} \iff q(ax + b) = p(cx + d)$$
परिमेय भिन्नात्मक समीकरण को रैखिक रूप में परिवर्तित करता है।
दो-अंकीय संख्या प्रपत्र
$$\text{Number} = 10 \times \text{Ten's Digit} + \text{Unit's Digit}$$
अंक उत्क्रमण समस्याओं के लिए आवश्यक टेम्पलेट।

बीजगणित: क्रॉस-गुणा और अपस्ट्रीम/डाउनस्ट्रीम गति

Linear Equations: Cross-Multiplication & Word Problem Modeling CROSS-MULTIPLICATION METHOD ax + b cx + d = p q q (ax + b) = p (cx + d) • Two-Digit Number: Number = 10t + u • Reversing Digits: Reversed = 10u + t • Transpose: Variables to LHS, Constants to RHS BOAT SPEEDS: UPSTREAM & DOWNSTREAM • Downstream Speed (Aided by stream): Speed = (x + y) km/h Faster speed • Takes LESS time • Upstream Speed (Opposed by stream): Speed = (x - y) km/h Slower speed • Takes MORE time • Age Problems: n years ago = (x - n) • n years hence = (x + n) • Time = Distance / Speed BALANCE SCALE PRINCIPLE • CROSS-MULTIPLICATION: q(ax+b)=p(cx+d) • NUMBER = 10t + u

अध्याय का सार संक्षेप एवं 10 मुख्य निष्कर्ष

मुख्य बिंदु 1
एक चर में एक रैखिक समीकरण इसकी उच्चतम परिवर्तनीय शक्ति 1 (ax + b = c) है।
मुख्य बिंदु 2
किसी समीकरण को हल करने से संतुलन का पैमाना सुरक्षित रहता है: दोनों पक्षों पर समान संचालन करें।
मुख्य बिंदु 3
परिवर्तनीय पदों को बायीं ओर और स्थिर संख्याओं को दायीं ओर, चिह्न बदलते हुए स्थानांतरित करें।
मुख्य बिंदु 4
क्रॉस-गुणा: (ax + b) / (cx + d) = p / q, q(ax + b) = p(cx + d) बन जाता है।
मुख्य बिंदु 5
दो अंकों की संख्या समस्याओं में, संख्या को 10t + u के रूप में और इसके विपरीत को 10u + के रूप में व्यक्त करें। t.
मुख्य बिंदु 6
आयु समस्याओं में, n वर्ष पहले की आयु (x - n) है और भविष्य में n वर्ष की आयु (x + n) है।
मुख्य बिंदु 7
डाउनस्ट्रीम गति (x + y) किमी/घंटा है; अपस्ट्रीम गति (x - y) किमी/घंटा है, जहां y धारा गति है।
मुख्य बिंदु 8
हमेशा मूल LHS और RHS में प्रतिस्थापित करके परिकलित रूट की जांच करें।
मुख्य बिंदु 9
सिक्का/मुद्रा समस्याओं में, कुल मूल्य = सिक्कों की संख्या * व्यक्तिगत मूल्यवर्ग मूल्य।
मुख्य बिंदु 10
एक चर में एक रैखिक समीकरण का हमेशा एक अद्वितीय समाधान होता है root.

स्व-मूल्यांकन अभ्यास (Check Your Understanding)

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

1
रैखिक समीकरण को हल करें: $\frac{x - 5}{3} = \frac{x - 3}{5}$। अपना परिणाम जांचें।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

चरण 1: भिन्नों को क्रॉस-गुणा करें:

$$5(x - 5) = 3(x - 3)$$


चरण 2: कोष्ठक का विस्तार करें:

$$5x - 25 = 3x - 9$$


चरण 3: $3x$ को एलएचएस में और $-25$ को स्थानांतरित करें RHS:

$$5x - 3x = -9 + 25$$


$$2x = 16$$


$$x = \frac{16}{2} = \mathbf{8}$$



• जांच/सत्यापन:
LHS $= \frac{8 - 5}{3} = \frac{3}{3} = 1$
RHS $= \frac{8 - 3}{5} = \frac{5}{5} = 1$
चूंकि $\text{LHS} = \text{RHS} = 1$, समाधान $x = 8$ है सत्यापित!


क्रॉस-गुणा: $5(x - 5) = 3(x - 3) \implies 5x - 25 = 3x - 9 \implies 2x = 16 \implies x = 8$.
2
$x$ के लिए हल करें: $\frac{6x + 1}{3} + 1 = \frac{x - 3}{6}$।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: चरण 1: सभी पदों को हर ($3$ और $6$) के एलसीएम से गुणा करें, जो कि $6$:
$$6 \left( \frac{6x + 1}{3} \right) + 6(1) = 6 \left( \frac{x - 3}{6} \right)$$
$$2(6x + 1) + 6 = 1(x - 3)$$
है। चरण 2: कोष्ठक का विस्तार करें:
$$12x + 2 + 6 = x - 3$$
$$12x + 8 = x - 3$$
चरण 3: चर को एलएचएस में स्थानांतरित करें और RHS से संख्याएँ:
$$12x - x = -3 - 8$$
$$11x = -11$$
$$x = \frac{-11}{11} = \mathbf{-1}$$.
6 से गुणा करें: $2(6x + 1) + 6 = x - 3 \implies 12x + 8 = x - 3 \implies 11x = -11 \implies x = -1$.
3
दो धनात्मक पूर्णांकों के बीच का अंतर $66$ है। दो पूर्णांकों का अनुपात $2 : 5$ है. पूर्णांक क्या हैं?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: चरण 1: मान लीजिए कि दिए गए अनुपात $2 : 5$ के आधार पर दो पूर्णांक $2x$ और $5x$ हैं। चरण 2: समस्या के अनुसार, उनका अंतर $66$:
$$5x - 2x = 66$$
$$3x = 66$$
$$x = \frac{66}{3} = 22$$
चरण है 3: दो पूर्णांकों की गणना करें:
• छोटा पूर्णांक $= 2x = 2(22) = \mathbf{44}$
• बड़ा पूर्णांक $= 5x = 5(22) = \mathbf{110}$
*(जांचें: $110 - 44 = 66$. सही है!)*.
$5x - 2x = 66 \implies 3x = 66 \implies x = 22$. संख्याएँ $2(22) = 44$ और $5(22) = 110$ हैं।
4
दो अंकों की संख्या के अंकों का योग $9$ है। जब हम अंकों को आपस में बदलते हैं, तो परिणामी नई संख्या मूल संख्या से $27$ अधिक होती है। मूल दो अंकीय संख्या ज्ञात कीजिए।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

चरण 1: माना इकाई का अंक $x$ है।
चूंकि अंकों का योग $9$ है, दहाई का अंक $(9 - x)$ है।

$$\text{Original Number} = 10(9 - x) + x = 90 - 10x + x = \mathbf{90 - 9x}$$


चरण 2: जब अंकों को आपस में बदल दिया जाता है, तो इकाई का अंक $(9 - x)$ हो जाता है और दहाई का अंक बन जाता है $x$:

$$\text{New Number} = 10(x) + (9 - x) = 10x + 9 - x = \mathbf{9x + 9}$$


चरण 3: प्रश्न के अनुसार, $\text{New Number} = \text{Original Number} + 27$:

$$9x + 9 = (90 - 9x) + 27$$


$$9x + 9 = 117 - 9x$$


$$9x + 9x = 117 - 9$$


$$18x = 108$$


$$x = \frac{108}{18} = 6$$


चरण 4: अंकों की गणना करें और मूल संख्या:
• इकाई का अंक $x = 6$
• दहाई का अंक $= 9 - 6 = 3$
• मूल संख्या:

$$\mathbf{36}$$


(जांचें: उलटी संख्या $63$ है। अंतर: $63 - 36 = 27$। योग: $3 + 6 = 9$। उत्तम!).


मूल $= 90 - 9x$, नया $= 9x + 9$। समीकरण: $9x + 9 = 90 - 9x + 27 \implies 18x = 108 \implies x = 6$. संख्या 36 है।
5
एक पिता अपने बेटे से $30\text{ years}$ बड़ा है। $12\text{ years}$ में, पिता की उम्र उसके बेटे की उम्र से दोगुनी होगी। उनकी वर्तमान आयु ज्ञात करें।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

चरण 1: मान लीजिए कि पुत्र की वर्तमान आयु $x\text{ years}$ है।
फिर पिता की वर्तमान आयु $(x + 30)\text{ years}$.
है। चरण 2: $12\text{ years}$ के बाद उनकी आयु निर्धारित करें:
• पुत्र की आयु 12 वर्ष है $= x + 12$
• पिता की आयु 12 वर्ष है $= (x + 30) + 12 = x + 42$
चरण 3: प्रश्न के अनुसार, 12 वर्ष में: $\text{Father's Age} = 2 \times \text{Son's Age}$:

$$x + 42 = 2(x + 12)$$


$$x + 42 = 2x + 24$$


$$42 - 24 = 2x - x$$


$$x = \mathbf{18}$$


• बेटे की वर्तमान आयु: $18\text{ years}$.
• पिता की वर्तमान आयु: $18 + 30 = \mathbf{48\text{ years}}$
(जांचें: 12 साल में, बेटा 30 साल का है और पिता 60 साल का है; $60 = 2 \times 30$। सही है!).


मान लीजिए बेटा $x$ है, पिता $x + 30$ है। 12 वर्षों में: $x + 42 = 2(x + 12) \implies x = 18$. पिता 48 वर्ष के हैं।
6
समाधान: $\frac{7y + 4}{y + 2} = -\frac{4}{3}$।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: चरण 1: क्रॉस-गुणा लागू करें:
$$3(7y + 4) = -4(y + 2)$$
चरण 2: कोष्ठक का विस्तार करें:
$$21y + 12 = -4y - 8$$
चरण 3: पदों का स्थानान्तरण करें:
$$21y + 4y = -8 - 12$$
$$25y = -20$$
$$y = \frac{-20}{25} = \mathbf{-\frac{4}{5}}$$.
क्रॉस-गुणा: $3(7y + 4) = -4(y + 2) \implies 21y + 12 = -4y - 8 \implies 25y = -20 \implies y = -4/5$.
7
एक आयताकार स्विमिंग पूल की परिधि $154\text{ meters}$ है। इसकी लंबाई इसकी चौड़ाई के दोगुने से $2\text{ meters}$ अधिक है। पूल की लंबाई और चौड़ाई ज्ञात करें।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

चरण 1: माना कि पूल की चौड़ाई $x\text{ meters}$ है।
फिर इसकी लंबाई $2x + 2\text{ meters}$ है।
चरण 2: आयत का परिमाप $= 2(\text{length} + \text{breadth}) = 154\text{ m}$:

$$2[(2x + 2) + x] = 154$$


$$2[3x + 2] = 154$$


$$3x + 2 = \frac{154}{2} = 77$$


$$3x = 77 - 2 = 75$$


$$x = \frac{75}{3} = \mathbf{25\text{ meters}}$$


चरण 3: आयामों की गणना करें:
• चौड़ाई: $x = \mathbf{25\text{ meters}}$
• लंबाई: $2(25) + 2 = 50 + 2 = \mathbf{52\text{ meters}}$.


मान लीजिए चौड़ाई $x$, लंबाई $2x + 2$ है। परिधि: $2(3x + 2) = 154 \implies 3x = 75 \implies x = 25\text{ m}$. लंबाई $52\text{ m}$ है।
8
एक नाव धारा के अनुकूल जाती है और $4\text{ hours}$ में दो बंदरगाहों के बीच की दूरी तय करती है, जबकि यह $5\text{ hours}$ में धारा के प्रतिकूल समान दूरी तय करती है। यदि धारा की गति $2\text{ km/h}$ है, तो शांत पानी में नाव की गति ज्ञात करें।
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर:

मान लीजिए शांत पानी में नाव की गति $x\text{ km/h}$ है।
दिया गया है: धारा की गति $= 2\text{ km/h}$.
• धारा के अनुकूल गति $= (x + 2)\text{ km/h}$
• धारा के प्रतिकूल गति $= (x - 2)\text{ km/h}$
चूंकि $\text{Distance} = \text{Speed} \times \text{Time}$ और के बीच की दूरी दोनों बंदरगाह समान हैं:

$$\text{Distance Downstream} = 4(x + 2)$$


$$\text{Distance Upstream} = 5(x - 2)$$


समान दूरियां:

$$4(x + 2) = 5(x - 2)$$


$$4x + 8 = 5x - 10$$


$$8 + 10 = 5x - 4x$$


$$x = \mathbf{18\text{ km/h}}$$

.
शांत पानी में नाव की गति है $18\text{ km/h}$.


दूरी बराबर है: $4(x + 2) = 5(x - 2) \implies 4x + 8 = 5x - 10 \implies x = 18\text{ km/h}$.
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