Follow Us
Select Medium / माध्यम चुनें:
Eng (English) Hindi (हिन्दी)
JAC • Class X • Mathematics • Ch 7
Estimated Time: 45 Mins
Study Progress: In Progress

Coordinate Geometry

17वीं शताब्दी में महान फ्रांसीसी दार्शनिक और गणितज्ञ रेने देकार्त (René Descartes) ने जब बीजगणित (Algebra) और ज्यामिति (Geometry) को एक ही धरातल पर मिलाकर एक नई गणितीय शाखा का आविष्कार किया, तो उसे निर्देशांक ज्यामिति (Coordinate Geometry / विश्लेषणात्मक ज्यामिति) नाम दिया गया। इस क्रांतिकारी पद्धति ने ज्यामितीय बिंदुओं, रेखाओं, वृत्तों और वक्रों को बीजगणितीय समीकरणों और संख्याओं के युग्म $(x, y)$ के रूप में व्यक्त करना संभव बना दिया। कक्षा 9वीं में हमने कार्तीय तल (Cartesian Plane), निर्देशांक अक्षों ($x$-अक्ष एवं $y$-अक्ष), मूलबिंदु $O(0, 0)$, तथा चारों चतुर्थांशों (Quadrants) में बिंदुओं के आलेखन का अध्ययन किया था। कक्षा 10वीं में हम इसके शक्तिशाली विश्लेषणात्मक सूत्रों का अध्ययन करते हैं: दूरी सूत्र (Distance Formula): किसी समतल में स्थित किन्हीं दो बिंदुओं $P(x_1, y_1)$ और $Q(x_2, y_2)$ के बीच की सीधी दूरी: $$PQ = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$$ तथा मूलबिंदु $(0, 0)$ से दूरी $\sqrt{x^2 + y^2}$ होती है। विभाजन सूत्र (Section Formula): दो बिंदुओं को मिलाने वाले रेखाखंड को दिए गए अनुपात $m_1 : m_2$ में अंतर्विभाजित करने वाले बिंदु के निर्देशांक: $$P(x, y) = \left( \frac{m_1x_2 + m_2x_1}{m_1 + m_2}, \; \frac{m_1y_2 + m_2y_1}{m_1 + m_2} \right)$$ तथा इसका विशिष्ट रूप मध्य-बिंदु सूत्र (Mid-point Formula): $M = \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2} \right)$ है। त्रिभुज का क्षेत्रफल एवं संरेखीयता (Collinearity): शीर्षों के निर्देशांक ज्ञात होने पर त्रिभुज का क्षेत्रफल ज्ञात करना: $$\text{क्षेत्रफल} = \frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|$$ यदि तीन बिंदु संरेखी हों, तो उनसे बने त्रिभुज का क्षेत्रफल शून्य ($0$) होता है। झारखंड अधिविद्य परिषद् (JAC Class 10) की बोर्ड परीक्षा में दूरी सूत्र, समदूरस्थ बिंदु, विभाजन अनुपात ($k:1$), तथा त्रिभुज के क्षेत्रफल व अज्ञात $k$ का मान निकालने पर 4 से 6 अंकों के प्रश्न प्रतिवर्ष अवश्य पूछे जाते हैं। आधुनिक युग में जीपीएस नेविगेशन (GPS), गूगल मैप्स (Google Maps), रोबोटिक्स और कंप्यूटर गेमिंग ग्राफिक्स पूर्णतः निर्देशांक ज्यामिति के इन्हीं सूत्रों पर आधारित हैं।

📍 क्या आपने कभी सोचा है: बिस्तर पर बीमार लेटे हुए एक गणितज्ञ ने छत पर रेंगती हुई एक मक्खी को देखकर दुनिया की सबसे महान नेविगेशन तकनीक कैसे खोज निकाली?

जरा सोचिए: सन् 1637 की एक सर्द सुबह फ्रांस के महान दार्शनिक और गणितज्ञ रेने देकार्त (René Descartes) अस्वस्थ होकर अपने शयनकक्ष के बिस्तर पर लेटे हुए थे। तभी उनकी नजर कमरे की छत पर धीरे-धीरे रेंगती हुई एक मक्खी पर पड़ी।

देकार्त सोचने लगे: "इस समय छत पर इस मक्खी की ठीक-ठीक स्थिति (Exact Position) को किसी दूसरे व्यक्ति को बिना उंगली उठाए केवल संख्याओं द्वारा कैसे बताया जा सकता है?"

तभी उनके दिमाग में बिजली की तरह एक विचार कौंधा! उन्होंने देखा कि कमरे की दो लंबवत दीवारें छत के एक कोने पर मिलती हैं। यदि उस कोने को 'शुरुआती बिंदु' मान लिया जाए, तो मक्खी की दूरी बाईं दीवार से (मान लीजिए 3 फीट) और सामने की दीवार से (मान लीजिए 4 फीट) मापकर केवल दो संख्याओं $(3, 4)$ द्वारा उसकी अद्वितीय स्थिति दर्ज की जा सकती है!

इसी क्षण कार्तीय निर्देशांक पद्धति (Cartesian Coordinates) का जन्म हुआ! देकार्त के नाम पर ही इसे 'Cartesian Plane' कहा गया। आज आपकी जेब में रखा मोबाइल फोन, उबर-ओला की कैब ट्रैकिंग, और अंतरिक्ष में तैरते उपग्रहों का जीपीएस (GPS) उसी 400 साल पुरानी मक्खी की स्थिति मापने के सिद्धांत पर चल रहे हैं! आइए, इस अद्भुत अध्याय को समझें!

Why This Chapter Matters

इस अध्याय का अध्ययन आपके लिए क्यों अनिवार्य है?

  1. बोर्ड परीक्षा में 5-6 अंक निश्चित: JAC Class 10वीं गणित परीक्षा में दूरी सूत्र, समदूरस्थ बिंदु, अनुपात $k:1$ ज्ञात करना, तथा संरेखीयता ($k$ का मान) पर लघु व दीर्घ उत्तरीय प्रश्न प्रतिवर्ष आते हैं।
  2. आधुनिक तकनीक (GPS & Maps) की रीढ़: गूगल मैप्स पर दो शहरों के बीच दूरी, नेविगेशन और लाइव लोकेशन शेयरिंग निर्देशांक ज्यामिति के दूरी व विभाजन सूत्रों पर ही कोड की गई है।
  3. कक्षा 11वीं एवं 12वीं का महा-द्वार: 11वीं में सरल रेखाएं (Straight Lines), शंकु परिच्छेद (Conic Sections - परवलय, दीर्घवृत्त, अतिपरवलय) और 12वीं में 3D Geometry तथा Vectors पूर्णतः इसी अध्याय पर विकसित होते हैं।
  4. भौतिकी में गति एवं बल का विश्लेषण: प्रक्षेप्य गति (Projectile Motion), गुरुत्वाकर्षण और द्वि-विमीय गतियों में स्थिति सदिश $(x, y)$ निर्देशांक ज्यामिति से ही हल होते हैं।

Before You Begin (Prerequisites)

  • कार्तीय तल (Cartesian Plane), मूलबिंदु $O(0, 0)$, तथा $x$-अक्ष और $y$-अक्ष की समझ।
  • भुज (Abscissa - $x$ निर्देशांक) और कोटि (Ordinate - $y$ निर्देशांक) की पहचान।
  • बीजगणितीय सूत्रों का ज्ञान: $(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$ तथा वर्गमूल निकालना।
  • पाइथागोरस प्रमेय: $(\text{कर्ण})^2 = (\text{लंब})^2 + (\text{आधार})^2$।

What You Will Learn (Core Objectives)

  • किन्हीं दो बिंदुओं के बीच की दूरी सूत्र $d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$ का सटीक अनुप्रयोग कर सकेंगे।
  • मूलबिंदु $(0, 0)$ से किसी बिंदु $(x, y)$ की दूरी $\sqrt{x^2 + y^2}$ ज्ञात कर सकेंगे।
  • दूरी सूत्र का उपयोग कर त्रिभुज (समबाहु, समद्विबाहु, समकोण) और चतुर्भुज (वर्ग, आयत, समचतुर्भुज, समांतर चतुर्भुज) के प्रकार की ज्यामितीय पुष्टि कर सकेंगे।
  • विभाजन सूत्र द्वारा रेखाखंड को अंतर्विभाजित करने वाले बिंदु के निर्देशांक निकाल सकेंगे।
  • मध्य-बिंदु सूत्र $M = \left(\frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2}\right)$ का उपयोग कर समांतर चतुर्भुज के अज्ञात चौथे शीर्ष को ज्ञात कर सकेंगे।
  • त्रिभुज का क्षेत्रफल सूत्र लागू कर सकेंगे तथा संरेखीयता (Collinearity) की शर्त द्वारा अज्ञात चर $k$ का मान निकाल सकेंगे।

Chapter Roadmap & Progression

1 1. कार्तीय तल की समीक्षा एवं दूरी स...
2 2. विभाजन सूत्र (Section Formula) ए...
3 3. रेखाखंड का समत्रिभाजन एवं त्रिभु...
4 4. निर्देशांकों द्वारा त्रिभुज का क...
5 5. ज्यामितीय आकृतियों के प्रकार सिद...

Complete Concept Guide (100% Curriculum Coverage)

1. कार्तीय तल की समीक्षा एवं दूरी सूत्र (Distance Formula)

(क) कार्तीय तल और बिंदु के निर्देशांक:

कार्तीय तल में दो परस्पर लंबवत रेखाएं होती हैं—क्षैतिज रेखा को $x$-अक्ष तथा ऊर्ध्वाधर रेखा को $y$-अक्ष कहते हैं। दोनों का प्रतिच्छेद बिंदु मूलबिंदु $O(0, 0)$ कहलाता है।

  • किसी बिंदु $P(x, y)$ में प्रथम मान $x$ को भुज (Abscissa) कहते हैं (यह $y$-अक्ष से दूरी है)।
  • द्वितीय मान $y$ को कोटि (Ordinate) कहते हैं (यह $x$-अक्ष से दूरी है)।
  • $x$-अक्ष पर स्थित किसी भी बिंदु के निर्देशांक $(x, 0)$ रूप के होते हैं ($y = 0$)।
  • $y$-अक्ष पर स्थित किसी भी बिंदु के निर्देशांक $(0, y)$ रूप के होते हैं ($x = 0$)।

(ख) दूरी सूत्र का पाइथागोरस निगमन (Derivation of Distance Formula):

मान लीजिए कि समतल में दो बिंदु $P(x_1, y_1)$ और $Q(x_2, y_2)$ स्थित हैं।

$P$ और $Q$ से $x$-अक्ष पर लंब क्रमशः $PR$ और $QS$ खींचिए। $P$ से $QS$ पर लंब $PT$ खींचिए।

तब समकोण त्रिभुज $\triangle PTQ$ में:

  • आधार $PT = RS = OS - OR = x_2 - x_1$
  • लंब $QT = QS - TS = QS - PR = y_2 - y_1$

पाइथागोरस प्रमेय लागू करने पर:

$$PQ^2 = PT^2 + QT^2 = (x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2$$ $$\mathbf{PQ = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}}$$
दूरी सूत्र के दो महत्वपूर्ण रूप:
1. किन्हीं दो बिंदुओं $P(x_1, y_1)$ तथा $Q(x_2, y_2)$ के बीच दूरी: $$\mathbf{d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} = \sqrt{(x_1 - x_2)^2 + (y_1 - y_2)^2}}$$ (चूंकि किसी संख्या का वर्ग सदैव धनात्मक होता है, अतः $(x_2 - x_1)^2 = (x_1 - x_2)^2$ होता है)।
2. मूलबिंदु $O(0, 0)$ से बिंदु $P(x, y)$ की दूरी (JAC 1 अंक): $$\mathbf{OP = \sqrt{x^2 + y^2}}$$

2. विभाजन सूत्र (Section Formula) एवं मध्य-बिंदु सूत्र

(क) आंतरिक विभाजन सूत्र (Section Formula for Internal Division):

उस बिंदु $P(x, y)$ के निर्देशांक जो बिंदुओं $A(x_1, y_1)$ और $B(x_2, y_2)$ को मिलाने वाले रेखाखंड को आंतरिक रूप से $m_1 : m_2$ के अनुपात में विभाजित करता है:

विभाजन सूत्र (JAC 3 अंक):
$$\mathbf{x = \frac{m_1x_2 + m_2x_1}{m_1 + m_2}, \qquad y = \frac{m_1y_2 + m_2y_1}{m_1 + m_2}}$$ याद रखने की युक्ति: $m_1$ का गुणा दूर वाले बिंदु $(x_2, y_2)$ के निर्देशांकों से होता है और $m_2$ का गुणा पास वाले बिंदु $(x_1, y_1)$ के निर्देशांकों से होता है (क्रॉस गुणन जैसा)।

(ख) मध्य-बिंदु सूत्र (Mid-point Formula):

यदि बिंदु $P$, रेखाखंड $AB$ का मध्य-बिंदु हो, तो अनुपात $m_1 : m_2 = 1 : 1$ हो जाता है:

$$\mathbf{x = \frac{x_1 + x_2}{2}, \qquad y = \frac{y_1 + y_2}{2}}$$ $$\mathbf{M = \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, \; \frac{y_1 + y_2}{2} \right)}$$

(ग) अनुपात $k : 1$ मानने की सुपर-फास्ट तकनीक:

जब प्रश्न में अनुपात ज्ञात करना हो (जैसे: "अक्ष रेखाखंड को किस अनुपात में काटता है?"), तो दो अज्ञात चर $m_1, m_2$ मानने के स्थान पर अनुपात को सदैव $k : 1$ मानना चाहिए। इससे केवल एक ही समीकरण से $k$ का मान सीधे प्राप्त हो जाता है:

$$x = \frac{kx_2 + x_1}{k + 1}, \qquad y = \frac{ky_2 + y_1}{k + 1}$$
  • यदि रेखाखंड को $x$-अक्ष काटता है, तो प्रतिच्छेद बिंदु पर $y = 0$ रख देते हैं।
  • यदि रेखाखंड को $y$-अक्ष काटता है, तो प्रतिच्छेद बिंदु पर $x = 0$ रख देते हैं।

3. रेखाखंड का समत्रिभाजन एवं त्रिभुज का केंद्रक (Centroid)

(क) रेखाखंड के समत्रिभाजन बिंदु (Points of Trisection):

यदि कोई रेखाखंड $AB$ दो बिंदुओं $P$ और $Q$ द्वारा तीन बराबर भागों में बांटा जाता है ($AP = PQ = QB$), तो:

  • बिंदु $P$, पूरे रेखाखंड $AB$ को $1 : 2$ के अनुपात में विभाजित करता है।
  • बिंदु $Q$, पूरे रेखाखंड $AB$ को $2 : 1$ के अनुपात में विभाजित करता है (अथवा $Q$, रेखाखंड $PB$ का मध्य-बिंदु होता है)।

बोर्ड परीक्षा में समत्रिभाजन बिंदुओं के निर्देशांक ज्ञात करने का प्रश्न 3 अंक का लोकप्रिय प्रश्न है।

(ख) त्रिभुज का केंद्रक (Centroid of a Triangle):

त्रिभुज की तीनों माध्यिकाएं (Medians) जिस संगामी बिंदु पर परस्पर मिलती हैं, उसे त्रिभुज का केंद्रक (Centroid - $G$) कहते हैं। केंद्रक प्रत्येक माध्यिका को शीर्ष की ओर से $2 : 1$ के अनुपात में अंतर्विभाजित करता है।

यदि शीर्ष $A(x_1, y_1), B(x_2, y_2), C(x_3, y_3)$ हों, तो केंद्रक के निर्देशांक:

$$\mathbf{G = \left( \frac{x_1 + x_2 + x_3}{3}, \; \frac{y_1 + y_2 + y_3}{3} \right)}$$

4. निर्देशांकों द्वारा त्रिभुज का क्षेत्रफल एवं संरेखीयता की कसौटी

(क) त्रिभुज का क्षेत्रफल सूत्र (Area of Triangle):

यदि किसी त्रिभुज $ABC$ के तीनों शीर्ष $A(x_1, y_1), B(x_2, y_2)$ तथा $C(x_3, y_3)$ हों, तो उसका क्षेत्रफल निम्नलिखित सूत्र द्वारा दिया जाता है:

त्रिभुज का क्षेत्रफल सूत्र:
$$\mathbf{\text{क्षेत्रफल} = \frac{1}{2} | x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) |}$$ याद रखने की चक्रीय विधि (Cyclic Order $1 \to 2 \to 3 \to 1$):
कोष्ठक के बाहर क्रम से $x_1, x_2, x_3$ आते हैं, और कोष्ठक के अंदर कोटियों का चक्रीय अंतर आता है: $(y_2 - y_3)$, फिर $(y_3 - y_1)$, फिर $(y_1 - y_2)$।
चूंकि क्षेत्रफल एक माप है, अतः यह कभी ऋणात्मक नहीं हो सकता; इसलिए मापांक (Absolute Value $|\cdot|$) का प्रयोग किया जाता है।

(ख) तीन बिंदुओं की संरेखीयता की शर्त (Condition for Collinear Points):

स्वर्ण नियम (JAC 3 अंक अनिवार्य):
यदि तीन बिंदु $A, B, C$ एक ही सीधी रेखा में स्थित हों (संरेखी हों), तो उनसे बनने वाले त्रिभुज का कोई अस्तित्व नहीं होता, अर्थात् उसका क्षेत्रफल शून्य ($0$) होता है:
$$\mathbf{x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) = 0}$$ इस नियम का उपयोग परीक्षा में अज्ञात राशि $k$ का मान निकालने के लिए किया जाता है।

5. ज्यामितीय आकृतियों के प्रकार सिद्ध करने की मास्टर कार्यनीति

दूरी व मध्य-बिंदु सूत्रों द्वारा ज्यामितीय आकृतियों की जाँच:

आकृति सिद्ध करने के लिए आवश्यक एवं पर्याप्त शर्तें
समबाहु त्रिभुज तीनों भुजाएं समान हों: $AB = BC = CA$
समद्विबाहु त्रिभुज कोई दो भुजाएं समान हों: जैसे $AB = AC \ne BC$
समकोण त्रिभुज किन्हीं दो भुजाओं के वर्गों का योग तीसरी भुजा के वर्ग के बराबर हो: $AB^2 + BC^2 = AC^2$
समांतर चतुर्भुज आमने-सामने की भुजाएं बराबर हों ($AB = CD$ तथा $BC = DA$), अथवा दोनों विकर्णों का मध्य-बिंदु एक ही हो।
आयत (Rectangle) आमने-सामने की भुजाएं बराबर हों ($AB = CD, BC = DA$) तथा दोनों विकर्ण बराबर हों ($AC = BD$)।
समचतुर्भुज (Rhombus) चारों भुजाएं बराबर हों ($AB = BC = CD = DA$) परंतु विकर्ण बराबर न हों ($AC \ne BD$)।
वर्ग (Square) चारों भुजाएं बराबर हों ($AB = BC = CD = DA$) तथा दोनों विकर्ण भी बराबर हों ($AC = BD$)।

Key Formulas, Identities & Theorems

दो बिंदुओं के बीच दूरी सूत्र
d = √[ (x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)² ]
मूलबिंदु (0,0) से बिंदु (x,y) की दूरी
OP = √(x² + y²)
विभाजन सूत्र (आंतरिक विभाजन m₁:m₂)
x = (m₁x₂ + m₂x₁) / (m₁ + m₂), y = (m₁y₂ + m₂y₁) / (m₁ + m₂)
मध्य-बिंदु सूत्र
M = ( (x₁ + x₂) / 2, (y₁ + y₂) / 2 )
k : 1 विभाजन रूप
x = (k·x₂ + x₁) / (k + 1), y = (k·y₂ + y₁) / (k + 1)
त्रिभुज का केंद्रक (Centroid)
G = ( (x₁ + x₂ + x₃) / 3, (y₁ + y₂ + y₃) / 3 )
त्रिभुज का क्षेत्रफल सूत्र
क्षेत्रफल = (1/2) | x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂) |
तीन बिंदुओं के संरेखी (Collinear) होने की शर्त
x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂) = 0
x-अक्ष पर स्थित बिंदु का रूप
(x, 0) [कोटि y = 0]
y-अक्ष पर स्थित बिंदु का रूप
(0, y) [भुज x = 0]

Conceptual Solved Examples & Case Studies

Example 1
उदा 1. बिंदुओं (2, 3) और (4, 1) के बीच की दूरी ज्ञात कीजिए। (JAC 2020, 2023 - 2 अंक)
Step-by-Step Solution:
चरण 1: दिए गए मान पहचानें:
$x_1 = 2, \; y_1 = 3$
$x_2 = 4, \; y_2 = 1$

चरण 2: दूरी सूत्र का प्रयोग करें:
$$d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$$ $$d = \sqrt{(4 - 2)^2 + (1 - 3)^2}$$ $$d = \sqrt{(2)^2 + (-2)^2}$$ $$d = \sqrt{4 + 4} = \sqrt{8} = \sqrt{4 \times 2} = 2\sqrt{2} \text{ मात्रक}$$
उत्तर: दोनों बिंदुओं के बीच की दूरी $2\sqrt{2}$ मात्रक है।
Example 2
उदा 2. x-अक्ष पर वह बिंदु ज्ञात कीजिए जो (2, -5) और (-2, 9) से समदूरस्थ (Equidistant) है। (NCERT / JAC 2019, 2022, 2024 - 3 अंक)
Step-by-Step Solution:
चरण 1: x-अक्ष पर बिंदु की संरचना:
चूंकि बिंदु $x$-अक्ष पर स्थित है, अतः उसकी कोटि $y = 0$ होगी।
माना अभीष्ट बिंदु $P(x, 0)$ है।
दिए गए बिंदु हैं: $A(2, -5)$ तथा $B(-2, 9)$।

चरण 2: समदूरस्थ होने की शर्त ($PA = PB$):
$$PA = PB \implies PA^2 = PB^2$$ $$(x - 2)^2 + (0 - (-5))^2 = (x - (-2))^2 + (0 - 9)^2$$ $$(x - 2)^2 + (5)^2 = (x + 2)^2 + (-9)^2$$
चरण 3: समीकरण का विस्तार एवं हल:
$$(x^2 - 4x + 4) + 25 = (x^2 + 4x + 4) + 81$$ $$x^2 - 4x + 29 = x^2 + 4x + 85$$ $$-4x - 4x = 85 - 29$$ $$-8x = 56$$ $$x = \frac{56}{-8} = -7$$
उत्तर: $x$-अक्ष पर अभीष्ट समदूरस्थ बिंदु $(-7, 0)$ है।
Example 3
उदा 3. उस बिंदु के निर्देशांक ज्ञात कीजिए जो बिंदुओं (4, -3) और (8, 5) को जोड़ने वाले रेखाखंड को आंतरिक रूप से 3 : 1 के अनुपात में विभाजित करता है। (JAC 2021 - 3 अंक)
Step-by-Step Solution:
चरण 1: दिए गए मान पहचानें:
$x_1 = 4, \; y_1 = -3$
$x_2 = 8, \; y_2 = 5$
अनुपात $m_1 = 3, \; m_2 = 1$

चरण 2: विभाजन सूत्र लागू करें:
$$x = \frac{m_1x_2 + m_2x_1}{m_1 + m_2} = \frac{3(8) + 1(4)}{3 + 1} = \frac{24 + 4}{4} = \frac{28}{4} = 7$$ $$y = \frac{m_1y_2 + m_2y_1}{m_1 + m_2} = \frac{3(5) + 1(-3)}{3 + 1} = \frac{15 - 3}{4} = \frac{12}{4} = 3$$
उत्तर: अभीष्ट बिंदु के निर्देशांक $(7, 3)$ हैं।
Example 4
उदा 4. बिंदुओं (5, -6) और (-1, -4) को जोड़ने वाले रेखाखंड को y-अक्ष किस अनुपात में विभाजित करता है? इस प्रतिच्छेद बिंदु के निर्देशांक भी ज्ञात कीजिए। (NCERT / JAC 2018, 2023 - 4 अंक)
Step-by-Step Solution:
चरण 1: अनुपात k : 1 मानें:
माना $y$-अक्ष रेखाखंड को $k : 1$ के अनुपात में बिंदु $P$ पर विभाजित करता है।
चूंकि बिंदु $P$, $y$-अक्ष पर स्थित है, अतः इसका $x$-निर्देशांक शून्य ($0$) होगा: $P(0, y)$।

चरण 2: x-निर्देशांक के सूत्र से k निकालें:
$$x = \frac{kx_2 + x_1}{k + 1}$$ $$0 = \frac{k(-1) + 1(5)}{k + 1}$$ $$0 \times (k + 1) = -k + 5$$ $$-k + 5 = 0 \implies k = 5$$
अतः अभीष्ट अनुपात $5 : 1$ है।

चरण 3: प्रतिच्छेद बिंदु का y-निर्देशांक ज्ञात करें:
$$y = \frac{ky_2 + y_1}{k + 1} = \frac{5(-4) + 1(-6)}{5 + 1} = \frac{-20 - 6}{6} = \frac{-26}{6} = -\frac{13}{3}$$
उत्तर: $y$-अक्ष इसे $5 : 1$ में विभाजित करता है तथा प्रतिच्छेद बिंदु $(0, -13/3)$ है।
Example 5
उदा 5. k का मान ज्ञात कीजिए यदि बिंदु A(2, 3), B(4, k) और C(6, -3) संरेखी (Collinear) हैं। (JAC 2019, 2022 - 3 अंक)
Step-by-Step Solution:
चरण 1: संरेखीयता की शर्त लगाएं:
यदि तीन बिंदु संरेखी हों, तो उनसे बने त्रिभुज का क्षेत्रफल शून्य होता है:
$$\frac{1}{2} | x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) | = 0$$ $$x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2) = 0$$
चरण 2: दिए गए मान रखें:
$x_1 = 2, \; y_1 = 3$
$x_2 = 4, \; y_2 = k$
$x_3 = 6, \; y_3 = -3$

$$2[k - (-3)] + 4[-3 - 3] + 6[3 - k] = 0$$ $$2(k + 3) + 4(-6) + 6(3 - k) = 0$$ $$2k + 6 - 24 + 18 - 6k = 0$$ $$(2k - 6k) + (6 - 24 + 18) = 0$$ $$-4k + 0 = 0$$ $$-4k = 0 \implies k = 0$$
उत्तर: दिए गए बिंदुओं के संरेखी होने के लिए $k$ का अभीष्ट मान $0$ है।

Common Misconceptions & Examiner Traps

Common Misconception

दूरी सूत्र में (x₂ - x₁)² के स्थान पर (x₂ + x₁)² लिख देना या घटाते समय माइनस माइनस प्लस भूल जाना।

Scientific Reality & Correction

दूरी सूत्र में अंतर का वर्ग होता है: [x₂ - x₁]²। यदि x₁ = -3 हो, तो x₂ - (-3) = x₂ + 3 होगा।

Common Misconception

विभाजन सूत्र में m₁ और m₂ का गुणा गलत बिंदुओं से कर देना।

Scientific Reality & Correction

सूत्र में m₁ का गुणा x₂ से और m₂ का गुणा x₁ से होता है: (m₁x₂ + m₂x₁) / (m₁ + m₂)। कभी भी m₁x₁ न लिखें।

Common Misconception

x-अक्ष पर स्थित बिंदु को (0, x) मान लेना।

Scientific Reality & Correction

x-अक्ष पर स्थित बिंदु का y-निर्देशांक शून्य होता है, अतः इसे (x, 0) मानना चाहिए। y-अक्ष पर स्थित बिंदु (0, y) होता है।

Common Misconception

त्रिभुज के क्षेत्रफल सूत्र में चक्रीय क्रम तोड़ देना (जैसे y₂ - y₁ लिख देना)।

Scientific Reality & Correction

चक्रीय क्रम 1 → 2 → 3 का पालन करें: x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)।

Common Misconception

समांतर चतुर्भुज सिद्ध करते समय केवल सम्मुख भुजाएं बराबर दिखाकर छोड़ देना।

Scientific Reality & Correction

सम्मुख भुजाएं बराबर होने पर वह आयत भी हो सकता है। यह पुष्टि करने के लिए कि वह साधारण समांतर चतुर्भुज है या आयत, विकर्णों की लंबाइयाँ अवश्य जांचें।

निर्देशांक ज्यामिति - दूरी, विभाजन एवं त्रिभुज क्षेत्रफल संकल्पना मानचित्र

निर्देशांक ज्यामिति (Coordinate Geometry) - संपूर्ण सूत्र संकलन दूरी सूत्र एवं मूलबिंदु दूरी सूत्र (दो बिंदुओं P और Q के बीच): d = √[ (x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)² ] मूलबिंदु (0,0) से बिंदु (x, y) की दूरी: OP = √(x² + y²) मध्य-बिंदु सूत्र (Mid-point): M = ( (x₁ + x₂)/2, (y₁ + y₂)/2 ) विभाजन सूत्र एवं त्रिभुज का क्षेत्रफल विभाजन सूत्र (Internal Division m₁:m₂): x = (m₁x₂ + m₂x₁) / (m₁ + m₂) y = (m₁y₂ + m₂y₁) / (m₁ + m₂) त्रिभुज का क्षेत्रफल (Area of Triangle): Δ = ½ |x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)| चक्रीय क्रम: 1 → 2 → 3 → 1 संरेखी होने की शर्त (Collinearity): त्रिभुज का क्षेत्रफल = 0

Chapter Summary & 10 Key Takeaways

Takeaway 1
दो बिंदुओं P(x₁, y₁) और Q(x₂, y₂) के बीच की दूरी d = √[(x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)²] होती है।
Takeaway 2
मूलबिंदु O(0, 0) से किसी बिंदु P(x, y) की दूरी OP = √(x² + y²) होती है।
Takeaway 3
x-अक्ष पर स्थित बिंदु का रूप (x, 0) तथा y-अक्ष पर स्थित बिंदु का रूप (0, y) होता है।
Takeaway 4
विभाजन सूत्र: x = (m₁x₂ + m₂x₁)/(m₁ + m₂) तथा y = (m₁y₂ + m₂y₁)/(m₁ + m₂)।
Takeaway 5
मध्य-बिंदु के निर्देशांक M = ((x₁ + x₂)/2, (y₁ + y₂)/2) होते हैं।
Takeaway 6
अनुपात ज्ञात करने के लिए सदैव k : 1 अनुपात मानना सर्वोत्तम रहता है।
Takeaway 7
त्रिभुज के केंद्रक के निर्देशांक G = ((x₁ + x₂ + x₃)/3, (y₁ + y₂ + y₃)/3) होते हैं।
Takeaway 8
त्रिभुज का क्षेत्रफल = ½ |x₁(y₂ - y₃) + x₂(y₃ - y₁) + x₃(y₁ - y₂)| होता है।
Takeaway 9
यदि तीन बिंदु संरेखी (Collinear) हों, तो उनसे बनने वाले त्रिभुज का क्षेत्रफल शून्य होता है।
Takeaway 10
आयत और वर्ग सिद्ध करते समय विकर्णों की समानता की जांच करना अनिवार्य है।

Check Your Understanding (Diagnostic Practice Questions)

Diagnostic questions testing core conceptual clarity. Answers are hidden initially — solve each problem first, then click to reveal the step-by-step verified solution.

1
1. बिंदु (-6, 8) की मूलबिंदु से दूरी क्या होगी?
Reveal Answer & Explanation
Answer: OP = √[(-6)² + (8)²] = √(36 + 64) = √100 = 10 मात्रक।
2
2. बिंदुओं (1, -2) और (-3, 4) को मिलाने वाले रेखाखंड के मध्य-बिंदु के निर्देशांक क्या होंगे?
Reveal Answer & Explanation
Answer: M = ((1 + (-3))/2, (-2 + 4)/2) = (-2/2, 2/2) = (-1, 1)।
3
3. बिंदु (4, 5) की x-अक्ष से दूरी क्या होगी?
Reveal Answer & Explanation
Answer: x-अक्ष से दूरी = |कोटि (y-निर्देशांक)| = 5 मात्रक।
4
4. यदि बिंदु A(1, 2), B(0, 0) और C(a, b) संरेखी हों, तो a और b में क्या संबंध होगा?
Reveal Answer & Explanation
Answer: क्षेत्रफल = 0 ⇒ 1(0 - b) + 0(b - 2) + a(2 - 0) = 0 ⇒ -b + 2a = 0 ⇒ 2a = b।
5
5. रेखाखंड के समत्रिभाजन बिंदु रेखाखंड को किस अनुपात में विभाजित करते हैं?
Reveal Answer & Explanation
Answer: प्रथम बिंदु 1 : 2 के अनुपात में तथा द्वितीय बिंदु 2 : 1 के अनुपात में।
Finished Studying This Chapter?
READY TO PRACTICE?

Timed CBT Practice Tests (Exam Simulator)

Put your concepts to the test with official curriculum-aligned Foundation and Advanced practice tests. Get instant accuracy scores, time metrics, and step-by-step verified explanations.