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NIOS • कक्षा X • Mathematics (211) • अध्याय 22
अनुमानित समय: 45 Mins
प्रगति: अध्ययनरत

त्रिकोणमिति का परिचय (Introduction to Trigonometry)

त्रिकोणमिति (त्रिकोणमिति) गणित की वह अत्यंत प्राचीन और शक्तिशाली शाखा है जो किसी त्रिभुज की भुजाओं और उसके कोणों के अध्ययन का अध्ययन करती है। यह शब्द ग्रीक भाषा के तीन शब्दों 'त्रि' (तीन), 'गोन' (भुजा) और 'मेट्रोन' (मानचित्र) से मिलकर बना है। प्राचीन काल में मिस्र, बेबीलोन और विशेष रूप से भारत के महान खगोलशास्त्रियों जैसे आर्यभट्ट (आर्यभट्ट)-ने पृथ्वी से चंद्रमा, सूर्य और नक्षत्रों की दूरियां नापने के लिए त्रिमूर्ति का विकास किया गया था। आर्यभट्ट ने अपनी पुस्तक 'आर्यभटीय' में ज्या (साइन) और कोज्या (कोसाइन) की संकल्पना का विश्व में प्रथम प्रतिपादन किया था। कक्षा 10वीं में हम एक समकोण त्रिभुज (समकोण त्रिभुज) के न्यून कोण (तीव्र कोण) के संदर्भ में त्रिकोणमिति के मूल सिद्धांतों का अध्ययन करते हैं। इस अध्याय के मुख्य स्तम्भ निम्नलिखित हैं: छह त्रिकोणमितीय अनुपात (त्रिकोणमितीय अनुपात): समकोण त्रिकोण में किसी न्यूनकोण $\theta$ के सम्मुख भुज (लंब - लंबवत), संलग्न भुज (आधार - आधार) और सबसे बड़े भुज (कर्ण - कर्ण) के सकल अनुपात: $$\sin\theta = \frac{P}{H}, \quad \cos\theta = \frac{B}{H}, \quad \tan\theta = \frac{P}{B}, \quad \text{cosec}\theta = \frac{H}{P}, \quad \sec\theta = \frac{H}{B}, \quad \cot\theta = \frac{B}{P}$$ विशेष कोणों के त्रिकोणमितीय मान ($0^\circ, 30^\circ, 45^\circ, 60^\circ, 90^\circ$):इन कोणों के मानों की सारणी और ज्यामिति निगमन। पूर्ण कोणों का अनुपात (पूरक कोण): $$\sin(90^\circ - \theta) = \cos\theta, \quad \tan(90^\circ - \theta) = \cot\theta, \quad \sec(90^\circ - \theta) = \text{cosec}\theta$$ त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएं (त्रिकोणमितीय पहचान): $$\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1, \qquad 1 + \tan^2\theta = \sec^2\theta, \qquad 1 + \cot^2\theta = \text{cosec}^2\theta$$ झारखंड अधिविद्य परिषद (एनआईओएस कक्षा 10) के बोर्ड परीक्षा में त्रिकोणमिति से 8 से 10 अंक के प्रश्न पूछे जाते हैं, जिसमें सर्वसम संकाय को 4 या 5 अंक तक सिद्ध करने का एक उत्तरीय प्रश्न अनिवार्य होता है।

🌟 क्या आपने कभी सोचा है: 1500 साल पहले भारत के आर्यभट्ट ने आकाश की दूरी नापने के लिए जिस जादू को खोजा था, वह आज आपके जीपीएस उपकरण कैसे चला रहा है?

जरा सोचिए: आज से 1500 वर्ष पूर्व जब दूरबीन (टेलिस्कोप) का अविष्कार भी नहीं हुआ था, तब भारत के महान खगोलशास्त्री और गणितज्ञ आर्यभट्ट (476-550 ईसा पूर्व) ने पटना (पाटलिपुत्र) की वेधशाला में केवल एक ही छड़ी, दूरबीन और दूरबीन की सहायता से पृथ्वी की दूरी की गणना कर ली थी!

आर्यभट्ट ने समकोण त्रिभुज में अर्ध-जीवा (आधा-राग) को नाम दिया 'ज्या' (ज्या) और उसके पूरक को 'कोज्या' (कोज्या)। जब अरब विद्वान ने भारत के ग्रंथों का अध्ययन किया तो उन्होंने इसे 'जीबा' लिखा। बाद में 12वीं शताब्दी में जब लैटिन डेनकॉन ने स्पेन में इसका अनुवाद किया, तो उन्होंने अरबी शब्द कोडेक्स से लैटिन शब्द 'साइनस' (जिसका अर्थ मोड़ या वक्षस्थल होता है) समझा - और अंग्रेजी से प्रसिद्ध शब्द साइन (पाप) निकला!

आज सैटेलाइट से आपके लाइव साउंडट्रैक वाले जीपीएस, संगीत की ध्वनि तरंगों को विशेष करने वाला सॉफ्टवेयर और वीडियो गेम में 3डी मिक्स रेंडरिंग आर्यभट्ट के समान समकोण के अनुपात पर आधारित हैं! आइए, गणित की इस सबसे रोमांचक शाखा में कदम!

यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण है

इस अध्याय का अध्ययन आपके लिए क्यों आवश्यक है?

  1. बोर्ड परीक्षा में 8-10 अंक का महायोगदान: एनआईओएस कक्षा 10वीं गणित परीक्षा में त्रिकोणमिति अनुपात, विशिष्ट मानों की गणना, और सर्वसमिका सिद्ध करने पर 1, 2, 3 और 5 अंक के प्रश्न आते हैं।
  2. अध्याय 9 (ऊंचाई और दूरी) की पूर्ण कुंजी: मीनार, पहाड़, पेड़ या पतंग की रसभरी के लिए $\tan\theta$ और $\sin\theta$ का प्रयोग सीधे इस अध्याय से होता है।
  3. कक्षा 11वीं और 12वीं का सबसे महत्वपूर्ण विषय:कक्षा 11वीं और 12वीं में कैलकुलस (विभेदन और एकीकरण), प्रतिलोम त्रिकोणमिति (व्युत्क्रम त्रिकोणमिति), और अध्ययन (वेक्टर, तरंग, सरल गति गति) 70% त्रिकोणमिति पर ही टिकी हैं।
  4. अभियांत्रिकी, कंप्यूटर गेमिंग एवं रोबोटिक्स: रोबोटिक भुजाओं का संचलन, वायुयानों का उड़ान पथ (नेविगेशन) और सिविल इंजीनियरिंग में पुलों का डिज़ाइन त्रिमिति से ही होता है।

अध्ययन से पूर्व (आवश्यक ज्ञान)

  • समकोण के सामने वाले अंग: समकोण के सबसे बड़े भुजा को कर्ण (कर्ण), न्यूनकोण के सामने वाली भुजा को लंब (लंबवत) और शेष संलग्न भुजा को आधार (आधार) कहा जाता है।
  • पाइथागोरस प्रमेय: $\text{कर्ण}^2 = \text{लंब}^2 + \text{आधार}^2$ ($H^2 = P^2 + B^2$)।
  • बीजगणितीय सर्वसमिकाएँ: $(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2$, $(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2$, $(a + b)(a - b) = a^2 - b^2$ तथा $a^3 \pm b^3$ के सूत्र।
  • हर का परिमितीकरण (हर का युक्तिकरण)।

इस अध्याय के लक्ष्य

  • समकोण त्रिभुज के किसी भी न्यूनकोण के संदर्भ में छहों त्रिकोणमितीय अनुपातों की सही पहचान व गणना कर सकेंगे।
  • यदि एक त्रिकोणमितीय अनुपात दिया हो, तो पाइथागोरस प्रमेय द्वारा शेष पाँचों अनुपातों के मान निकाल सकेंगे।
  • $0^\circ, 30^\circ, 45^\circ, 60^\circ, 90^\circ$ के विशिष्ट त्रिकोणमितीय मनुष्य की सारणी स्वतः बनी फ़ाइनी और व्यंजकों का सटीक मान ज्ञात कर फ़नी।
  • ठोस कोणों की आपूर्ति $\sin(90^\circ - \theta) = \cos\theta$ आदि का प्रयोग कर मनों को सरल कर देना।
  • त्रिमूर्ति सर्वसम वैज्ञानिक ($\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1$ आदि) की बीजगणितीय उपपट्टी लेखन सामग्री।
  • जटिल त्रिकोणमितीय सर्वसम विज्ञान (एलएचएस = आरएचएस) को चरणबद्ध रूपांतरण और परिमेयकीकरण सिद्ध कर फैंस द्वारा किया जाता है।

अध्याय रूपरेखा एवं प्रगति

1 1. समकोण त्रिभुज में त्रिकोणमितीय अ...
2 2. विशिष्ट कोणों (0°, 30°, 45°, 60°...
3 3. पूर्ण कोणों के त्रिकोणमितीय अनुप...
4 4. त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएं (त्रिको...
5 5. त्रिकोणमितीय सिद्ध करने वाले प्र...

सम्पूर्ण सैद्धांतिक एवं वैचारिक अध्ययन

1. समकोण त्रिभुज में त्रिकोणमितीय अनुपातों की संकल्पना एवं पारस्परिकता

(क) लंब, आधार और कर्ण की पहचान (अति महत्वपूर्ण):

समकोण मॉडल $\triangle ABC$ में मन लैपटॉप $\angle B = 90^\circ$ है।

  • कर्ण (कर्ण - $H$): समकोण ($90^\circ$) के ठीक सम्मुख सबसे बड़ा भुजा, जो सदैव स्थिर रहता है ($AC$).
  • लंबा (लंबवत - $P$): विचार नीचे न्यूनकोण के ठीक सम्मुख (विपरीत) वाली भुजा।
    • अगर हम $\angle A$ (या $\theta$) की बात करें, तो लंब $= BC$ और आधार $= AB$ होगा।
    • अगर हम $\angle C$ की बात करें, तो लंब $= AB$ और आधार $= BC$ होगा!
  • आधार (आधार - $B$): विचाराधीन न्यूनकोण की संलग्न (आसन्न) भुजा।

(ख) छह त्रिकोणमितीय अनुपात की परिभाषा:

अनुपात का नाम संक्षिप्त रूप भुजाओं का अनुपात व्युत्क्रम संबंध (पारस्परिक)
साइन (साइन) $\sin\theta$ $\frac{\text{लंब}}{\text{कर्ण}} = \frac{P}{H}$ $\sin\theta = \frac{1}{\text{cosec}\theta}$
कोसाइन (कोसाइन) $\cos\theta$ $\frac{\text{आधार}}{\text{कर्ण}} = \frac{B}{H}$ $\cos\theta = \frac{1}{\sec\theta}$
स्पर्शरेखा (स्पर्शरेखा) $\tan\theta$ $\frac{\text{लंब}}{\text{आधार}} = \frac{P}{B}$ $\tan\theta = \frac{1}{\cot\theta} = \frac{\sin\theta}{\cos\theta}$
कोसेकेंट (कोसीकेंट) $\text{cosec}\theta$ $\frac{\text{कर्ण}}{\text{लंब}} = \frac{H}{P}$ $\text{cosec}\theta = \frac{1}{\sin\theta}$
सेकेंट (सीकेंट) $\sec\theta$ $\frac{\text{कर्ण}}{\text{आधार}} = \frac{H}{B}$ $\sec\theta = \frac{1}{\cos\theta}$
कोटेंजेंट (कोटेंजेंट) $\cot\theta$ $\frac{\text{आधार}}{\text{लंब}} = \frac{B}{P}$ $\cot\theta = \frac{1}{\tan\theta} = \frac{\cos\theta}{\sin\theta}$
याद रखें की लोकप्रिय ट्रिक:
हिन्दी माध्यम: "लाल / कक्का" (लाल / कक्का): $\frac{L}{K} = \sin, \; \frac{A}{K} = \cos, \; \frac{L}{A} = \tan$
अंग्रेजी माध्यम: "पंडित बद्री प्रसाद/हर हर बोले": $\frac{P}{H} = \sin, \; \frac{B}{H} = \cos, \; \frac{P}{B} = \tan$

2. विशिष्ट कोणों (0°, 30°, 45°, 60°, 90°) के त्रिकोणमितीय मानों की सारणी

कक्षा 10वीं के पाठ्यक्रम में $0^\circ, 30^\circ, 45^\circ, 60^\circ$ तथा $90^\circ$ के मानस का प्रयोग सीधे संख्या में आदर्श में किया गया है:

$\angle A$ $0^\circ$ $30^\circ$ $45^\circ$ $60^\circ$ $90^\circ$
$\sin A$ $0$ $\frac{1}{2}$ $\frac{1}{\sqrt{2}}$ $\frac{\sqrt{3}}{2}$ $1$
$\cos A$ $1$ $\frac{\sqrt{3}}{2}$ $\frac{1}{\sqrt{2}}$ $\frac{1}{2}$ $0$
$\tan A$ $0$ $\frac{1}{\sqrt{3}}$ $1$ $\sqrt{3}$ अपरिभाषित ($\infty$)
$\text{cosec } A$ अपरिभाषित $2$ $\sqrt{2}$ $\frac{2}{\sqrt{3}}$ $1$
$\sec A$ $1$ $\frac{2}{\sqrt{3}}$ $\sqrt{2}$ $2$ अपरिभाषित
$\cot A$ अपरिभाषित $\sqrt{3}$ $1$ $\frac{1}{\sqrt{3}}$ $0$
सारणी याद रखने की चमत्कारी ट्रिक (मैजिक फिंगर ट्रिक):
क्रम से संख्याएँ: $0, 1, 2, 3, 4$.
प्रत्येक को 4 से भाग: $\frac{0}{4}, \frac{1}{4}, \frac{2}{4}, \frac{3}{4}, \frac{4}{4}$.
सभी वर्गमूल ले लें: $\sqrt{0} = 0$, $\sqrt{\frac{1}{4}} = \frac{1}{2}$, $\sqrt{\frac{1}{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$, $\sqrt{\frac{3}{4}} = \frac{\sqrt{3}}{2}$, $\sqrt{1} = 1$.
यह सीधे $\sin$ की पहली पंक्ति बन गयी! $\cos$ के लिए इसे उल्टा क्रम में लिखें, और $\tan = \frac{\sin}{\cos}$ से भाग दे दें!

3. पूर्ण कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (पूरक कोण)

(क) लचीले कोणों का संकल्प:

दो कोण संबंध पूरक (पूरक) कहलाते हैं यदि उनका योग $90^\circ$ हो (जैसे $30^\circ$ और $60^\circ$, $18^\circ$ और $72^\circ$)। समकोण $\triangle ABC$ में यदि $\angle B = 90^\circ$ हो, तो अन्य दो नवकोण $\angle A + \angle C = 90^\circ \implies \angle C = 90^\circ - \angle A$ होते हैं।

पूरक कोणों के छह सूत्र:
$$\mathbf{\sin(90^\circ - A) = \cos A} \qquad \mathbf{\cos(90^\circ - A) = \sin A}$$ $$\mathbf{\tan(90^\circ - A) = \cot A} \qquad \mathbf{\cot(90^\circ - A) = \tan A}$$ $$\mathbf{\sec(90^\circ - A) = \text{cosec } A} \qquad \mathbf{\text{cosec}(90^\circ - A) = \sec A}$$

(ख) बोर्ड परीक्षण सिद्धांत:

जब भी दो कोणों का जोड़ $90^\circ$ दिखाई दे (जैसे $\frac{\sin 18^\circ}{\cos 72^\circ}$), तो किसी एक कोण को आकार दें:

$$\sin 18^\circ = \sin(90^\circ - 72^\circ) = \cos 72^\circ \implies \frac{\cos 72^\circ}{\cos 72^\circ} = 1$$

4. त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाएं (त्रिकोणमितीय पहचान) एवं उपपत्तियाँ

(क) सर्वसमिका क्या है?

एक गुणांक को त्रिकोणमितीय सर्वसमिका कहा जाता है जब इसमें कोणों के सभी संभावित मानों को सत्य हो के लिए शामिल किया जाता है।

तीन संरचना सर्वसमिकायें (मौलिक पहचान):
$$\mathbf{1. \quad \sin^2\theta + \cos^2\theta = 1}$$ $$\mathbf{2. \quad 1 + \tan^2\theta = \sec^2\theta \implies \sec^2\theta - \tan^2\theta = 1}$$ $$\mathbf{3. \quad 1 + \cot^2\theta = \text{cosec}^2\theta \implies \text{cosec}^2\theta - \cot^2\theta = 1}$$

(ख) पाइथागोरस प्रमेय द्वारा उपपट्ट:

समकोण $\triangle ABC$ में $\angle B = 90^\circ$ है। पाइथागोरस प्रमी से:

$$AB^2 + BC^2 = AC^2 \quad \text{--- (समीकरण 1)}$$
  • उपपट्टा 1: गुणांक (1) के प्रत्येक पद को $AC^2$ से भाग लेने पर: $$\frac{AB^2}{AC^2} + \frac{BC^2}{AC^2} = \frac{AC^2}{AC^2} \implies \left(\frac{AB}{AC}\right)^2 + \left(\frac{BC}{AC}\right)^2 = 1$$ $\cos A = \frac{AB}{AC}$ तथा $\sin A = \frac{BC}{AC}$, मूलतः: $$\mathbf{\cos^2 A + \sin^2 A = 1}$$
  • उपपट्टा 2: गुणांक (1) को $AB^2$ से भाग लें पर: $$1 + \left(\frac{BC}{AB}\right)^2 = \left(\frac{AC}{AB}\right)^2 \implies \mathbf{1 + \tan^2 A = \sec^2 A}$$
  • उपपट्टी 3: गुणांक (1) को $BC^2$ से भाग ले पर: $$\left(\frac{AB}{BC}\right)^2 + 1 = \left(\frac{AC}{BC}\right)^2 \implies \mathbf{\cot^2 A + 1 = \text{cosec}^2 A}$$

5. त्रिकोणमितीय सिद्ध करने वाले प्रोटोटाइप (एलएचएस = आरएचएस) की मास्टर कार्यनीति

JAC बोर्ड परीक्षा में 5 अंक प्राप्त करने के 4 स्वर्णिम नियम:

  1. नियम 1 (सर्वोत्तम विधि - साइन और कोसाइन में रूपांतरण):
    यदि प्रश्न में $\tan, \cot, \sec, \text{cosec}$ होन और कोई सीधा सर्वसमिका न दिख रही हो, तो बोस $\sin$ और $\cos$ में बदल दें: $$\tan\theta = \frac{\sin\theta}{\cos\theta}, \quad \cot\theta = \frac{\cos\theta}{\sin\theta}, \quad \sec\theta = \frac{1}{\cos\theta}, \quad \text{cosec}\theta = \frac{1}{\sin\theta}$$ इसके बाद एल.एस. (LCM) लेकर सरल करें—90% प्रश्न इसी एक नियम से हल हो जाते हैं!
  2. नियम 2 (संयुग्मी से गुण / परिमयीकरण):
    जब भी हर में $1 \pm \sin\theta$ या $1 \pm \cos\theta$ या $\sec\theta \pm \tan\theta$ दिखता है, तो उसके उलटे ओके वाले पद (Conjugate) से अंश और हर में गुणा करें। उदाहरण के लिए, $(1 - \sin\theta)$ से गुणा करने पर हर $1 - \sin^2\theta = \cos^2\theta$ बन जाता है।
  3. नियम 3 (बीजगणितीय ग्रंथों का अर्थ):
    बीजगणित के सूत्र $a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)$ और $a^3 + b^3 = (a + b)(a^2 - ab + b^2)$ का भरपूर उपयोग करें। उदाहरण: $\sec^4\theta - \tan^4\theta = (\sec^2\theta - \tan^2\theta)(\sec^2\theta + \tan^2\theta) = 1 \times (\sec^2\theta + \tan^2\theta)$.
  4. नियम 4 (रोज़ाना स्टार को सरल बनाना):
    यदि बायां पक्ष (एलएचएस) सरल करते हुए दाइयां पक्ष (आरएचएस) तक न पहुंचें, तो एलएचएस को एक सरल रूप तक हल करें, और आरएचएस को भी एक सरल रूप तक हल कर दें!

महत्वपूर्ण सूत्र, सर्वसमिकाएँ एवं प्रमेय

साइन अनुपात
sin θ = लंब / कर्ण = P / H
कोसाइन अनुपात
cos θ = आधार / कर्ण = B / H
स्पर्शरेखा अनुपात
tan θ = लंब / आधार = P / B = sin θ / cos θ
कोसेकेंट अनुपात
cosec θ = कर्ण / लंब = H / P = 1 / sin θ
सेकेंट अनुपात
sec θ = कर्ण / आधार = H / B = 1 / cos θ
कोटैंजेंट अनुपात
cot θ = आधार / लंब = B / P = cos θ / sin θ
मूल सर्वसमिका 1
sin² θ + cos² θ = 1 ⇒ sin² θ = 1 - cos² θ
मूल सर्वसमिका 2
1 + tan² θ = sec² θ ⇒ sec² θ - tan² θ = 1
मूल सर्वसमिका 3
1 + cot² θ = cosec² θ ⇒ cosec² θ - cot² θ = 1
पूरक कोण: साइन और कोसाइन
sin(90° - θ) = cos θ, cos(90° - θ) = sin θ
पूरक कोण: टैन और Cot
tan(90° - θ) = cot θ, cot(90° - θ) = tan θ
पूर्ण कोण: Sec और Cosec
sec(90° - θ) = cosec θ, cosec(90° - θ) = sec θ

अवधारणात्मक हल उदाहरण एवं अनुप्रयोग (Solved Examples)

उदाहरण 1
uda 1. यदि tan A = 4/3 है, तो कोण A के अन्य सभी त्रिकोणमितीय अनुपात ज्ञात होंगे। (जेएसी 2020, 2023 - 3 अंक)
विस्तृत समाधान / उत्तर:
चरण 1: समकोण मोटरसाइकिल की भुजाएं ज्ञात करें:
हम जानते हैं कि $\tan A = \frac{\text{लंब}}{\text{आधार}} = \frac{BC}{AB} = \frac{4}{3}$
माना लम्ब $P = 4k$ तथा आधार $B = 3k$ (जहाँ $k > 0$ धन संख्या है)।
पाइथागोरस प्रमेय कर्ण द्वारा $H$ पुनः:
$$H^2 = P^2 + B^2 = (4k)^2 + (3k)^2 = 16k^2 + 9k^2 = 25k^2$$ $$H = \sqrt{25k^2} = 5k$$
चरण 2: सभी त्रिकोणमितीय अनुपात के मान लिपि:
$$\sin A = \frac{P}{H} = \frac{4k}{5k} = \frac{4}{5}$$ $$\cos A = \frac{B}{H} = \frac{3k}{5k} = \frac{3}{5}$$ $$\text{cosec } A = \frac{1}{\sin A} = \frac{5}{4}$$ $$\sec A = \frac{1}{\cos A} = \frac{5}{3}$$ $$\cot A = \frac{1}{\tan A} = \frac{3}{4}$$
उत्तर: $\sin A = 4/5, \cos A = 3/5, \text{cosec } A = 5/4, \sec A = 5/3, \cot A = 3/4$।
उदाहरण 2
उदा 2. मान ज्ञात श्रेणी: (sin 30° + tan 45° - cosec 60°) / (sec 30° + cos 60° + cot 45°)। (एनसीईआरटी/जेएसी 2019, 2022 - 3 अंक)
विस्तृत समाधान / उत्तर:
चरण 1: विशिष्ट रंगों के मान विवरण:
$\sin 30^\circ = \frac{1}{2}, \; \tan 45^\circ = 1, \; \text{cosec } 60^\circ = \frac{2}{\sqrt{3}}$
$\sec 30^\circ = \frac{2}{\sqrt{3}}, \; \cos 60^\circ = \frac{1}{2}, \; \cot 45^\circ = 1$

अंश:
$$\frac{1}{2} + 1 - \frac{2}{\sqrt{3}} = \frac{3}{2} - \frac{2}{\sqrt{3}} = \frac{3\sqrt{3} - 4}{2\sqrt{3}}$$ हर:
$$\frac{2}{\sqrt{3}} + \frac{1}{2} + 1 = \frac{2}{\sqrt{3}} + \frac{3}{2} = \frac{4 + 3\sqrt{3}}{2\sqrt{3}} = \frac{3\sqrt{3} + 4}{2\sqrt{3}}$$ पूरा व्यंजक:
$$\frac{\frac{3\sqrt{3} - 4}{2\sqrt{3}}}{\frac{3\sqrt{3} + 4}{2\sqrt{3}}} = \frac{3\sqrt{3} - 4}{3\sqrt{3} + 4}$$
चरण 2: हर का अंतिम चरण:
$$\frac{(3\sqrt{3} - 4)(3\sqrt{3} - 4)}{(3\sqrt{3} + 4)(3\sqrt{3} - 4)} = \frac{(3\sqrt{3} - 4)^2}{(3\sqrt{3})^2 - 4^2}$$ $$= \frac{(27 + 16 - 24\sqrt{3})}{27 - 16} = \frac{43 - 24\sqrt{3}}{11}$$
उत्तर: अभी अभी $\frac{43 - 24\sqrt{3}}{11}$ है।
उदाहरण 3
उदा 3. सिद्ध करें: (cos A / (1 + पाप A)) + ((1 + पाप A) / cos A) = 2 सेकंड A। (JAC 2018, 2021, 2024 - 4 अंक)
विस्तृत समाधान / उत्तर:
चरण 1: बाण पक्ष (LHS) लें:
$$\text{LHS} = \frac{\cos A}{1 + \sin A} + \frac{1 + \sin A}{\cos A}$$
चरण 2: एल.एस. (एलसीएम) लेकर अतिरिक्त:
$$\text{LHS} = \frac{\cos^2 A + (1 + \sin A)^2}{(1 + \sin A)\cos A}$$
चरण 3: अंश का विस्तार:
$$\text{LHS} = \frac{\cos^2 A + (1 + 2\sin A + \sin^2 A)}{(1 + \sin A)\cos A}$$ $\cos^2 A + \sin^2 A = 1$होता है:
$$\text{LHS} = \frac{(1) + 1 + 2\sin A}{(1 + \sin A)\cos A} = \frac{2 + 2\sin A}{(1 + \sin A)\cos A}$$
चरण 4: 2 उभयनिष्ठा (सामान्य) लें:
$$\text{LHS} = \frac{2(1 + \sin A)}{(1 + \sin A)\cos A} = \frac{2}{\cos A} = 2\sec A = \text{RHS}$$
इति सिद्धम्।
उदाहरण 4
उदा 4. सिद्ध किया: √((1 + पाप ए) / (1 - पाप ए)) = सेक ए + तन ए। (एनसीईआरटी/जेएसी 2019, 2023 - 4 अंक)
विस्तृत समाधान / उत्तर:
चरण 1: बायन पक्ष (एलएचएस) लें और करणी के अंदर प्रस्तुति करें:
$$\text{LHS} = \sqrt{\frac{1 + \sin A}{1 - \sin A}}$$ अंश और हर में $(1 + \sin A)$ से गुणा करने पर:
$$\text{LHS} = \sqrt{\frac{(1 + \sin A)(1 + \sin A)}{(1 - \sin A)(1 + \sin A)}} = \sqrt{\frac{(1 + \sin A)^2}{1 - \sin^2 A}}$$ हम जानते हैं कि $1 - \sin^2 A = \cos^2 A$, मूलतः:
$$\text{LHS} = \sqrt{\frac{(1 + \sin A)^2}{\cos^2 A}} = \frac{1 + \sin A}{\cos A}$$
चरण 2: उत्तरों को अलग-अलग करें:
$$\text{LHS} = \frac{1}{\cos A} + \frac{\sin A}{\cos A} = \sec A + \tan A = \text{RHS}$$
इति सिद्धम्।
उदाहरण 5
उदा 5. सिद्ध किया: (sin A + cosec A)² + (cos A + sec A)² = 7 + tan² A + cot² A। (जेएसी बोर्ड 5 अंक अनिवार्य प्रश्न)
विस्तृत समाधान / उत्तर:
चरण 1: ब्यां पक्ष (एलएचएस) का विस्तार करें:
$$\text{LHS} = (\sin^2 A + 2\sin A \cdot \text{cosec } A + \text{cosec}^2 A) + (\cos^2 A + 2\cos A \cdot \sec A + \sec^2 A)$$
चरण 2: व्युत्क्रम निरीक्षण का प्रयोग करें:
हम जानते हैं कि $\sin A \cdot \text{cosec } A = 1$ और $\cos A \cdot \sec A = 1$, मूलतः:
$$\text{LHS} = (\sin^2 A + \cos^2 A) + (2 \times 1) + (2 \times 1) + \text{cosec}^2 A + \sec^2 A$$ $$= 1 + 2 + 2 + \text{cosec}^2 A + \sec^2 A = 5 + \text{cosec}^2 A + \sec^2 A$$
चरण 3: टैन और खाट द्वारा सर्वसम रसद का आकार:
हम जानते हैं कि $\text{cosec}^2 A = 1 + \cot^2 A$ और $\sec^2 A = 1 + \tan^2 A$:
$$\text{LHS} = 5 + (1 + \cot^2 A) + (1 + \tan^2 A)$$ $$= (5 + 1 + 1) + \tan^2 A + \cot^2 A$$ $$= 7 + \tan^2 A + \cot^2 A = \text{RHS}$$
इति सिद्धम्।

सामान्य गलतियाँ एवं परीक्षक के जाल (Examiner Traps)

सामान्य भ्रम / गलत उत्तर

कोन स्थिर पर अंग और आधार को स्थिर मान लेना (जैसे ∠C के लिए भी एबी को आधार मान लेना)।

सही वैज्ञानिक तथ्य

कर्ण सदैव स्थिर रहता है, परंतु लंब और आधार कोण के अनुसार बदलते हैं। कोण के ठीक सामने वाली भुजा ही लंब होती है।

सामान्य भ्रम / गलत उत्तर

sin² θ को (sin θ)² के स्थान पर पाप θ² कहा जाता है।

सही वैज्ञानिक तथ्य

sin² θ का अर्थ (पाप) θ) का पूरा वर्ग है। पाप θ² का अर्थ कोण θ के वर्ग का संकेत है, जो सर्वथा भिन्न है।

सामान्य भ्रम / गलत उत्तर

विशिष्ट मानों में tan 90° या cosec 0° का मान शून्य (0) लिखना होता है।

सही वैज्ञानिक तथ्य

tan 90° और cosec 0° में हर 0 हो जाता है, वास्तव में ये अपरिभाषित (अपरिभाषित / ∞) होते हैं, शून्य नहीं।

सामान्य भ्रम / गलत उत्तर

सर्वसमिका 1 + tan² θ = sec² θ को 1 + sec² θ = tan² θ देना।

सही वैज्ञानिक तथ्य

सही रूप sec² θ - tan² θ = 1 है। इसी प्रकार cosec² θ - cot² θ = 1 होता है।

सामान्य भ्रम / गलत उत्तर

सिद्ध करने वाले अभिलेख में एलएचएस से आरएचएस तक समय सीमा को एक साथ हल करके अनुपात बनाया गया।

सही वैज्ञानिक तथ्य

बोर्ड में प्रमाणित करने के लिए एलएचएस से शुरुआत करके स्वतंत्र रूप से आरएचएस तक पहुंचना चाहिए, दोनों को समान लेकर चलना शुरू करना चाहिए।

त्रिकोणमिति - समकोण त्रिभुज अनुपात एवं सर्वसमिका संकल्पना मानचित्र

त्रिकोणमिति का परिचय (Introduction to Trigonometry) - संपूर्ण संकल्पना समकोण त्रिभुज एवं T-अनुपात A (θ) B (90°) C आधार (B) लंब (P) कर्ण (H) sin = P/H | cos = B/H | tan = P/B तीन आधारभूत सर्वसमिकाएँ सर्वसमिका 1 (मूल): sin² θ + cos² θ = 1 सर्वसमिका 2 (Secant & Tan): 1 + tan² θ = sec² θ सर्वसमिका 3 (Cosec & Cot): 1 + cot² θ = cosec² θ पूरक कोण संबंध: sin(90°-θ) = cos θ | tan(90°-θ) = cot θ

अध्याय का सार संक्षेप एवं 10 मुख्य निष्कर्ष

मुख्य बिंदु 1
समकोण त्रिभुज में कोण θ के सामने वाली भुजा लंब (P), संलग्न भुजा आधार (B) तथा 90° के सम्मुख भुजा कर्ण (H) कहलाती है।
मुख्य बिंदु 2
छह त्रिकोणमितीय अनुपात: पाप θ = P/H, cos θ = B/H, tan θ = P/B, cosec θ = H/P, sec θ = H/B, cot θ = B/P।
मुख्य बिंदु 3
व्युत्क्रम संबंध: पाप θ = 1/cosec θ, cos θ = 1/sec θ, tan θ = 1/cot θ = पाप θ / cos θ।
मुख्य बिंदु 4
विशिष्ट मान: पाप 0° = 0, पाप 30° = 1/2, पाप 45° = 1/√2, पाप 60° = √3/2, पाप 90° = 1।
मुख्य बिंदु 5
cos के मान पाप के उल्टे क्रम में होते हैं: cos 0° = 1, cos 30° = √3/2, cos 45° = 1/√2, cos 60° = 1/2, cos 90° = 0।
मुख्य बिंदु 6
tan के मान: tan 0° = 0, tan 30° = 1/√3, tan 45° = 1, tan 60° = √3, tan 90° अधिभाषित।
मुख्य बिंदु 7
एकीकृत कोण: पाप(90° - θ) = cos θ, cos(90° - θ) = पाप θ, tan(90° - θ) = cot θ।
मुख्य बिंदु 8
मूल सर्वसमिका: syn² θ + cos² θ = 1 ⇒ syn² θ = 1 - cos² θ।
मुख्य बिंदु 9
द्वितीय सर्वसमिका: 1 + tan² θ = sec² θ ⇒ sec² θ - tan² θ = 1।
मुख्य बिंदु 10
तृतीय सर्वसमिका: 1 + cot² θ = cosec² θ ⇒ cosec² θ - cot² θ = 1।

स्व-मूल्यांकन अभ्यास (Check Your Understanding)

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

1
1. यदि पाप θ = 3/5 हो, तो tan θ का मान क्या होगा?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: लंब P = 3, कर्ण H = 5 ⇒ आधार B = √(25 - 9) = 4। मूलतः tan θ = P/B = 3/4।
2
2. 9 सेकंड² ए - 9 सेकंड² ए का मान क्या होगा?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: 9 उभयनिष्ठा लेने पर: 9(सेकंड ए - टैन² ए) = 9(1) = 9।
3
3. syn 18° / cos 72° का मान क्या होगा?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: sin 18° = syn(90° - 72°) = cos 72° ⇒ cos 72° / cos 72° = 1.
4
4. (1 + tan² θ) · cos² θ का मान क्या होगा?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: 1 + tan² θ = sec² θ ⇒ sec² θ · cos² θ = (1/cos² θ) · cos² θ = 1.
5
5. यदि tan 2A = cot(A - 18°), जहां 2A न्यूनकोण है, तो A का मान क्या होगा?
उत्तर एवं व्याख्या देखें
उत्तर: tan 2A = cot(90° - 2A) ⇒ cot(90° - 2A) = cot(A - 18°) ⇒ 90° - 2A = A - 18° ⇒ 3A = 108° ⇒ A = 36°।
अध्याय का अध्ययन पूर्ण हुआ?
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कक्षा 10 Mathematics (211) के सभी अध्याय

अध्याय 1: संख्या पद्धति (Number Systems) अध्याय 2: घातांक और करणी (Exponents and Radicals) अध्याय 3: बीजीय व्यंजक एवं बहुपद (Algebraic Expressions and Polynomials) अध्याय 4: विशेष गुणनफल एवं गुणनखंडन (Special Products and Factorization) अध्याय 5: रैखिक समीकरण (Linear Equations) अध्याय 6: द्विघात समीकरण (Quadratic Equations) अध्याय 7: समांतर श्रेढ़ी (Arithmetic Progressions) अध्याय 8: प्रतिशतता एवं उसके अनुप्रयोग (Percentage and Applications) अध्याय 9: किस्त खरीद (Instalment Buying) अध्याय 10: रेखाएँ और कोण (Lines and Angles) अध्याय 11: त्रिभुजों की सर्वांगसमता (Congruence of Triangles) अध्याय 12: संगामी रेखाएँ (Concurrent Lines) अध्याय 13: चतुर्भुज (Quadrilaterals) अध्याय 14: त्रिभुजों की समरूपता (Similarity of Triangles) अध्याय 15: वृत्त (Circles) अध्याय 16: वृत्त में कोण एवं चक्रीय चतुर्भुज (Angles in a Circle and Cyclic Quad) अध्याय 17: छेदक, स्पर्श रेखाएँ एवं उनके गुण (Secants and Tangents) अध्याय 18: रचनाएँ (Constructions) अध्याय 19: निर्देशांक ज्यामिति (Coordinate Geometry) अध्याय 20: समतल आकृतियों के परिमाप एवं क्षेत्रफल (Perimeters and Area) अध्याय 21: ठोस आकृतियों के पृष्ठीय क्षेत्रफल एवं आयतन (Surface Area and Volume) अध्याय 22: त्रिकोणमिति का परिचय (Introduction to Trigonometry) अध्याय 23: विशिष्ट कोणों के त्रिकोणमितीय अनुपात (Trigonometric Ratios) अध्याय 24: आँकड़े एवं उनका निरूपण (Data and Their Representation) अध्याय 25: केन्द्रीय प्रवृत्ति के उपाय (Measures of Central Tendency) अध्याय 26: प्रायिकता का परिचय (Introduction to Probability)

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