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SSC CGLगणित (Quantitative Aptitude)बीजगणित: सर्वसमिकाएँ
Algebra: Algebraic Identities
SSC CGL, CHSL और CPO की Tier-1 परीक्षा में बीजगणित से 2 से 3 प्रश्न तथा Tier-2 में 3 से 5 प्रश्न सीधे सर्वसमिकाओं पर आधारित होते हैं। यदि आपको मानक सूत्र और वैल्यू पुटिंग तकनीक याद हैं, तो बिना अधिक गणना के पूरे अंक प्राप्त किए जा सकते हैं।
द्विघात सर्वसमिकाएँ
द्विघात सर्वसमिकाएँ (Quadratic Identities) बीजगणित के वे मूल सूत्र हैं जो दो या तीन चरों के योग, अंतर और गुणनफल के बीच संबंध दर्शाते हैं। ये सूत्र ज्यामितीय रूप से वर्गों और आयतों के क्षेत्रफलों के योग से सिद्ध होते हैं, जैसे (a + b)² का अर्थ (a + b) भुजा वाले वर्ग का क्षेत्रफल होता है। परीक्षा में जब भी दो या तीन संख्याओं का योग और गुणनफल दिया हो तथा उनके वर्गों का योग या अंतर पूछा जाए, तो सीधे इन सर्वसमिकाओं का प्रयोग किया जाता है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 (a + b)² + (a - b)² = 2(a² + b²) तथा (a + b)² - (a - b)² = 4ab — जब दो संख्याओं के योग (a + b), अंतर (a - b), वर्गों के योग (a² + b²) या गुणनफल (ab) में से किन्हीं दो के मान दिए हों और अन्य का मान ज्ञात करना हो।
- उदाहरण 1: यदि a + b = 10 और ab = 21 है, तो (a - b) का धनात्मक मान ज्ञात कीजिए।
(a - b)² = (a + b)² - 4ab
(a - b)² = (10)² - 4(21)
(a - b)² = 100 - 84
(a - b)² = 16
a - b = √16 = 4
- ✔ उत्तर: 4
- उदाहरण 2: यदि x + y = 12 और x² + y² = 80 है, तो xy का मान ज्ञात कीजिए।
(x + y)² = x² + y² + 2xy
(12)² = 80 + 2xy
144 = 80 + 2xy
2xy = 144 - 80
2xy = 64
xy = 32
📐 a² - b² = (a + b)(a - b) — जब दो पदों के वर्गों का अंतर दिया हो या गणना को सरल बनाने के लिए दो संख्याओं के गुणनफल को (x + y)(x - y) के रूप में बदलना हो।
- उदाहरण 3: मान ज्ञात कीजिए: (105)² - (95)²
a² - b² = (a + b)(a - b)
(105)² - (95)² = (105 + 95)(105 - 95)
= 200 × 10
= 2000
- ✔ उत्तर: 2000
- उदाहरण 4: यदि x² - y² = 56 और x - y = 4 है, तो (x + y) का मान क्या होगा?
x² - y² = (x + y)(x - y)
56 = (x + y) × 4
x + y = 56 / 4
x + y = 14
📐 (a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca) — जब तीन चरों के योग (a + b + c), उनके वर्गों के योग (a² + b² + c²) या दो-दो के गुणनफल के योग (ab + bc + ca) से संबंधित प्रश्न पूछा जाए।
- उदाहरण 5: यदि a + b + c = 9 और ab + bc + ca = 23 है, तो a² + b² + c² का मान ज्ञात कीजिए।
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(9)² = a² + b² + c² + 2(23)
81 = a² + b² + c² + 46
a² + b² + c² = 81 - 46
a² + b² + c² = 35
- ✔ उत्तर: 35
- उदाहरण 6: यदि a² + b² + c² = 50 और ab + bc + ca = 47 है, तो (a + b + c) का धनात्मक मान क्या होगा?
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(a + b + c)² = 50 + 2(47)
(a + b + c)² = 50 + 94
(a + b + c)² = 144
a + b + c = √144 = 12
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- दो चरों के योग/अंतर और गुणनफल से वर्गों का मान
- योग और अंतर के परस्पर रूपांतरण पर आधारित प्रश्न
- वर्गांतर सूत्र a² - b² का अनुप्रयोग
- गुणांकों (Coefficients) के साथ वर्ग सर्वसमिका
- तीन चरों की सर्वसमिका (a+b+c)² पर आधारित प्रश्न
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 7 [दो चरों के योग/अंतर और गुणनफल से वर्गों का मान]: यदि a + b = 11 और ab = 30 है, तो a² + b² का मान क्या होगा?
(a + b)² = a² + b² + 2ab
(11)² = a² + b² + 2(30)
121 = a² + b² + 60
a² + b² = 121 - 60
a² + b² = 61
- ✔ उत्तर: 61
- प्रश्न 8 [योग और अंतर के परस्पर रूपांतरण पर आधारित प्रश्न]: यदि x - y = 5 और xy = 24 है, तो (x + y) का धनात्मक मान ज्ञात कीजिए।
(x + y)² = (x - y)² + 4xy
(x + y)² = (5)² + 4(24)
(x + y)² = 25 + 96
(x + y)² = 121
x + y = √121 = 11
- ✔ उत्तर: 11
- प्रश्न 9 [वर्गांतर सूत्र a² - b² का अनुप्रयोग]: यदि x² - y² = 88 तथा x + y = 22 है, तो x का मान ज्ञात कीजिए।
x² - y² = (x + y)(x - y)
88 = 22 × (x - y)
x - y = 88 / 22 = 4
अब: (x + y) + (x - y) = 22 + 4
2x = 26
x = 13
- ✔ उत्तर: 13
- प्रश्न 10 [गुणांकों (Coefficients) के साथ वर्ग सर्वसमिका]: यदि 2x + 3y = 13 और xy = 6 है, तो 4x² + 9y² का मान क्या होगा?
(2x + 3y)² = (2x)² + (3y)² + 2(2x)(3y)
(2x + 3y)² = 4x² + 9y² + 12xy
(13)² = 4x² + 9y² + 12(6)
169 = 4x² + 9y² + 72
4x² + 9y² = 169 - 72 = 97
- ✔ उत्तर: 97
- प्रश्न 11 [तीन चरों की सर्वसमिका (a+b+c)² पर आधारित प्रश्न]: यदि a + b + c = 12 और a² + b² + c² = 64 है, तो ab + bc + ca का मान ज्ञात कीजिए।
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(12)² = 64 + 2(ab + bc + ca)
144 - 64 = 2(ab + bc + ca)
80 = 2(ab + bc + ca)
ab + bc + ca = 80 / 2 = 40
- ✔ उत्तर: 40
- प्रश्न 12 [तीन चरों की सर्वसमिका (a+b+c)² पर आधारित प्रश्न]: यदि a + b + c = 10 और ab + bc + ca = 31 है, तो a² + b² + c² का मान ज्ञात कीजिए।
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(10)² = a² + b² + c² + 2(31)
100 = a² + b² + c² + 62
a² + b² + c² = 100 - 62
a² + b² + c² = 38
- ✔ उत्तर: 38
- प्रश्न 13 [गुणांकों (Coefficients) के साथ वर्ग सर्वसमिका]: यदि 3x - 2y = 8 और xy = 5 है, तो 9x² + 4y² का मान ज्ञात कीजिए।
(3x - 2y)² = (3x)² + (2y)² - 2(3x)(2y)
(3x - 2y)² = 9x² + 4y² - 12xy
(8)² = 9x² + 4y² - 12(5)
64 = 9x² + 4y² - 60
9x² + 4y² = 64 + 60 = 124
परीक्षा में कैसे आता है
SSC CGL, CHSL, CPO और Railway में इस सब-टॉपिक से 1 से 2 प्रश्न लगभग प्रत्येक शिफ्ट के Tier-1 और Tier-2 में सीधे पूछे जाते हैं। प्रश्न सामान्यतः योग/अंतर देकर वर्गों का मान या तीन चरों के संबंधों पर आधारित होते हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ गुणांक वाले प्रश्नों में 2ab लिखते समय गुणांक भूल जाना (जैसे 2x + 3y के वर्ग में 2ab को 2xy लिख देना जबकि यह 12xy होता है)।
- ✘ (a + b)² - (a - b)² = 4ab और (a + b)² + (a - b)² = 2(a² + b²) के बीच भ्रमित होकर गलत चिह्न लगा देना।
- ✘ (a + b + c)² सूत्र में 2 को केवल ab से गुणा करना और bc तथा ca के साथ 2 लगाना भूल जाना।
💡 जब भी (x + y) देकर (x - y) पूछा जाए, तो सीधे (x - y)² = (x + y)² - 4xy का प्रयोग करें; अलग-अलग x और y निकालने में समय व्यर्थ न करें। coefficients होने पर मध्य पद 2 × (पहला पद) × (दूसरा पद) ध्यान से लिखें।
घनों की सर्वसमिकाएँ (a³ ± b³ और a³+b³+c³-3abc)
यह उप-विषय बीजीय घनों (Algebraic Cubes) के विस्तार और गुणनखंड पर आधारित है। जब दो संख्याओं के घनों का योग या अंतर निकालना हो, तो हम (a³ + b³) और (a³ - b³) के सूत्रों का प्रयोग करते हैं। तीन चरों के लिए, सर्वसमिका a³ + b³ + c³ - 3abc अत्यंत महत्वपूर्ण है, जिसका मान शून्य हो जाता है यदि a + b + c = 0 हो। परीक्षा में जब भी तीन पदों के घनों का योग पूछा जाए, तो सबसे पहले यह जाँचें कि क्या उनका योग शून्य (0) आ रहा है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 a³ + b³ = (a + b)(a² - ab + b²) = (a + b)³ - 3ab(a + b) तथा a³ - b³ = (a - b)(a² + ab + b²) = (a - b)³ + 3ab(a - b) — जब (a + b) या (a - b) और ab का मान दिया हो और a³ ± b³ ज्ञात करना हो।
- उदाहरण 14: यदि a + b = 7 और ab = 10 है, तो a³ + b³ का मान ज्ञात कीजिए।
a³ + b³ = (a + b)³ - 3ab(a + b)
= (7)³ - 3(10)(7)
= 343 - 210
= 133
- ✔ उत्तर: 133
- उदाहरण 15: यदि a - b = 3 और ab = 4 है, तो a³ - b³ का मान ज्ञात कीजिए।
a³ - b³ = (a - b)³ + 3ab(a - b)
= (3)³ + 3(4)(3)
= 27 + 36
= 63
📐 a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)[(a + b + c)² - 3(ab + bc + ca)] = ½(a + b + c)[(a - b)² + (b - c)² + (c - a)²] — जब a, b, c के मान बहुत बड़े या निकट हों, अथवा (a + b + c) और (ab + bc + ca) का मान दिया गया हो।
- उदाहरण 16: यदि a = 95, b = 96 और c = 97 है, तो a³ + b³ + c³ - 3abc का मान ज्ञात कीजिए।
a + b + c = 95 + 96 + 97 = 288
(a - b)² = (95 - 96)² = 1
(b - c)² = (96 - 97)² = 1
(c - a)² = (97 - 95)² = 4
मान = ½ × 288 × (1 + 1 + 4)
= ½ × 288 × 6
= 288 × 3 = 864
- ✔ उत्तर: 864
- उदाहरण 17: यदि a + b + c = 8 और ab + bc + ca = 19 है, तो a³ + b³ + c³ - 3abc का मान क्या होगा?
सूत्र: (a + b + c)[(a + b + c)² - 3(ab + bc + ca)]
= 8 × [(8)² - 3(19)]
= 8 × [64 - 57]
= 8 × 7
= 56
📐 यदि a + b + c = 0 हो, तो a³ + b³ + c³ = 3abc — जब तीनों संख्याओं का योग शून्य हो और उनके घनों का योग ज्ञात करना हो।
- उदाहरण 18: यदि x + y + z = 0 है, तो (x²/yz) + (y²/zx) + (z²/xy) का मान ज्ञात कीजिए।
व्यंजक = (x³ + y³ + z³) / xyz
चूँकि x + y + z = 0, अतः x³ + y³ + z³ = 3xyz
व्यंजक = 3xyz / xyz
= 3
- ✔ उत्तर: 3
- उदाहरण 19: मान ज्ञात कीजिए: (28)³ + (-15)³ + (-13)³
यहाँ a = 28, b = -15, c = -13
a + b + c = 28 + (-15) + (-13) = 0
अतः a³ + b³ + c³ = 3abc
= 3 × 28 × (-15) × (-13)
= 84 × 195
= 16380
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- दो पदों के घनों का योग तथा अंतर (a³ ± b³)
- शर्त a + b + c = 0 पर आधारित प्रश्न (a³ + b³ + c³ = 3abc)
- क्रमागत या निकटतम संख्याओं के लिए ½(a+b+c)[(a-b)²+(b-c)²+(c-a)²] का प्रयोग
- (a+b+c) और (ab+bc+ca) या (a²+b²+c²) से a³+b³+c³-3abc ज्ञात करना
- चक्रीय पदों (Cyclic terms) के घनों का सरलीकरण
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 20 [दो पदों के घनों का योग तथा अंतर (a³ ± b³)]: यदि x + y = 6 और xy = 8 है, तो x³ + y³ का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: x³ + y³ = (x + y)³ - 3xy(x + y)
मान रखने पर = (6)³ - 3(8)(6)
= 216 - 144
= 72
- ✔ उत्तर: 72
- प्रश्न 21 [दो पदों के घनों का योग तथा अंतर (a³ ± b³)]: यदि 2a - 3b = 5 और ab = 2 है, तो 8a³ - 27b³ का मान क्या होगा?
8a³ - 27b³ = (2a)³ - (3b)³
= (2a - 3b)³ + 3(2a)(3b)(2a - 3b)
= (5)³ + 18(ab)(5)
= 125 + 18(2)(5)
= 125 + 180
= 305
- ✔ उत्तर: 305
- प्रश्न 22 [शर्त a + b + c = 0 पर आधारित प्रश्न (a³ + b³ + c³ = 3abc)]: यदि a + b + c = 0 है, तो (a²/bc) + (b²/ca) + (c²/ab) का मान क्या होगा?
ल.स.प. (LCM) लेने पर = (a³ + b³ + c³) / abc
हम जानते हैं कि यदि a + b + c = 0, तो a³ + b³ + c³ = 3abc
अतः मान = 3abc / abc
= 3
- ✔ उत्तर: 3
- प्रश्न 23 [शर्त a + b + c = 0 पर आधारित प्रश्न (a³ + b³ + c³ = 3abc)]: मान ज्ञात कीजिए: (55)³ + (-25)³ + (-30)³
माना a = 55, b = -25, c = -30
a + b + c = 55 - 25 - 30 = 0
जब a + b + c = 0, तब a³ + b³ + c³ = 3abc
= 3 × (55) × (-25) × (-30)
= 165 × 750
= 123750
- ✔ उत्तर: 123750
- प्रश्न 24 [क्रमागत या निकटतम संख्याओं के लिए ½(a+b+c)[(a-b)²+(b-c)²+(c-a)²] का प्रयोग]: यदि x = 997, y = 998 और z = 999 है, तो x³ + y³ + z³ - 3xyz का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: ½(x + y + z)[(x - y)² + (y - z)² + (z - x)²]
x + y + z = 997 + 998 + 999 = 2994
x - y = -1 ⇒ (-1)² = 1
y - z = -1 ⇒ (-1)² = 1
z - x = 2 ⇒ (2)² = 4
कोष्ठक का मान = 1 + 1 + 4 = 6
मान = ½ × 2994 × 6 = 2994 × 3 = 8982
- ✔ उत्तर: 8982
- प्रश्न 25 [(a+b+c) और (ab+bc+ca) या (a²+b²+c²) से a³+b³+c³-3abc ज्ञात करना]: यदि a + b + c = 11 और ab + bc + ca = 38 है, तो a³ + b³ + c³ - 3abc का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)[(a + b + c)² - 3(ab + bc + ca)]
मान प्रतिस्थापित करने पर:
= 11 × [(11)² - 3(38)]
= 11 × [121 - 114]
= 11 × 7
= 77
- ✔ उत्तर: 77
- प्रश्न 26 [चक्रीय पदों (Cyclic terms) के घनों का सरलीकरण]: [(a - b)³ + (b - c)³ + (c - a)³] / [(a - b)(b - c)(c - a)] का मान ज्ञात कीजिए, जहाँ a ≠ b ≠ c है।
माना x = a - b, y = b - c, z = c - a
x + y + z = (a - b) + (b - c) + (c - a) = 0
चूँकि x + y + z = 0, अतः x³ + y³ + z³ = 3xyz
(a - b)³ + (b - c)³ + (c - a)³ = 3(a - b)(b - c)(c - a)
दिए गए व्यंजक में मान रखने पर = [3(a - b)(b - c)(c - a)] / [(a - b)(b - c)(c - a)]
= 3
परीक्षा में कैसे आता है
SSC CGL (Tier-1 और Tier-2), CHSL तथा CPO में इस उप-विषय से प्रत्येक शिफ्ट में 1-2 प्रश्न निश्चित रूप से पूछे जाते हैं। विशेषकर 'a+b+c=0' और क्रमागत संख्याओं (A.P.) वाले प्रश्न बार-बार आते हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ a³ - b³ के गुणनखंड में (a² + ab + b²) की जगह गलती से -ab या +2ab लिख देना।
- ✘ ऋणात्मक संख्याओं के गुणन (3abc) में चिह्न (sign) की गलती करना, जैसे दो ऋणात्मक पदों का गुणन धनात्मक होता है।
- ✘ बड़ी संख्याओं (जैसे 997, 998, 999) का सीधे घन निकालने का प्रयास करना, बजाय ½(a+b+c)[(a-b)²+(b-c)²+(c-a)²] सूत्र लगाने के।
💡 यदि a, b, c सार्व-अंतर 'd' के साथ समांतर श्रेणी (A.P.) में हों, तो सीधे शॉर्टकट a³ + b³ + c³ - 3abc = 9 × (मध्य पद) × d² का प्रयोग करें। उदाहरण के लिए (997, 998, 999) में मान = 9 × 998 × (1)² = 8982 होगा। ट्रिक मात्र 5 सेकंड में उत्तर देगी। (बशर्ते पद A.P. में हों)।
x + 1/x = k प्रकार के प्रश्न
SSC परीक्षाओं में x + 1/x = k मान देकर x^2 + 1/x^2, x^3 + 1/x^3, x^4 + 1/x^4, x^5 + 1/x^5 आदि के मान पूछे जाते हैं। इन प्रश्नों में (x + 1/x)^2 = x^2 + 1/x^2 + 2 सूत्र का प्रयोग होता है। इसी प्रकार घन के लिए (x + 1/x)^3 = x^3 + 1/x^3 + 3(x + 1/x) का प्रयोग होता है। उच्च घातों (जैसे घात 5) के लिए घात 2 और घात 3 के मानों का गुणा करके समायोजन किया जाता है। प्रश्न को पहचानना आसान है; समीकरण में चर (variable) और उसका व्युत्क्रम (reciprocal) दिया रहता है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 यदि x + 1/x = k, तो x^2 + 1/x^2 = k^2 - 2 और x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k — जब x + 1/x का मान दिया हो और x^2 + 1/x^2 या x^3 + 1/x^3 निकालना हो।
- उदाहरण 27: यदि x + 1/x = 4 है, तो x^2 + 1/x^2 का मान ज्ञात कीजिए।
x + 1/x = 4
दोनों तरफ वर्ग करने पर:
(x + 1/x)^2 = 4^2
x^2 + 1/x^2 + 2 = 16
x^2 + 1/x^2 = 16 - 2 = 14
- ✔ उत्तर: 14
- उदाहरण 28: यदि x + 1/x = 3 है, तो x^3 + 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
x + 1/x = 3
सूत्र: x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k
यहाँ k = 3
x^3 + 1/x^3 = 3^3 - 3(3)
x^3 + 1/x^3 = 27 - 9 = 18
📐 यदि x - 1/x = k, तो x^2 + 1/x^2 = k^2 + 2 और x^3 - 1/x^3 = k^3 + 3k — जब x - 1/x का मान दिया हो और वर्ग या घन का मान निकालना हो।
- उदाहरण 29: यदि x - 1/x = 5 है, तो x^2 + 1/x^2 का मान क्या होगा?
x - 1/x = 5
सूत्र: x^2 + 1/x^2 = k^2 + 2
यहाँ k = 5
x^2 + 1/x^2 = 5^2 + 2 = 25 + 2 = 27
- ✔ उत्तर: 27
- उदाहरण 30: यदि x - 1/x = 4 है, तो x^3 - 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
x - 1/x = 4
सूत्र: x^3 - 1/x^3 = k^3 + 3k
यहाँ k = 4
x^3 - 1/x^3 = 4^3 + 3(4)
x^3 - 1/x^3 = 64 + 12 = 76
📐 x^5 + 1/x^5 = (x^2 + 1/x^2)(x^3 + 1/x^3) - (x + 1/x) — जब x + 1/x दिया हो और x^5 + 1/x^5 का मान ज्ञात करना हो।
- उदाहरण 31: यदि x + 1/x = 3 है, तो x^5 + 1/x^5 का मान ज्ञात कीजिए।
k = 3
x^2 + 1/x^2 = 3^2 - 2 = 7
x^3 + 1/x^3 = 3^3 - 3(3) = 18
x^5 + 1/x^5 = (7 × 18) - 3
x^5 + 1/x^5 = 126 - 3 = 123
- ✔ उत्तर: 123
- उदाहरण 32: यदि x + 1/x = 4 है, तो x^5 + 1/x^5 का मान ज्ञात कीजिए।
k = 4
x^2 + 1/x^2 = 4^2 - 2 = 14
x^3 + 1/x^3 = 4^3 - 3(4) = 52
x^5 + 1/x^5 = (14 × 52) - 4
x^5 + 1/x^5 = 728 - 4 = 724
📐 (x + 1/x)^2 - (x - 1/x)^2 = 4, अतः (x - 1/x) = ±√[(x + 1/x)^2 - 4] — जब (x + 1/x) से (x - 1/x) या इसके विपरीत मान में रूपांतरण करना हो।
- उदाहरण 33: यदि x + 1/x = 5 है और x > 1 है, तो x - 1/x का मान क्या होगा?
(x - 1/x)^2 = (x + 1/x)^2 - 4
(x - 1/x)^2 = 5^2 - 4 = 25 - 4 = 21
x - 1/x = √21
- ✔ उत्तर: √21
- उदाहरण 34: यदि x - 1/x = 3 है, तो x + 1/x का मान ज्ञात कीजिए (जहाँ x > 0)।
(x + 1/x)^2 = (x - 1/x)^2 + 4
(x + 1/x)^2 = 3^2 + 4 = 9 + 4 = 13
x + 1/x = √13
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- x + 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना
- x - 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना
- उच्च घातों का मान ज्ञात करना (x^4 + 1/x^4, x^5 + 1/x^5)
- (x + 1/x) से (x - 1/x) में रूपांतरण और अंतर का मान
- समीकरण को x + 1/x रूप में बदलकर हल करना
- विशिष्ट मान स्थिति (यदि x + 1/x = 2 तो x = 1)
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 35 [x + 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना]: यदि x + 1/x = 5 है, तो x^3 + 1/x^3 का मान क्या होगा?
x + 1/x = 5
सूत्र: x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k
k = 5 रखने पर
x^3 + 1/x^3 = 5^3 - 3(5)
x^3 + 1/x^3 = 125 - 15 = 110
- ✔ उत्तर: 110
- प्रश्न 36 [x - 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना]: यदि x - 1/x = 6 है, तो x^3 - 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
x - 1/x = 6
सूत्र: x^3 - 1/x^3 = k^3 + 3k
k = 6 रखने पर
x^3 - 1/x^3 = 6^3 + 3(6)
x^3 - 1/x^3 = 216 + 18 = 234
- ✔ उत्तर: 234
- प्रश्न 37 [उच्च घातों का मान ज्ञात करना (x^4 + 1/x^4, x^5 + 1/x^5)]: यदि x + 1/x = 3 है, तो x^4 + 1/x^4 का मान ज्ञात कीजिए।
x + 1/x = 3
x^2 + 1/x^2 = 3^2 - 2 = 7
पुनः वर्ग करने पर:
x^4 + 1/x^4 = (x^2 + 1/x^2)^2 - 2
x^4 + 1/x^4 = 7^2 - 2 = 49 - 2 = 47
- ✔ उत्तर: 47
- प्रश्न 38 [(x + 1/x) से (x - 1/x) में रूपांतरण और अंतर का मान]: यदि x + 1/x = 4 है, तो x^2 - 1/x^2 का मान ज्ञात कीजिए (जहाँ x > 1)।
x^2 - 1/x^2 = (x + 1/x)(x - 1/x)
दिया है: x + 1/x = 4
x - 1/x = √[(x + 1/x)^2 - 4] = √(4^2 - 4) = √(16 - 4) = √12 = 2√3
x^2 - 1/x^2 = 4 × 2√3 = 8√3
- ✔ उत्तर: 8√3
- प्रश्न 39 [समीकरण को x + 1/x रूप में बदलकर हल करना]: यदि x^2 - 5x + 1 = 0 है, तो x^3 + 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
समीकरण x^2 - 5x + 1 = 0 को x से भाग देने पर:
x - 5 + 1/x = 0
x + 1/x = 5
अब, x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k
= 5^3 - 3(5) = 125 - 15 = 110
- ✔ उत्तर: 110
- प्रश्न 40 [विशिष्ट मान स्थिति (यदि x + 1/x = 2 तो x = 1)]: यदि x + 1/x = 2 है, तो x^100 + 1/x^100 का मान क्या होगा?
यदि x + 1/x = 2 हो, तो सदैव x = 1 होता है
x = 1 रखने पर:
1^100 + 1/(1^100)
= 1 + 1 = 2
- ✔ उत्तर: 2
- प्रश्न 41 [उच्च घातों का मान ज्ञात करना (x^4 + 1/x^4, x^5 + 1/x^5)]: यदि x - 1/x = 3 है, तो x^5 - 1/x^5 का मान ज्ञात कीजिए।
x - 1/x = 3
x^2 + 1/x^2 = 3^2 + 2 = 11
x^3 - 1/x^3 = 3^3 + 3(3) = 36
x^5 - 1/x^5 = (x^2 + 1/x^2)(x^3 - 1/x^3) + (x - 1/x)
x^5 - 1/x^5 = (11 × 36) + 3 = 396 + 3 = 399
परीक्षा में कैसे आता है
SSC CGL, CHSL, MTS और CPO की परीक्षाओं में इस उप-विषय से 1 से 2 प्रश्न लगभग हर शिफ्ट में पूछे जाते हैं। विशेष रूप से x^3 + 1/x^3 और द्विघात समीकरण देकर मान पूछने वाले प्रश्न सर्वाधिक प्रचलित हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ x - 1/x = k दिए होने पर x^2 + 1/x^2 निकालते समय k^2 - 2 घटा देना, जबकि यहाँ k^2 + 2 जोड़ना होता है।
- ✘ x^5 + 1/x^5 निकालते समय (x^2 + 1/x^2)(x^3 + 1/x^3) के गुणनफल में से (x + 1/x) घटाना भूल जाना।
- ✘ x^2 - 1/x^2 का मान निकालने के लिए सीधे वर्ग का सूत्र लगाना, जबकि यह (x - 1/x)(x + 1/x) का गुणनफल होता है।
💡 यदि x + 1/x = 2 हो तो सीधा x = 1 रखें, और यदि x + 1/x = -2 हो तो x = -1 रखकर उत्तर 2 सेकंड में निकालें। It saves exam time completely Target values directly when possible standard values appear in questions without quadratic solution steps necessary always test simple values if k is 2 or minus 2 instantly mentally solved exam level questions faster than formula substitution approach every single time without exception guaranteed accuracy simple quick calculation method tested repeatedly in Tier
मान रखने की विधि (सममित व्यंजक)
जब बीजगणितीय प्रश्न में चर (variables) की संख्या समीकरणों (equations) की संख्या से अधिक होती है, तो अतिरिक्त चरों को स्वेच्छा से कोई भी आसान मान (जैसे 0, 1, -1) दिया जा सकता है। सममित व्यंजकों (symmetric expressions) में सभी चर एक समान व्यवहार करते हैं, इसलिए a = b = c या a = b = 1 जैसी वैल्यू आसानी से रखी जा सकती है। मान रखते समय हमेशा ध्यान रखें कि किसी भी पद का हर (denominator) 0 न बने, क्योंकि 1/0 अपरिभाषित रूप (undefined form) है। इस तकनीक का उपयोग परीक्षा में लंबे व्यंजकों को बिना विस्तृत हल के मात्र कुछ सेकंडों में हल करने के लिए किया जाता है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 स्वतंत्र चर = (कुल चर) - (कुल समीकरण) — जब प्रश्न में दिए गए समीकरणों की संख्या चरों की संख्या से कम हो।
- उदाहरण 42: यदि a + b + c = 0 है, तो (a²/(bc) + b²/(ca) + c²/(ab)) का मान क्या होगा?
समीकरण = 1, चर = 3, अतः स्वतंत्र चर = 3 - 1 = 2
माना a = 1, b = 1, तब c = -(a + b) = -2
मान व्यंजक में रखने पर:
= 1²/(1 × -2) + 1²/(-2 × 1) + (-2)²/(1 × 1)
= -1/2 - 1/2 + 4/1
= -1 + 4 = 3
- ✔ उत्तर: 3
- उदाहरण 43: यदि x + y + z = 6 और xy + yz + zx = 11 है, तो x³ + y³ + z³ - 3xyz का मान ज्ञात कीजिए।
समीकरण = 2, चर = 3, अतः 1 चर (z) को 0 मान सकते हैं
z = 0 रखने पर: x + y = 6 और xy = 11
पूछा गया व्यंजक = x³ + y³
सूत्र: x³ + y³ = (x + y)³ - 3xy(x + y)
= (6)³ - 3(11)(6)
= 216 - 198 = 18
📐 सममित व्यंजक के लिए: a = b = c = 1 (यदि हर ≠ 0) — जब व्यंजक पूरी तरह से सममित हो और कोई विरोधाभासी शर्त न दी गई हो।
- उदाहरण 44: यदि a + b + c = 0 है, तो (a + b)/c + (b + c)/a + (c + a)/b का मान क्या होगा?
माना a = 1, b = 1, तब c = -2 (ताकि a + b + c = 0 बना रहे)
मान रखने पर:
= (1 + 1)/(-2) + (1 - 2)/1 + (-2 + 1)/1
= 2/(-2) + (-1)/1 + (-1)/1
= -1 - 1 - 1 = -3
- ✔ उत्तर: -3
- उदाहरण 45: व्यंजक ((a-b)²/(b-c)(c-a) + (b-c)²/(c-a)(a-b) + (c-a)²/(a-b)(b-c)) का सरलतम मान क्या है?
a = b = c रखने पर हर 0 हो जाएगा, इसलिए a = 0, b = 1, c = 2 लें
a - b = -1, b - c = -1, c - a = 2
मान रखने पर:
= (-1)²/((-1)(2)) + (-1)²/((2)(-1)) + (2)²/((-1)(-1))
= -1/2 - 1/2 + 4/1 = 3
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- 1 समीकरण और 2 या 3 चर में मान रखना (z = 0 या c = 0)
- समानता शर्त के साथ मान रखना (a = b = c)
- हर को 0 होने से बचाते हुए मान रखना (a ≠ b ≠ c)
- शून्य-योग शर्त (a + b + c = 0) पर आधारित प्रश्न
- विकल्पों में भी चर होने पर मान रखना
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 46 [1 समीकरण और 2 या 3 चर में मान रखना (z = 0 या c = 0)]: यदि a + b + c = 0 है, तो (a² + b² + c²)/(ab + bc + ca) का मान क्या होगा?
समीकरण = 1, चर = 3, अतः c = 0 रखें
a + b + 0 = 0 => b = -a
माना a = 1, तो b = -1, c = 0
मान रखने पर:
= (1² + (-1)² + 0²)/(1 × (-1) + (-1) × 0 + 0 × 1)
= (1 + 1 + 0)/(-1 + 0 + 0)
= 2 / (-1) = -2
- ✔ उत्तर: -2
- प्रश्न 47 [1 समीकरण और 2 या 3 चर में मान रखना (z = 0 या c = 0)]: यदि x + y = 1 है, तो x³ + y³ + 3xy - 1 का मान क्या होगा?
समीकरण = 1, चर = 2, अतः y = 0 रखें
x + 0 = 1 => x = 1
मान रखने पर:
= (1)³ + (0)³ + 3(1)(0) - 1
= 1 + 0 + 0 - 1
= 0
- ✔ उत्तर: 0
- प्रश्न 48 [समानता शर्त के साथ मान रखना (a = b = c)]: यदि a/b + b/c + c/a = 3 है जहाँ a, b, c शून्यतर हैं, तो (a³ + b³ + c³)/abc का मान ज्ञात कीजिए।
व्यंजक सममित है, माना a = b = c = 1
शर्त जाँच: 1/1 + 1/1 + 1/1 = 3 (संतुष्ट)
मान व्यंजक में रखने पर:
= (1³ + 1³ + 1³)/(1 × 1 × 1)
= (1 + 1 + 1)/1 = 3
- ✔ उत्तर: 3
- प्रश्न 49 [हर को 0 होने से बचाते हुए मान रखना (a ≠ b ≠ c)]: व्यंजक (a/(a-b) + b/(b-a)) का मान ज्ञात कीजिए जब a ≠ b हो।
यहाँ a = b रखने पर हर 0 हो जाएगा, अतः अलग मान लें
माना a = 2, b = 1
मान रखने पर:
= 2/(2 - 1) + 1/(1 - 2)
= 2/1 + 1/(-1)
= 2 - 1 = 1
- ✔ उत्तर: 1
- प्रश्न 50 [शून्य-योग शर्त (a + b + c = 0) पर आधारित प्रश्न]: यदि a + b + c = 0 है, तो (a + b)²/ab + (b + c)²/bc + (c + a)²/ca का मान क्या होगा?
माना a = 1, b = 1, c = -2 (जिससे a + b + c = 0 हो)
a + b = 2, b + c = -1, c + a = -1
मान व्यंजक में रखने पर:
= (2)²/(1 × 1) + (-1)²/(1 × -2) + (-1)²/(-2 × 1)
= 4/1 - 1/2 - 1/2
= 4 - 1 = 3
- ✔ उत्तर: 3
- प्रश्न 51 [विकल्पों में भी चर होने पर मान रखना]: यदि x = b + c - 2a, y = c + a - 2b, z = a + b - 2c है, तो x + y + z का मान क्या होगा?
मान रखें a = 1, b = 1, c = 1
x = 1 + 1 - 2(1) = 0
y = 1 + 1 - 2(1) = 0
z = 1 + 1 - 2(1) = 0
x + y + z = 0 + 0 + 0 = 0
- ✔ उत्तर: 0
- प्रश्न 52 [समानता शर्त के साथ मान रखना (a = b = c)]: यदि ab + bc + ca = 0 है, तो (1/(a² - bc) + 1/(b² - ca) + 1/(c² - ab)) का मान ज्ञात कीजिए।
माना a = 2, b = 2, c = -1 (जाँच: 2×2 + 2×(-1) + (-1)×2 = 4 - 2 - 2 = 0)
a² - bc = 4 - (2)(-1) = 6
b² - ca = 4 - (-1)(2) = 6
c² - ab = 1 - 4 = -3
व्यंजक में रखने पर:
= 1/6 + 1/6 + 1/(-3)
= 2/6 - 1/3 = 1/3 - 1/3 = 0
परीक्षा में कैसे आता है
SSC CGL, CHSL, CPO और Railway NTPC की परीक्षाओं में वैल्यू पुटिंग तकनीक पर आधारित 2-3 प्रश्न हर शिफ्ट में पूछे जाते हैं। यह अलजेब्रा का सबसे समय बचाने वाला पैटर्न है।
आम गलतियाँ
- ✘ मान रखते समय किसी पद के हर (denominator) में 0 आ जाना, जिससे पद indeterminate (1/0) बन जाता है।
- ✘ दी गई प्रारंभिक शर्त (जैसे a + b + c = 0) को संतुष्ट किए बिना मनमाना मान रख देना।
- ✘ यदि विकल्पों में भी चर दिए गए हों, तो दो विकल्पों का मान समान आने पर पुनः अन्य मान रखकर न देखना।
💡 जब समीकरणों की संख्या चरों से कम हो, तो किसी एक चर को '0' मान लें; इससे व्यंजक के कई पद तुरंत समाप्त हो जाते हैं और गणना बेहद सरल हो जाती है।ನ್ನು,
द्विघात गुणनखंड और a⁴+a²b²+b⁴
इस उप-विषय में हम द्विघात समीकरणों के गुणनखंड और सर्वसमिका a⁴ + a²b² + b⁴ = (a² + ab + b²)(a² - ab + b²) का अध्ययन करेंगे। द्विघात समीकरण ax² + bx + c को हल करने के लिए हम मध्य पद (middle term) b को ऐसे दो भागों में तोड़ते हैं जिनका योग b और गुणनफल ac हो। a⁴ + a²b² + b⁴ वाली सर्वसमिका का उपयोग तब किया जाता है जब हमें चतुर्थ घात (fourth power) वाले समीकरण दिए हों। परीक्षा में अक्सर इनमें से कोई दो मान देकर तीसरा पूछा जाता है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 a⁴ + a²b² + b⁴ = (a² + ab + b²)(a² - ab + b²) — जब चतुर्थ घात वाले व्यंजक को दो द्विघात गुणनखंडों में विभाजित करना हो।
- उदाहरण 53: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 21 और x² + xy + y² = 7 है, तो x² - xy + y² का मान क्या होगा?
x⁴ + x²y² + y⁴ = (x² + xy + y²)(x² - xy + y²)
21 = 7 × (x² - xy + y²)
x² - xy + y² = 21 / 7
x² - xy + y² = 3
- ✔ उत्तर: 3
- उदाहरण 54: यदि x⁴ + x² + 1 = 133 और x² - x + 1 = 7 है, तो x² + x + 1 का मान ज्ञात करें।
x⁴ + x² + 1 = (x² + x + 1)(x² - x + 1)
133 = (x² + x + 1) × 7
x² + x + 1 = 133 / 7
x² + x + 1 = 19
📐 x² + (p+q)x + pq = (x+p)(x+q) — जब द्विघात समीकरण के मध्य पद को विभाजित करके गुणनखंड करना हो।
- उदाहरण 55: x² + 7x + 10 के गुणनखंड ज्ञात करें।
मध्य पद 7 को 5 और 2 में तोड़ें (5+2=7, 5×2=10)
x² + 5x + 2x + 10
x(x + 5) + 2(x + 5)
(x + 5)(x + 2)
- ✔ उत्तर: (x + 5)(x + 2)
- उदाहरण 56: x² - 5x + 6 के गुणनखंड ज्ञात करें।
मध्य पद -5 को -3 और -2 में तोड़ें (-3-2=-5, -3×-2=6)
x² - 3x - 2x + 6
x(x - 3) - 2(x - 3)
(x - 3)(x - 2)
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- सर्वसमिका a⁴ + a²b² + b⁴ का सीधा प्रयोग
- दिए गए मानों से ab का मान ज्ञात करना
- मध्य पद विभाजन द्वारा द्विघात गुणनखंड
- x⁴ + x² + 1 वाले विशिष्ट प्रश्न
- दिए गए मानों से a² + b² का मान ज्ञात करना
- गुणांकों (Coefficients) के साथ कठिन प्रश्न
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 57 [सर्वसमिका a⁴ + a²b² + b⁴ का सीधा प्रयोग]: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 133 और x² - xy + y² = 7 है, तो x² + xy + y² का मान ज्ञात करें।
x⁴ + x²y² + y⁴ = (x² + xy + y²)(x² - xy + y²)
133 = (x² + xy + y²) × 7
x² + xy + y² = 133 / 7
x² + xy + y² = 19
- ✔ उत्तर: 19
- प्रश्न 58 [दिए गए मानों से ab का मान ज्ञात करना]: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 273 और x² - xy + y² = 13 है, तो xy का मान ज्ञात करें।
x² + xy + y² = 273 / 13 = 21
(x² + xy + y²) - (x² - xy + y²) = 21 - 13
2xy = 8
xy = 4
- ✔ उत्तर: 4
- प्रश्न 59 [मध्य पद विभाजन द्वारा द्विघात गुणनखंड]: 6x² - 13x + 6 के गुणनखंड ज्ञात करें।
6 × 6 = 36; -9 और -4 ऐसे भाग हैं जिनका योग -13 और गुणनफल 36 है
6x² - 9x - 4x + 6
3x(2x - 3) - 2(2x - 3)
(3x - 2)(2x - 3)
- ✔ उत्तर: (3x - 2)(2x - 3)
- प्रश्न 60 [x⁴ + x² + 1 वाले विशिष्ट प्रश्न]: यदि x⁴ + x² + 1 = 481 और x² - x + 1 = 13 है, तो x² + x + 1 का मान क्या होगा?
x⁴ + x² + 1 = (x² + x + 1)(x² - x + 1)
481 = (x² + x + 1) × 13
x² + x + 1 = 481 / 13
x² + x + 1 = 37
- ✔ उत्तर: 37
- प्रश्न 61 [दिए गए मानों से a² + b² का मान ज्ञात करना]: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 585 और x² + xy + y² = 45 है, तो x² + y² का मान ज्ञात करें।
x² - xy + y² = 585 / 45 = 13
(x² + xy + y²) + (x² - xy + y²) = 45 + 13
2(x² + y²) = 58
x² + y² = 29
- ✔ उत्तर: 29
- प्रश्न 62 [गुणांकों (Coefficients) के साथ कठिन प्रश्न]: यदि 81a⁴ + 36a²b² + 16b⁴ = 540 और 9a² - 6ab + 4b² = 18 है, तो 3ab का मान ज्ञात करें।
9a² + 6ab + 4b² = 540 / 18 = 30
(9a² + 6ab + 4b²) - (9a² - 6ab + 4b²) = 30 - 18
12ab = 12
ab = 1
3ab = 3
- ✔ उत्तर: 3
- प्रश्न 63 [मध्य पद विभाजन द्वारा द्विघात गुणनखंड]: x² - 10x + 21 के गुणनखंड क्या होंगे?
-7 और -3 ऐसे भाग हैं जिनका योग -10 और गुणनफल 21 है
x² - 7x - 3x + 21
x(x - 7) - 3(x - 7)
(x - 3)(x - 7)
परीक्षा में कैसे आता है
SSC CGL और CHSL की परीक्षाओं में इस टॉपिक से प्रश्न बार-बार पूछे जाते हैं। a⁴+a²b²+b⁴ वाली सर्वसमिका वर्तमान में SSC का सबसे पसंदीदा पैटर्न है और लगभग हर शिफ्ट में इससे एक प्रश्न आता है।
आम गलतियाँ
- ✘ सर्वसमिका (a² + ab + b²)(a² - ab + b²) में ab के चिह्नों को आपस में बदल देना।
- ✘ द्विघात गुणनखंड में बड़ी संख्या का चिह्न गलत लेना जिससे मध्य पद का मान बदल जाता है।
- ✘ a⁴ + a²b² + b⁴ को (a² + b²)² के बराबर मान लेना, जबकि इसमें a²b² की कमी होती है।
💡 यदि a⁴+a²b²+b⁴ = X और a²+ab+b² = Y दिया हो, तो a²-ab+b² निकालने के लिए बस भाग दें (X/Y)। ab निकालने के लिए दोनों गुणनखंडों को घटाकर 2 से भाग दें।
सारे सूत्र एक नज़र में (Revision)
- (a + b)² = a² + 2ab + b² तथा (a - b)² = a² - 2ab + b²
- (a + b)² - (a - b)² = 4ab तथा (a + b)² + (a - b)² = 2(a² + b²)
- a² - b² = (a - b)(a + b)
- (a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
- a³ + b³ = (a + b)(a² - ab + b²) तथा a³ - b³ = (a - b)(a² + ab + b²)
- a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)(a² + b² + c² - ab - bc - ca)
- यदि a + b + c = 0 हो, तो a³ + b³ + c³ = 3abc होता है।
- यदि x + 1/x = k, तो x² + 1/x² = k² - 2 तथा x³ + 1/x³ = k³ - 3k
- यदि x - 1/x = k, तो x² + 1/x² = k² + 2 तथा x³ - 1/x³ = k³ + 3k
- x⁵ + 1/x⁵ = (x² + 1/x²)(x³ + 1/x³) - (x + 1/x)
- a⁴ + a²b² + b⁴ = (a² + ab + b²)(a² - ab + b²)
अपने आप को जाँचिए — 10 प्रश्न
1. यदि x + 1/x = 5 है, तो x² + 1/x² का मान क्या होगा?
- (क) 23
- (ख) 27
- (ग) 25
- (घ) 21
उत्तर देखें
उत्तर: (क) 23
x² + 1/x² = (x + 1/x)² - 2 = 5² - 2 = 25 - 2 = 23.
2. यदि a + b = 6 और ab = 8 है, तो a³ + b³ का मान ज्ञात कीजिए।
- (क) 96
- (ख) 72
- (ग) 144
- (घ) 216
उत्तर देखें
उत्तर: (ख) 72
a³ + b³ = (a + b)³ - 3ab(a + b) = 6³ - 3(8)(6) = 216 - 144 = 72.
3. यदि a + b + c = 0 है, तो (a²/bc) + (b²/ca) + (c²/ab) का मान क्या होगा?
- (क) 0
- (ख) 1
- (ग) 3
- (घ) -3
उत्तर देखें
उत्तर: (ग) 3
ल.स. लेने पर व्यंजक = (a³ + b³ + c³)/abc बनता है। यदि a + b + c = 0, तो a³ + b³ + c³ = 3abc होता है। अतः मान = 3abc/abc = 3.
4. यदि a + b + c = 9 और ab + bc + ca = 26 है, तो a² + b² + c² का मान क्या होगा?
- (क) 31
- (ख) 55
- (ग) 43
- (घ) 29
उत्तर देखें
उत्तर: (घ) 29
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca) ⇒ 9² = a² + b² + c² + 2(26) ⇒ 81 = a² + b² + c² + 52 ⇒ a² + b² + c² = 29.
5. यदि x - 1/x = 4 है, तो x³ - 1/x³ का मान ज्ञात कीजिए।
- (क) 64
- (ख) 76
- (ग) 52
- (घ) 68
उत्तर देखें
उत्तर: (ख) 76
x³ - 1/x³ = (x - 1/x)³ + 3(x - 1/x) = 4³ + 3(4) = 64 + 12 = 76.
6. यदि a + b + c = 0 है, तो व्यंजक [(a + b)²/ab] + [(b + c)²/bc] + [(c + a)²/ca] का मान क्या होगा?
- (क) 3
- (ख) 1
- (ग) 0
- (घ) -3
उत्तर देखें
उत्तर: (क) 3
a = 1, b = 1, c = -2 रखने पर: (2)²/(1×1) + (-1)²/(1×-2) + (-1)²/(-2×1) = 4 - 0.5 - 0.5 = 3.
7. यदि x + 1/x = 3 है, तो x⁵ + 1/x⁵ का मान ज्ञात कीजिए।
- (क) 126
- (ख) 120
- (ग) 123
- (घ) 129
उत्तर देखें
उत्तर: (ग) 123
x² + 1/x² = 3² - 2 = 7; x³ + 1/x³ = 3³ - 3(3) = 18. अब, x⁵ + 1/x⁵ = (x² + 1/x²)(x³ + 1/x³) - (x + 1/x) = 7 × 18 - 3 = 126 - 3 = 123.
8. यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 21 और x² + xy + y² = 7 है, तो xy का मान ज्ञात कीजिए।
- (क) 2
- (ख) 4
- (ग) 1
- (घ) 3
उत्तर देखें
उत्तर: (क) 2
x⁴ + x²y² + y⁴ = (x² + xy + y²)(x² - xy + y²) ⇒ 21 = 7(x² - xy + y²) ⇒ x² - xy + y² = 3. अब, (x² + xy + y²) - (x² - xy + y²) = 7 - 3 ⇒ 2xy = 4 ⇒ xy = 2.
9. यदि a + b + c = 6, a² + b² + c² = 20 और a³ + b³ + c³ = 72 है, तो abc का मान ज्ञात कीजिए।
- (क) 6
- (ख) 4
- (ग) 8
- (घ) 0
उत्तर देखें
उत्तर: (घ) 0
ab + bc + ca = [(a+b+c)² - (a²+b²+c²)] / 2 = (36 - 20) / 2 = 8. अब, a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)(a² + b² + c² - (ab + bc + ca)) ⇒ 72 - 3abc = 6(20 - 8) = 72 ⇒ 3abc = 0 ⇒ abc = 0.
10. यदि x⁴ + 1/x⁴ = 194 है, जहाँ x > 0 है, तो x³ + 1/x³ का मान क्या होगा?
- (क) 64
- (ख) 52
- (ग) 76
- (घ) 48
उत्तर देखें
उत्तर: (ख) 52
x² + 1/x² = √(194 + 2) = √196 = 14. पुनः, x + 1/x = √(14 + 2) = √16 = 4. अतः x³ + 1/x³ = 4³ - 3(4) = 64 - 12 = 52.
English version — Algebra: Algebraic Identities
In SSC CGL, CHSL, and CPO Tier-1 exams, around 2-3 questions and in Tier-2 around 3-5 questions are asked directly from algebraic identities. Mastering the core formulas and value-putting tricks makes this chapter exceptionally scoring and time-efficient.
Quadratic Algebraic Identities
Quadratic identities are foundational algebraic equations that define relationships between the sum, difference, and product of two or three variables. Geometrically, (a + b)² represents the area of a square of side (a + b) broken into smaller regions of areas a², b², and two rectangles of ab. Whenever an exam problem provides the sum/difference and product of terms and asks for the sum of their squares, these identities are directly applied.
Formulas with examples
📐 (a + b)² + (a - b)² = 2(a² + b²) तथा (a + b)² - (a - b)² = 4ab — Used to switch directly between (a + b), (a - b), (a² + b²), and ab without calculating individual values of a and b.
- Example 1: यदि a + b = 10 और ab = 21 है, तो (a - b) का धनात्मक मान ज्ञात कीजिए।
(a - b)² = (a + b)² - 4ab
(a - b)² = (10)² - 4(21)
(a - b)² = 100 - 84
(a - b)² = 16
a - b = √16 = 4
- ✔ Answer: 4
- Example 2: यदि x + y = 12 और x² + y² = 80 है, तो xy का मान ज्ञात कीजिए।
(x + y)² = x² + y² + 2xy
(12)² = 80 + 2xy
144 = 80 + 2xy
2xy = 144 - 80
2xy = 64
xy = 32
📐 a² - b² = (a + b)(a - b) — Used when difference of squares is given or to quickly compute products using algebraic difference.
- Example 3: मान ज्ञात कीजिए: (105)² - (95)²
a² - b² = (a + b)(a - b)
(105)² - (95)² = (105 + 95)(105 - 95)
= 200 × 10
= 2000
- ✔ Answer: 2000
- Example 4: यदि x² - y² = 56 और x - y = 4 है, तो (x + y) का मान क्या होगा?
x² - y² = (x + y)(x - y)
56 = (x + y) × 4
x + y = 56 / 4
x + y = 14
📐 (a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca) — Used when three variables are involved relating their sum, sum of squares, and sum of pairwise products.
- Example 5: यदि a + b + c = 9 और ab + bc + ca = 23 है, तो a² + b² + c² का मान ज्ञात कीजिए।
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(9)² = a² + b² + c² + 2(23)
81 = a² + b² + c² + 46
a² + b² + c² = 81 - 46
a² + b² + c² = 35
- ✔ Answer: 35
- Example 6: यदि a² + b² + c² = 50 और ab + bc + ca = 47 है, तो (a + b + c) का धनात्मक मान क्या होगा?
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(a + b + c)² = 50 + 2(47)
(a + b + c)² = 50 + 94
(a + b + c)² = 144
a + b + c = √144 = 12
Question types asked
- दो चरों के योग/अंतर और गुणनफल से वर्गों का मान
- योग और अंतर के परस्पर रूपांतरण पर आधारित प्रश्न
- वर्गांतर सूत्र a² - b² का अनुप्रयोग
- गुणांकों (Coefficients) के साथ वर्ग सर्वसमिका
- तीन चरों की सर्वसमिका (a+b+c)² पर आधारित प्रश्न
Solved questions (every type)
- Q 7 [दो चरों के योग/अंतर और गुणनफल से वर्गों का मान]: यदि a + b = 11 और ab = 30 है, तो a² + b² का मान क्या होगा?
(a + b)² = a² + b² + 2ab
(11)² = a² + b² + 2(30)
121 = a² + b² + 60
a² + b² = 121 - 60
a² + b² = 61
- ✔ Answer: 61
- Q 8 [योग और अंतर के परस्पर रूपांतरण पर आधारित प्रश्न]: यदि x - y = 5 और xy = 24 है, तो (x + y) का धनात्मक मान ज्ञात कीजिए।
(x + y)² = (x - y)² + 4xy
(x + y)² = (5)² + 4(24)
(x + y)² = 25 + 96
(x + y)² = 121
x + y = √121 = 11
- ✔ Answer: 11
- Q 9 [वर्गांतर सूत्र a² - b² का अनुप्रयोग]: यदि x² - y² = 88 तथा x + y = 22 है, तो x का मान ज्ञात कीजिए।
x² - y² = (x + y)(x - y)
88 = 22 × (x - y)
x - y = 88 / 22 = 4
अब: (x + y) + (x - y) = 22 + 4
2x = 26
x = 13
- ✔ Answer: 13
- Q 10 [गुणांकों (Coefficients) के साथ वर्ग सर्वसमिका]: यदि 2x + 3y = 13 और xy = 6 है, तो 4x² + 9y² का मान क्या होगा?
(2x + 3y)² = (2x)² + (3y)² + 2(2x)(3y)
(2x + 3y)² = 4x² + 9y² + 12xy
(13)² = 4x² + 9y² + 12(6)
169 = 4x² + 9y² + 72
4x² + 9y² = 169 - 72 = 97
- ✔ Answer: 97
- Q 11 [तीन चरों की सर्वसमिका (a+b+c)² पर आधारित प्रश्न]: यदि a + b + c = 12 और a² + b² + c² = 64 है, तो ab + bc + ca का मान ज्ञात कीजिए।
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(12)² = 64 + 2(ab + bc + ca)
144 - 64 = 2(ab + bc + ca)
80 = 2(ab + bc + ca)
ab + bc + ca = 80 / 2 = 40
- ✔ Answer: 40
- Q 12 [तीन चरों की सर्वसमिका (a+b+c)² पर आधारित प्रश्न]: यदि a + b + c = 10 और ab + bc + ca = 31 है, तो a² + b² + c² का मान ज्ञात कीजिए।
(a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
(10)² = a² + b² + c² + 2(31)
100 = a² + b² + c² + 62
a² + b² + c² = 100 - 62
a² + b² + c² = 38
- ✔ Answer: 38
- Q 13 [गुणांकों (Coefficients) के साथ वर्ग सर्वसमिका]: यदि 3x - 2y = 8 और xy = 5 है, तो 9x² + 4y² का मान ज्ञात कीजिए।
(3x - 2y)² = (3x)² + (2y)² - 2(3x)(2y)
(3x - 2y)² = 9x² + 4y² - 12xy
(8)² = 9x² + 4y² - 12(5)
64 = 9x² + 4y² - 60
9x² + 4y² = 64 + 60 = 124
How it is asked
Asked in almost every shift of SSC CGL, CHSL, CPO and RRB exams (1-2 questions per shift). Typically tests direct value substitution or algebraic manipulation between sum, product, and squares.
Common mistakes
- ✘ गुणांक वाले प्रश्नों में 2ab लिखते समय गुणांक भूल जाना (जैसे 2x + 3y के वर्ग में 2ab को 2xy लिख देना जबकि यह 12xy होता है)।
- ✘ (a + b)² - (a - b)² = 4ab और (a + b)² + (a - b)² = 2(a² + b²) के बीच भ्रमित होकर गलत चिह्न लगा देना।
- ✘ (a + b + c)² सूत्र में 2 को केवल ab से गुणा करना और bc तथा ca के साथ 2 लगाना भूल जाना।
💡 जब भी (x + y) देकर (x - y) पूछा जाए, तो सीधे (x - y)² = (x + y)² - 4xy का प्रयोग करें; अलग-अलग x और y निकालने में समय व्यर्थ न करें। coefficients होने पर मध्य पद 2 × (पहला पद) × (दूसरा पद) ध्यान से लिखें।
Cubic Identities (a³ ± b³ and a³+b³+c³-3abc)
This sub-topic covers algebraic cubic expansions and factorizations. Two-variable cubic formulas (a³ ± b³) relate sums or differences of cubes to products of linear and quadratic factors. For three variables, the identity a³ + b³ + c³ - 3abc is central, which simplifies directly to 0 whenever a + b + c = 0. In exam questions, whenever the sum of three cubes appears, always check first if the base terms add up to zero.
Formulas with examples
📐 a³ + b³ = (a + b)(a² - ab + b²) = (a + b)³ - 3ab(a + b) तथा a³ - b³ = (a - b)(a² + ab + b²) = (a - b)³ + 3ab(a - b) — Used when (a + b) or (a - b) and ab are given, and we need to find a³ ± b³.
- Example 14: यदि a + b = 7 और ab = 10 है, तो a³ + b³ का मान ज्ञात कीजिए।
a³ + b³ = (a + b)³ - 3ab(a + b)
= (7)³ - 3(10)(7)
= 343 - 210
= 133
- ✔ Answer: 133
- Example 15: यदि a - b = 3 और ab = 4 है, तो a³ - b³ का मान ज्ञात कीजिए।
a³ - b³ = (a - b)³ + 3ab(a - b)
= (3)³ + 3(4)(3)
= 27 + 36
= 63
📐 a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)[(a + b + c)² - 3(ab + bc + ca)] = ½(a + b + c)[(a - b)² + (b - c)² + (c - a)²] — Used when a, b, c are large/close values, or when (a + b + c) and (ab + bc + ca) are given.
- Example 16: यदि a = 95, b = 96 और c = 97 है, तो a³ + b³ + c³ - 3abc का मान ज्ञात कीजिए।
a + b + c = 95 + 96 + 97 = 288
(a - b)² = (95 - 96)² = 1
(b - c)² = (96 - 97)² = 1
(c - a)² = (97 - 95)² = 4
मान = ½ × 288 × (1 + 1 + 4)
= ½ × 288 × 6
= 288 × 3 = 864
- ✔ Answer: 864
- Example 17: यदि a + b + c = 8 और ab + bc + ca = 19 है, तो a³ + b³ + c³ - 3abc का मान क्या होगा?
सूत्र: (a + b + c)[(a + b + c)² - 3(ab + bc + ca)]
= 8 × [(8)² - 3(19)]
= 8 × [64 - 57]
= 8 × 7
= 56
📐 यदि a + b + c = 0 हो, तो a³ + b³ + c³ = 3abc — Used when the sum of three terms is zero and the sum of their cubes is required.
- Example 18: यदि x + y + z = 0 है, तो (x²/yz) + (y²/zx) + (z²/xy) का मान ज्ञात कीजिए।
व्यंजक = (x³ + y³ + z³) / xyz
चूँकि x + y + z = 0, अतः x³ + y³ + z³ = 3xyz
व्यंजक = 3xyz / xyz
= 3
- ✔ Answer: 3
- Example 19: मान ज्ञात कीजिए: (28)³ + (-15)³ + (-13)³
यहाँ a = 28, b = -15, c = -13
a + b + c = 28 + (-15) + (-13) = 0
अतः a³ + b³ + c³ = 3abc
= 3 × 28 × (-15) × (-13)
= 84 × 195
= 16380
Question types asked
- दो पदों के घनों का योग तथा अंतर (a³ ± b³)
- शर्त a + b + c = 0 पर आधारित प्रश्न (a³ + b³ + c³ = 3abc)
- क्रमागत या निकटतम संख्याओं के लिए ½(a+b+c)[(a-b)²+(b-c)²+(c-a)²] का प्रयोग
- (a+b+c) और (ab+bc+ca) या (a²+b²+c²) से a³+b³+c³-3abc ज्ञात करना
- चक्रीय पदों (Cyclic terms) के घनों का सरलीकरण
Solved questions (every type)
- Q 20 [दो पदों के घनों का योग तथा अंतर (a³ ± b³)]: यदि x + y = 6 और xy = 8 है, तो x³ + y³ का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: x³ + y³ = (x + y)³ - 3xy(x + y)
मान रखने पर = (6)³ - 3(8)(6)
= 216 - 144
= 72
- ✔ Answer: 72
- Q 21 [दो पदों के घनों का योग तथा अंतर (a³ ± b³)]: यदि 2a - 3b = 5 और ab = 2 है, तो 8a³ - 27b³ का मान क्या होगा?
8a³ - 27b³ = (2a)³ - (3b)³
= (2a - 3b)³ + 3(2a)(3b)(2a - 3b)
= (5)³ + 18(ab)(5)
= 125 + 18(2)(5)
= 125 + 180
= 305
- ✔ Answer: 305
- Q 22 [शर्त a + b + c = 0 पर आधारित प्रश्न (a³ + b³ + c³ = 3abc)]: यदि a + b + c = 0 है, तो (a²/bc) + (b²/ca) + (c²/ab) का मान क्या होगा?
ल.स.प. (LCM) लेने पर = (a³ + b³ + c³) / abc
हम जानते हैं कि यदि a + b + c = 0, तो a³ + b³ + c³ = 3abc
अतः मान = 3abc / abc
= 3
- ✔ Answer: 3
- Q 23 [शर्त a + b + c = 0 पर आधारित प्रश्न (a³ + b³ + c³ = 3abc)]: मान ज्ञात कीजिए: (55)³ + (-25)³ + (-30)³
माना a = 55, b = -25, c = -30
a + b + c = 55 - 25 - 30 = 0
जब a + b + c = 0, तब a³ + b³ + c³ = 3abc
= 3 × (55) × (-25) × (-30)
= 165 × 750
= 123750
- ✔ Answer: 123750
- Q 24 [क्रमागत या निकटतम संख्याओं के लिए ½(a+b+c)[(a-b)²+(b-c)²+(c-a)²] का प्रयोग]: यदि x = 997, y = 998 और z = 999 है, तो x³ + y³ + z³ - 3xyz का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: ½(x + y + z)[(x - y)² + (y - z)² + (z - x)²]
x + y + z = 997 + 998 + 999 = 2994
x - y = -1 ⇒ (-1)² = 1
y - z = -1 ⇒ (-1)² = 1
z - x = 2 ⇒ (2)² = 4
कोष्ठक का मान = 1 + 1 + 4 = 6
मान = ½ × 2994 × 6 = 2994 × 3 = 8982
- ✔ Answer: 8982
- Q 25 [(a+b+c) और (ab+bc+ca) या (a²+b²+c²) से a³+b³+c³-3abc ज्ञात करना]: यदि a + b + c = 11 और ab + bc + ca = 38 है, तो a³ + b³ + c³ - 3abc का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)[(a + b + c)² - 3(ab + bc + ca)]
मान प्रतिस्थापित करने पर:
= 11 × [(11)² - 3(38)]
= 11 × [121 - 114]
= 11 × 7
= 77
- ✔ Answer: 77
- Q 26 [चक्रीय पदों (Cyclic terms) के घनों का सरलीकरण]: [(a - b)³ + (b - c)³ + (c - a)³] / [(a - b)(b - c)(c - a)] का मान ज्ञात कीजिए, जहाँ a ≠ b ≠ c है।
माना x = a - b, y = b - c, z = c - a
x + y + z = (a - b) + (b - c) + (c - a) = 0
चूँकि x + y + z = 0, अतः x³ + y³ + z³ = 3xyz
(a - b)³ + (b - c)³ + (c - a)³ = 3(a - b)(b - c)(c - a)
दिए गए व्यंजक में मान रखने पर = [3(a - b)(b - c)(c - a)] / [(a - b)(b - c)(c - a)]
= 3
How it is asked
SSC CGL (Tier-1 & Tier-2), CHSL, and CPO consistently feature 1-2 questions from this sub-topic per shift, especially questions based on 'a+b+c=0' and numbers in Arithmetic Progression (A.P.).
Common mistakes
- ✘ a³ - b³ के गुणनखंड में (a² + ab + b²) की जगह गलती से -ab या +2ab लिख देना।
- ✘ ऋणात्मक संख्याओं के गुणन (3abc) में चिह्न (sign) की गलती करना, जैसे दो ऋणात्मक पदों का गुणन धनात्मक होता है।
- ✘ बड़ी संख्याओं (जैसे 997, 998, 999) का सीधे घन निकालने का प्रयास करना, बजाय ½(a+b+c)[(a-b)²+(b-c)²+(c-a)²] सूत्र लगाने के।
💡 यदि a, b, c सार्व-अंतर 'd' के साथ समांतर श्रेणी (A.P.) में हों, तो सीधे शॉर्टकट a³ + b³ + c³ - 3abc = 9 × (मध्य पद) × d² का प्रयोग करें। उदाहरण के लिए (997, 998, 999) में मान = 9 × 998 × (1)² = 8982 होगा। ट्रिक मात्र 5 सेकंड में उत्तर देगी। (बशर्ते पद A.P. में हों)।
x + 1/x = k Type Identities
In SSC exams, questions based on x + 1/x = k are frequently asked to find higher powers like x^2 + 1/x^2, x^3 + 1/x^3, x^4 + 1/x^4, and x^5 + 1/x^5. The core concept relies on squaring and cubing algebraic identities where the product term x * (1/x) simplifies to 1. For x^5 + 1/x^5, we multiply the quadratic and cubic forms and subtract (x + 1/x). Recognise these questions by the presence of a variable and its reciprocal in the given expression.
Formulas with examples
📐 यदि x + 1/x = k, तो x^2 + 1/x^2 = k^2 - 2 और x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k — When x + 1/x is given and we need to find x^2 + 1/x^2 or x^3 + 1/x^3.
- Example 27: यदि x + 1/x = 4 है, तो x^2 + 1/x^2 का मान ज्ञात कीजिए।
x + 1/x = 4
दोनों तरफ वर्ग करने पर:
(x + 1/x)^2 = 4^2
x^2 + 1/x^2 + 2 = 16
x^2 + 1/x^2 = 16 - 2 = 14
- ✔ Answer: 14
- Example 28: यदि x + 1/x = 3 है, तो x^3 + 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
x + 1/x = 3
सूत्र: x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k
यहाँ k = 3
x^3 + 1/x^3 = 3^3 - 3(3)
x^3 + 1/x^3 = 27 - 9 = 18
📐 यदि x - 1/x = k, तो x^2 + 1/x^2 = k^2 + 2 और x^3 - 1/x^3 = k^3 + 3k — When x - 1/x is given and square or cube needs to be calculated.
- Example 29: यदि x - 1/x = 5 है, तो x^2 + 1/x^2 का मान क्या होगा?
x - 1/x = 5
सूत्र: x^2 + 1/x^2 = k^2 + 2
यहाँ k = 5
x^2 + 1/x^2 = 5^2 + 2 = 25 + 2 = 27
- ✔ Answer: 27
- Example 30: यदि x - 1/x = 4 है, तो x^3 - 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
x - 1/x = 4
सूत्र: x^3 - 1/x^3 = k^3 + 3k
यहाँ k = 4
x^3 - 1/x^3 = 4^3 + 3(4)
x^3 - 1/x^3 = 64 + 12 = 76
📐 x^5 + 1/x^5 = (x^2 + 1/x^2)(x^3 + 1/x^3) - (x + 1/x) — When x + 1/x is given and x^5 + 1/x^5 needs to be calculated.
- Example 31: यदि x + 1/x = 3 है, तो x^5 + 1/x^5 का मान ज्ञात कीजिए।
k = 3
x^2 + 1/x^2 = 3^2 - 2 = 7
x^3 + 1/x^3 = 3^3 - 3(3) = 18
x^5 + 1/x^5 = (7 × 18) - 3
x^5 + 1/x^5 = 126 - 3 = 123
- ✔ Answer: 123
- Example 32: यदि x + 1/x = 4 है, तो x^5 + 1/x^5 का मान ज्ञात कीजिए।
k = 4
x^2 + 1/x^2 = 4^2 - 2 = 14
x^3 + 1/x^3 = 4^3 - 3(4) = 52
x^5 + 1/x^5 = (14 × 52) - 4
x^5 + 1/x^5 = 728 - 4 = 724
📐 (x + 1/x)^2 - (x - 1/x)^2 = 4, अतः (x - 1/x) = ±√[(x + 1/x)^2 - 4] — To convert between (x + 1/x) and (x - 1/x).
- Example 33: यदि x + 1/x = 5 है और x > 1 है, तो x - 1/x का मान क्या होगा?
(x - 1/x)^2 = (x + 1/x)^2 - 4
(x - 1/x)^2 = 5^2 - 4 = 25 - 4 = 21
x - 1/x = √21
- ✔ Answer: √21
- Example 34: यदि x - 1/x = 3 है, तो x + 1/x का मान ज्ञात कीजिए (जहाँ x > 0)।
(x + 1/x)^2 = (x - 1/x)^2 + 4
(x + 1/x)^2 = 3^2 + 4 = 9 + 4 = 13
x + 1/x = √13
Question types asked
- x + 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना
- x - 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना
- उच्च घातों का मान ज्ञात करना (x^4 + 1/x^4, x^5 + 1/x^5)
- (x + 1/x) से (x - 1/x) में रूपांतरण और अंतर का मान
- समीकरण को x + 1/x रूप में बदलकर हल करना
- विशिष्ट मान स्थिति (यदि x + 1/x = 2 तो x = 1)
Solved questions (every type)
- Q 35 [x + 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना]: यदि x + 1/x = 5 है, तो x^3 + 1/x^3 का मान क्या होगा?
x + 1/x = 5
सूत्र: x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k
k = 5 रखने पर
x^3 + 1/x^3 = 5^3 - 3(5)
x^3 + 1/x^3 = 125 - 15 = 110
- ✔ Answer: 110
- Q 36 [x - 1/x दिया होने पर वर्ग और घन का मान ज्ञात करना]: यदि x - 1/x = 6 है, तो x^3 - 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
x - 1/x = 6
सूत्र: x^3 - 1/x^3 = k^3 + 3k
k = 6 रखने पर
x^3 - 1/x^3 = 6^3 + 3(6)
x^3 - 1/x^3 = 216 + 18 = 234
- ✔ Answer: 234
- Q 37 [उच्च घातों का मान ज्ञात करना (x^4 + 1/x^4, x^5 + 1/x^5)]: यदि x + 1/x = 3 है, तो x^4 + 1/x^4 का मान ज्ञात कीजिए।
x + 1/x = 3
x^2 + 1/x^2 = 3^2 - 2 = 7
पुनः वर्ग करने पर:
x^4 + 1/x^4 = (x^2 + 1/x^2)^2 - 2
x^4 + 1/x^4 = 7^2 - 2 = 49 - 2 = 47
- ✔ Answer: 47
- Q 38 [(x + 1/x) से (x - 1/x) में रूपांतरण और अंतर का मान]: यदि x + 1/x = 4 है, तो x^2 - 1/x^2 का मान ज्ञात कीजिए (जहाँ x > 1)।
x^2 - 1/x^2 = (x + 1/x)(x - 1/x)
दिया है: x + 1/x = 4
x - 1/x = √[(x + 1/x)^2 - 4] = √(4^2 - 4) = √(16 - 4) = √12 = 2√3
x^2 - 1/x^2 = 4 × 2√3 = 8√3
- ✔ Answer: 8√3
- Q 39 [समीकरण को x + 1/x रूप में बदलकर हल करना]: यदि x^2 - 5x + 1 = 0 है, तो x^3 + 1/x^3 का मान ज्ञात कीजिए।
समीकरण x^2 - 5x + 1 = 0 को x से भाग देने पर:
x - 5 + 1/x = 0
x + 1/x = 5
अब, x^3 + 1/x^3 = k^3 - 3k
= 5^3 - 3(5) = 125 - 15 = 110
- ✔ Answer: 110
- Q 40 [विशिष्ट मान स्थिति (यदि x + 1/x = 2 तो x = 1)]: यदि x + 1/x = 2 है, तो x^100 + 1/x^100 का मान क्या होगा?
यदि x + 1/x = 2 हो, तो सदैव x = 1 होता है
x = 1 रखने पर:
1^100 + 1/(1^100)
= 1 + 1 = 2
- ✔ Answer: 2
- Q 41 [उच्च घातों का मान ज्ञात करना (x^4 + 1/x^4, x^5 + 1/x^5)]: यदि x - 1/x = 3 है, तो x^5 - 1/x^5 का मान ज्ञात कीजिए।
x - 1/x = 3
x^2 + 1/x^2 = 3^2 + 2 = 11
x^3 - 1/x^3 = 3^3 + 3(3) = 36
x^5 - 1/x^5 = (x^2 + 1/x^2)(x^3 - 1/x^3) + (x - 1/x)
x^5 - 1/x^5 = (11 × 36) + 3 = 396 + 3 = 399
How it is asked
1-2 questions are asked in almost every shift of SSC CGL, CHSL, MTS, and CPO. Finding x^3 + 1/x^3 or converting quadratic equations into x + 1/x form are the most frequently tested patterns.
Common mistakes
- ✘ x - 1/x = k दिए होने पर x^2 + 1/x^2 निकालते समय k^2 - 2 घटा देना, जबकि यहाँ k^2 + 2 जोड़ना होता है।
- ✘ x^5 + 1/x^5 निकालते समय (x^2 + 1/x^2)(x^3 + 1/x^3) के गुणनफल में से (x + 1/x) घटाना भूल जाना।
- ✘ x^2 - 1/x^2 का मान निकालने के लिए सीधे वर्ग का सूत्र लगाना, जबकि यह (x - 1/x)(x + 1/x) का गुणनफल होता है।
💡 यदि x + 1/x = 2 हो तो सीधा x = 1 रखें, और यदि x + 1/x = -2 हो तो x = -1 रखकर उत्तर 2 सेकंड में निकालें। It saves exam time completely Target values directly when possible standard values appear in questions without quadratic solution steps necessary always test simple values if k is 2 or minus 2 instantly mentally solved exam level questions faster than formula substitution approach every single time without exception guaranteed accuracy simple quick calculation method tested repeatedly in Tier
Value Putting Trick for Symmetric Expressions
When the number of variables in an algebraic question exceeds the number of given equations, the extra variables can be assigned arbitrary simple values (like 0, 1, -1). In symmetric expressions where variables behave identically, setting a = b = c or a = b = 1 simplifies the expression instantly. Always ensure that no denominator becomes zero, as division by zero creates an indeterminate form. This technique is designed to bypass lengthy algebraic proofs and arrive at the answer within seconds in competitive exams.
Formulas with examples
📐 स्वतंत्र चर = (कुल चर) - (कुल समीकरण) — When the number of given equations is less than the number of variables.
- Example 42: यदि a + b + c = 0 है, तो (a²/(bc) + b²/(ca) + c²/(ab)) का मान क्या होगा?
समीकरण = 1, चर = 3, अतः स्वतंत्र चर = 3 - 1 = 2
माना a = 1, b = 1, तब c = -(a + b) = -2
मान व्यंजक में रखने पर:
= 1²/(1 × -2) + 1²/(-2 × 1) + (-2)²/(1 × 1)
= -1/2 - 1/2 + 4/1
= -1 + 4 = 3
- ✔ Answer: 3
- Example 43: यदि x + y + z = 6 और xy + yz + zx = 11 है, तो x³ + y³ + z³ - 3xyz का मान ज्ञात कीजिए।
समीकरण = 2, चर = 3, अतः 1 चर (z) को 0 मान सकते हैं
z = 0 रखने पर: x + y = 6 और xy = 11
पूछा गया व्यंजक = x³ + y³
सूत्र: x³ + y³ = (x + y)³ - 3xy(x + y)
= (6)³ - 3(11)(6)
= 216 - 198 = 18
📐 सममित व्यंजक के लिए: a = b = c = 1 (यदि हर ≠ 0) — When the algebraic expression is fully symmetric and no condition is violated.
- Example 44: यदि a + b + c = 0 है, तो (a + b)/c + (b + c)/a + (c + a)/b का मान क्या होगा?
माना a = 1, b = 1, तब c = -2 (ताकि a + b + c = 0 बना रहे)
मान रखने पर:
= (1 + 1)/(-2) + (1 - 2)/1 + (-2 + 1)/1
= 2/(-2) + (-1)/1 + (-1)/1
= -1 - 1 - 1 = -3
- ✔ Answer: -3
- Example 45: व्यंजक ((a-b)²/(b-c)(c-a) + (b-c)²/(c-a)(a-b) + (c-a)²/(a-b)(b-c)) का सरलतम मान क्या है?
a = b = c रखने पर हर 0 हो जाएगा, इसलिए a = 0, b = 1, c = 2 लें
a - b = -1, b - c = -1, c - a = 2
मान रखने पर:
= (-1)²/((-1)(2)) + (-1)²/((2)(-1)) + (2)²/((-1)(-1))
= -1/2 - 1/2 + 4/1 = 3
Question types asked
- 1 समीकरण और 2 या 3 चर में मान रखना (z = 0 या c = 0)
- समानता शर्त के साथ मान रखना (a = b = c)
- हर को 0 होने से बचाते हुए मान रखना (a ≠ b ≠ c)
- शून्य-योग शर्त (a + b + c = 0) पर आधारित प्रश्न
- विकल्पों में भी चर होने पर मान रखना
Solved questions (every type)
- Q 46 [1 समीकरण और 2 या 3 चर में मान रखना (z = 0 या c = 0)]: यदि a + b + c = 0 है, तो (a² + b² + c²)/(ab + bc + ca) का मान क्या होगा?
समीकरण = 1, चर = 3, अतः c = 0 रखें
a + b + 0 = 0 => b = -a
माना a = 1, तो b = -1, c = 0
मान रखने पर:
= (1² + (-1)² + 0²)/(1 × (-1) + (-1) × 0 + 0 × 1)
= (1 + 1 + 0)/(-1 + 0 + 0)
= 2 / (-1) = -2
- ✔ Answer: -2
- Q 47 [1 समीकरण और 2 या 3 चर में मान रखना (z = 0 या c = 0)]: यदि x + y = 1 है, तो x³ + y³ + 3xy - 1 का मान क्या होगा?
समीकरण = 1, चर = 2, अतः y = 0 रखें
x + 0 = 1 => x = 1
मान रखने पर:
= (1)³ + (0)³ + 3(1)(0) - 1
= 1 + 0 + 0 - 1
= 0
- ✔ Answer: 0
- Q 48 [समानता शर्त के साथ मान रखना (a = b = c)]: यदि a/b + b/c + c/a = 3 है जहाँ a, b, c शून्यतर हैं, तो (a³ + b³ + c³)/abc का मान ज्ञात कीजिए।
व्यंजक सममित है, माना a = b = c = 1
शर्त जाँच: 1/1 + 1/1 + 1/1 = 3 (संतुष्ट)
मान व्यंजक में रखने पर:
= (1³ + 1³ + 1³)/(1 × 1 × 1)
= (1 + 1 + 1)/1 = 3
- ✔ Answer: 3
- Q 49 [हर को 0 होने से बचाते हुए मान रखना (a ≠ b ≠ c)]: व्यंजक (a/(a-b) + b/(b-a)) का मान ज्ञात कीजिए जब a ≠ b हो।
यहाँ a = b रखने पर हर 0 हो जाएगा, अतः अलग मान लें
माना a = 2, b = 1
मान रखने पर:
= 2/(2 - 1) + 1/(1 - 2)
= 2/1 + 1/(-1)
= 2 - 1 = 1
- ✔ Answer: 1
- Q 50 [शून्य-योग शर्त (a + b + c = 0) पर आधारित प्रश्न]: यदि a + b + c = 0 है, तो (a + b)²/ab + (b + c)²/bc + (c + a)²/ca का मान क्या होगा?
माना a = 1, b = 1, c = -2 (जिससे a + b + c = 0 हो)
a + b = 2, b + c = -1, c + a = -1
मान व्यंजक में रखने पर:
= (2)²/(1 × 1) + (-1)²/(1 × -2) + (-1)²/(-2 × 1)
= 4/1 - 1/2 - 1/2
= 4 - 1 = 3
- ✔ Answer: 3
- Q 51 [विकल्पों में भी चर होने पर मान रखना]: यदि x = b + c - 2a, y = c + a - 2b, z = a + b - 2c है, तो x + y + z का मान क्या होगा?
मान रखें a = 1, b = 1, c = 1
x = 1 + 1 - 2(1) = 0
y = 1 + 1 - 2(1) = 0
z = 1 + 1 - 2(1) = 0
x + y + z = 0 + 0 + 0 = 0
- ✔ Answer: 0
- Q 52 [समानता शर्त के साथ मान रखना (a = b = c)]: यदि ab + bc + ca = 0 है, तो (1/(a² - bc) + 1/(b² - ca) + 1/(c² - ab)) का मान ज्ञात कीजिए।
माना a = 2, b = 2, c = -1 (जाँच: 2×2 + 2×(-1) + (-1)×2 = 4 - 2 - 2 = 0)
a² - bc = 4 - (2)(-1) = 6
b² - ca = 4 - (-1)(2) = 6
c² - ab = 1 - 4 = -3
व्यंजक में रखने पर:
= 1/6 + 1/6 + 1/(-3)
= 2/6 - 1/3 = 1/3 - 1/3 = 0
How it is asked
Questions based on the value putting trick appear frequently (2-3 questions per shift) in SSC CGL, CHSL, CPO, and Railway exams. It is the most time-saving pattern in algebra.
Common mistakes
- ✘ मान रखते समय किसी पद के हर (denominator) में 0 आ जाना, जिससे पद indeterminate (1/0) बन जाता है।
- ✘ दी गई प्रारंभिक शर्त (जैसे a + b + c = 0) को संतुष्ट किए बिना मनमाना मान रख देना।
- ✘ यदि विकल्पों में भी चर दिए गए हों, तो दो विकल्पों का मान समान आने पर पुनः अन्य मान रखकर न देखना।
💡 जब समीकरणों की संख्या चरों से कम हो, तो किसी एक चर को '0' मान लें; इससे व्यंजक के कई पद तुरंत समाप्त हो जाते हैं और गणना बेहद सरल हो जाती है।ನ್ನು,
Factorisation of Quadratics and a⁴+a²b²+b⁴
In this sub-topic, we study the factorisation of quadratic equations and the identity a⁴ + a²b² + b⁴ = (a² + ab + b²)(a² - ab + b²). To factorise ax² + bx + c, we split the middle term b into two parts such that their sum is b and product is ac. The a⁴ + a²b² + b⁴ identity is crucial for solving fourth-degree algebraic expressions frequently asked in SSC exams, where usually two factors are given to find the third.
Formulas with examples
📐 a⁴ + a²b² + b⁴ = (a² + ab + b²)(a² - ab + b²) — When a fourth-degree expression needs to be split into two quadratic factors.
- Example 53: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 21 और x² + xy + y² = 7 है, तो x² - xy + y² का मान क्या होगा?
x⁴ + x²y² + y⁴ = (x² + xy + y²)(x² - xy + y²)
21 = 7 × (x² - xy + y²)
x² - xy + y² = 21 / 7
x² - xy + y² = 3
- ✔ Answer: 3
- Example 54: यदि x⁴ + x² + 1 = 133 और x² - x + 1 = 7 है, तो x² + x + 1 का मान ज्ञात करें।
x⁴ + x² + 1 = (x² + x + 1)(x² - x + 1)
133 = (x² + x + 1) × 7
x² + x + 1 = 133 / 7
x² + x + 1 = 19
📐 x² + (p+q)x + pq = (x+p)(x+q) — When factorising a quadratic equation by splitting the middle term.
- Example 55: x² + 7x + 10 के गुणनखंड ज्ञात करें।
मध्य पद 7 को 5 और 2 में तोड़ें (5+2=7, 5×2=10)
x² + 5x + 2x + 10
x(x + 5) + 2(x + 5)
(x + 5)(x + 2)
- ✔ Answer: (x + 5)(x + 2)
- Example 56: x² - 5x + 6 के गुणनखंड ज्ञात करें।
मध्य पद -5 को -3 और -2 में तोड़ें (-3-2=-5, -3×-2=6)
x² - 3x - 2x + 6
x(x - 3) - 2(x - 3)
(x - 3)(x - 2)
Question types asked
- सर्वसमिका a⁴ + a²b² + b⁴ का सीधा प्रयोग
- दिए गए मानों से ab का मान ज्ञात करना
- मध्य पद विभाजन द्वारा द्विघात गुणनखंड
- x⁴ + x² + 1 वाले विशिष्ट प्रश्न
- दिए गए मानों से a² + b² का मान ज्ञात करना
- गुणांकों (Coefficients) के साथ कठिन प्रश्न
Solved questions (every type)
- Q 57 [सर्वसमिका a⁴ + a²b² + b⁴ का सीधा प्रयोग]: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 133 और x² - xy + y² = 7 है, तो x² + xy + y² का मान ज्ञात करें।
x⁴ + x²y² + y⁴ = (x² + xy + y²)(x² - xy + y²)
133 = (x² + xy + y²) × 7
x² + xy + y² = 133 / 7
x² + xy + y² = 19
- ✔ Answer: 19
- Q 58 [दिए गए मानों से ab का मान ज्ञात करना]: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 273 और x² - xy + y² = 13 है, तो xy का मान ज्ञात करें।
x² + xy + y² = 273 / 13 = 21
(x² + xy + y²) - (x² - xy + y²) = 21 - 13
2xy = 8
xy = 4
- ✔ Answer: 4
- Q 59 [मध्य पद विभाजन द्वारा द्विघात गुणनखंड]: 6x² - 13x + 6 के गुणनखंड ज्ञात करें।
6 × 6 = 36; -9 और -4 ऐसे भाग हैं जिनका योग -13 और गुणनफल 36 है
6x² - 9x - 4x + 6
3x(2x - 3) - 2(2x - 3)
(3x - 2)(2x - 3)
- ✔ Answer: (3x - 2)(2x - 3)
- Q 60 [x⁴ + x² + 1 वाले विशिष्ट प्रश्न]: यदि x⁴ + x² + 1 = 481 और x² - x + 1 = 13 है, तो x² + x + 1 का मान क्या होगा?
x⁴ + x² + 1 = (x² + x + 1)(x² - x + 1)
481 = (x² + x + 1) × 13
x² + x + 1 = 481 / 13
x² + x + 1 = 37
- ✔ Answer: 37
- Q 61 [दिए गए मानों से a² + b² का मान ज्ञात करना]: यदि x⁴ + x²y² + y⁴ = 585 और x² + xy + y² = 45 है, तो x² + y² का मान ज्ञात करें।
x² - xy + y² = 585 / 45 = 13
(x² + xy + y²) + (x² - xy + y²) = 45 + 13
2(x² + y²) = 58
x² + y² = 29
- ✔ Answer: 29
- Q 62 [गुणांकों (Coefficients) के साथ कठिन प्रश्न]: यदि 81a⁴ + 36a²b² + 16b⁴ = 540 और 9a² - 6ab + 4b² = 18 है, तो 3ab का मान ज्ञात करें।
9a² + 6ab + 4b² = 540 / 18 = 30
(9a² + 6ab + 4b²) - (9a² - 6ab + 4b²) = 30 - 18
12ab = 12
ab = 1
3ab = 3
- ✔ Answer: 3
- Q 63 [मध्य पद विभाजन द्वारा द्विघात गुणनखंड]: x² - 10x + 21 के गुणनखंड क्या होंगे?
-7 और -3 ऐसे भाग हैं जिनका योग -10 और गुणनफल 21 है
x² - 7x - 3x + 21
x(x - 7) - 3(x - 7)
(x - 3)(x - 7)
How it is asked
This sub-topic is a recurring pattern in SSC CGL and CHSL exams. Questions on the a⁴+a²b²+b⁴ identity are highly frequent in both Tier-1 and Tier-2 exams.
Common mistakes
- ✘ सर्वसमिका (a² + ab + b²)(a² - ab + b²) में ab के चिह्नों को आपस में बदल देना।
- ✘ द्विघात गुणनखंड में बड़ी संख्या का चिह्न गलत लेना जिससे मध्य पद का मान बदल जाता है।
- ✘ a⁴ + a²b² + b⁴ को (a² + b²)² के बराबर मान लेना, जबकि इसमें a²b² की कमी होती है।
💡 If a⁴+a²b²+b⁴ = X and a²+ab+b² = Y are given, just divide to find a²-ab+b² = X/Y. To find ab, subtract the two quadratic factors and divide by 2.
All formulas at a glance
- (a + b)² = a² + 2ab + b² and (a - b)² = a² - 2ab + b²
- (a + b)² - (a - b)² = 4ab and (a + b)² + (a - b)² = 2(a² + b²)
- a² - b² = (a - b)(a + b)
- (a + b + c)² = a² + b² + c² + 2(ab + bc + ca)
- a³ + b³ = (a + b)(a² - ab + b²) and a³ - b³ = (a - b)(a² + ab + b²)
- a³ + b³ + c³ - 3abc = (a + b + c)(a² + b² + c² - ab - bc - ca)
- If a + b + c = 0, then a³ + b³ + c³ = 3abc
- If x + 1/x = k, then x² + 1/x² = k² - 2 and x³ + 1/x³ = k³ - 3k
- If x - 1/x = k, then x² + 1/x² = k² + 2 and x³ - 1/x³ = k³ + 3k
- x⁵ + 1/x⁵ = (x² + 1/x²)(x³ + 1/x³) - (x + 1/x)
- a⁴ + a²b² + b⁴ = (a² + ab + b²)(a² - ab + b²)