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SSC CGLगणित (Quantitative Aptitude)ज्यामिति: त्रिभुज के केंद्र और पाइथागोरस
Geometry: Centers of Triangles and Pythagoras
यह अध्याय SSC CGL और CHSL (Tier-1 और Tier-2) के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है, जिससे आमतौर पर 2-3 प्रश्न पूछे जाते हैं। यह एक स्कोरिंग विषय है क्योंकि इसके प्रश्न सीधे सूत्रों और गुणों (properties) पर आधारित होते हैं।
केंद्रक (Centroid) और अपोलोनियस प्रमेय
त्रिभुज की तीनों माध्यिकाएं (Medians) जिस बिंदु पर मिलती हैं, उसे केंद्रक (Centroid) कहते हैं। माध्यिका वह रेखा है जो शीर्ष (Vertex) को सामने वाली भुजा के मध्य-बिंदु (Midpoint) से मिलाती है। केंद्रक प्रत्येक माध्यिका को 2:1 के अनुपात में विभाजित करता है (शीर्ष की ओर 2 भाग और आधार की ओर 1 भाग)। Apollonius प्रमेय का प्रयोग माध्यिका की लंबाई ज्ञात करने के लिए किया जाता है। जब भी प्रश्न में माध्यिका की लंबाई या त्रिभुज की भुजाओं और माध्यिकाओं के बीच संबंध पूछा जाए, तो Apollonius प्रमेय का उपयोग करें।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 AG : GD = 2 : 1 (यहाँ G केंद्रक है और AD माध्यिका है) — जब केंद्रक द्वारा माध्यिका का विभाजन या शीर्ष/मध्य-बिंदु से दूरी ज्ञात करनी हो।
- उदाहरण 1: त्रिभुज ABC में, AD एक माध्यिका है और G केंद्रक है। यदि AD = 18 सेमी है, तो AG की लंबाई ज्ञात कीजिए।
केंद्रक (G) माध्यिका को 2:1 में बाँटता है
AG : GD = 2 : 1
अनुपात का कुल योग = 2 + 1 = 3 इकाई
3 इकाई = 18 सेमी
1 इकाई = 6 सेमी
AG = 2 इकाई = 2 × 6 = 12 सेमी
- ✔ उत्तर: 12 सेमी
- उदाहरण 2: त्रिभुज ABC में, G केंद्रक है और AD माध्यिका है। यदि GD = 5 सेमी है, तो माध्यिका AD की लंबाई क्या होगी?
AG : GD = 2 : 1
यहाँ GD = 1 इकाई = 5 सेमी
AG = 2 इकाई = 2 × 5 = 10 सेमी
माध्यिका AD = AG + GD
AD = 10 + 5 = 15 सेमी
📐 AB² + AC² = 2(AD² + BD²) [Apollonius Theorem] — जब त्रिभुज की भुजाएं दी गई हों और माध्यिका AD की लंबाई निकालनी हो।
- उदाहरण 3: त्रिभुज ABC में, AB = 6 सेमी, AC = 8 सेमी और BC = 10 सेमी है। भुजा BC पर खींची गई माध्यिका AD की लंबाई ज्ञात कीजिए।
D, BC का मध्य-बिंदु है, अतः BD = BC / 2 = 10 / 2 = 5 सेमी
अपोलोनियस प्रमेय: AB² + AC² = 2(AD² + BD²)
6² + 8² = 2(AD² + 5²)
36 + 64 = 2(AD² + 25)
100 = 2(AD² + 25)
AD² + 25 = 50
AD² = 25 ⇒ AD = 5 सेमी
- ✔ उत्तर: 5 सेमी
- उदाहरण 4: त्रिभुज PQR में, PQ = 7 सेमी, PR = 9 सेमी और QR = 8 सेमी है। माध्यिका PS की लंबाई ज्ञात कीजिए।
S, QR का मध्य-बिंदु है, अतः QS = QR / 2 = 8 / 2 = 4 सेमी
अपोलोनियस प्रमेय: PQ² + PR² = 2(PS² + QS²)
7² + 9² = 2(PS² + 4²)
49 + 81 = 2(PS² + 16)
130 = 2(PS² + 16)
PS² + 16 = 65
PS² = 49 ⇒ PS = 7 सेमी
📐 3 × (AB² + BC² + CA²) = 4 × (AD² + BE² + CF²) — जब त्रिभुज की भुजाओं के वर्गों और तीनों माध्यिकाओं के वर्गों के योग के बीच संबंध पूछा जाए।
- उदाहरण 5: यदि किसी त्रिभुज की माध्यिकाओं के वर्गों का योग 135 सेमी² है, तो उसकी भुजाओं के वर्गों का योग कितना होगा?
सूत्र: 3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 4 × 135
3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 540
भुजाओं के वर्गों का योग = 540 / 3 = 180 सेमी²
- ✔ उत्तर: 180 सेमी²
- उदाहरण 6: यदि एक त्रिभुज की भुजाओं के वर्गों का योग 240 सेमी² है, तो उसकी तीनों माध्यिकाओं के वर्गों का योग कितना होगा?
सूत्र: 3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
3 × 240 = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
720 = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
माध्यिकाओं के वर्गों का योग = 720 / 4 = 180 सेमी²
📐 4(AD² + CE²) = 5 × AC² (समकोण B पर AD और CE माध्यिकाएं हों) — जब समकोण त्रिभुज में दो न्यूनकोणों से खींची गई माध्यिकाओं की लंबाई दी हो।
- उदाहरण 7: त्रिभुज ABC में ∠B = 90° है। AD और CE दो माध्यिकाएं हैं। यदि AD = 5 सेमी और CE = 2√5 सेमी हो, तो AC की लंबाई ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 4(AD² + CE²) = 5 × AC²
4(5² + (2√5)²) = 5 × AC²
4(25 + 20) = 5 × AC²
4 × 45 = 5 × AC²
180 = 5 × AC²
AC² = 36 ⇒ AC = 6 सेमी
- ✔ उत्तर: 6 सेमी
- उदाहरण 8: त्रिभुज ABC में ∠B = 90° है और कर्ण AC = 10 सेमी है। यदि AD और CE माध्यिकाएं हैं, तो (AD² + CE²) का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 4(AD² + CE²) = 5 × AC²
4(AD² + CE²) = 5 × (10)²
4(AD² + CE²) = 5 × 100 = 500
AD² + CE² = 500 / 4 = 125 सेमी²
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- केंद्रक द्वारा माध्यिका का 2:1 विभाजन
- अपोलोनियस प्रमेय से माध्यिका की लंबाई
- त्रिभुज की भुजाओं और माध्यिकाओं के वर्गों के बीच संबंध
- समकोण त्रिभुज की माध्यिकाओं के विशेष सूत्र
- केंद्रक द्वारा त्रिभुज का क्षेत्रफल विभाजन
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 9 [केंद्रक द्वारा माध्यिका का 2:1 विभाजन]: त्रिभुज ABC में G केंद्रक है। AD, BE और CF तीन माध्यिकाएं हैं। यदि AG + BG + CG = 18 सेमी है, तो (AD + BE + CF) का मान क्या होगा?
केंद्रक (G) प्रत्येक माध्यिका को 2:1 में विभाजित करता है
इसलिए AG = (2/3)AD, BG = (2/3)BE, CG = (2/3)CF
AG + BG + CG = (2/3)(AD + BE + CF)
18 = (2/3)(AD + BE + CF)
AD + BE + CF = 18 × 3 / 2 = 27 सेमी
- ✔ उत्तर: 27 सेमी
- प्रश्न 10 [अपोलोनियस प्रमेय से माध्यिका की लंबाई]: त्रिभुज ABC की भुजाएं AB = 9 सेमी, AC = 11 सेमी और BC = 12 सेमी हैं। शीर्ष A से खींची गई माध्यिका AD की लंबाई कितनी होगी?
D, BC का मध्य-बिंदु है ⇒ BD = 12 / 2 = 6 सेमी
अपोलोनियस प्रमेय: AB² + AC² = 2(AD² + BD²)
9² + 11² = 2(AD² + 6²)
81 + 121 = 2(AD² + 36)
202 = 2(AD² + 36)
101 = AD² + 36
AD² = 65 ⇒ AD = √65 सेमी
- ✔ उत्तर: √65 सेमी
- प्रश्न 11 [त्रिभुज की भुजाओं और माध्यिकाओं के वर्गों के बीच संबंध]: एक त्रिभुज ABC में AD, BE और CF माध्यिकाएं हैं। यदि AB² + BC² + CA² = 360 सेमी² है, तो AD² + BE² + CF² का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 3 × (AB² + BC² + CA²) = 4 × (AD² + BE² + CF²)
3 × 360 = 4 × (AD² + BE² + CF²)
1080 = 4 × (AD² + BE² + CF²)
AD² + BE² + CF² = 1080 / 4 = 270 सेमी²
- ✔ उत्तर: 270 सेमी²
- प्रश्न 12 [समकोण त्रिभुज की माध्यिकाओं के विशेष सूत्र]: त्रिभुज ABC में ∠B = 90° है। माध्यिका AD = 6 सेमी और माध्यिका CE = 8 सेमी है। कर्ण AC की लंबाई ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 4(AD² + CE²) = 5 × AC²
4(6² + 8²) = 5 × AC²
4(36 + 64) = 5 × AC²
4 × 100 = 5 × AC²
400 = 5 × AC²
AC² = 80 ⇒ AC = √80 = 4√5 सेमी
- ✔ उत्तर: 4√5 सेमी
- प्रश्न 13 [केंद्रक द्वारा त्रिभुज का क्षेत्रफल विभाजन]: त्रिभुज ABC का क्षेत्रफल 72 सेमी² है। G इस त्रिभुज का केंद्रक है। त्रिभुज GBC का क्षेत्रफल कितना होगा?
केंद्रक (G) त्रिभुज को 3 बराबर क्षेत्रफल वाले त्रिभुजों में बांटता है
ar(ΔGAB) = ar(ΔGBC) = ar(ΔGCA)
ar(ΔGBC) = (1/3) × ar(ΔABC)
ar(ΔGBC) = (1/3) × 72 = 24 सेमी²
- ✔ उत्तर: 24 सेमी²
- प्रश्न 14 [केंद्रक द्वारा माध्यिका का 2:1 विभाजन]: त्रिभुज ABC में G केंद्रक है और AD माध्यिका है। यदि AG - GD = 4 सेमी है, तो AD की कुल लंबाई ज्ञात कीजिए।
मान लें GD = x इकाई, तब AG = 2x इकाई
AG - GD = 2x - x = x = 4 सेमी
इसलिए GD = 4 सेमी और AG = 2 × 4 = 8 सेमी
माध्यिका AD = AG + GD = 8 + 4 = 12 सेमी
- ✔ उत्तर: 12 सेमी
- प्रश्न 15 [अपोलोनियस प्रमेय से माध्यिका की लंबाई]: यदि किसी त्रिभुज में दो माध्यिकाएं एक-दूसरे को समकोण (90°) पर प्रतिच्छेद करती हैं और AB = 19 सेमी, AC = 22 सेमी है, तो BC की लंबाई का मान क्या होगा?
जब माध्यिकाएं BE और CF समकोण पर काटती हैं, तब AB² + AC² = 5 × BC²
19² + 22² = 5 × BC²
361 + 484 = 5 × BC²
845 = 5 × BC²
BC² = 845 / 5 = 169
BC = √169 = 13 सेमी
परीक्षा में कैसे आता है
SSC CGL (Tier-1 & Tier-2), CHSL, और CPO में केंद्रक के 2:1 अनुपात और अपोलोनियस प्रमेय से हर साल 1-2 प्रश्न निश्चित रूप से पूछे जाते हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ अनुपात को गलती से 1:2 मान लेना जबकि शीर्ष (Vertex) की ओर का भाग 2 और आधार (Base) की ओर का भाग 1 होता है (2:1)।
- ✘ Apollonius प्रमेय का उपयोग करते समय आधार के आधे भाग BD का वर्ग करना भूल जाना।
💡 समकोण त्रिभुज में कर्ण पर खींची गई माध्यिका की लंबाई कर्ण की आधी (Hypotenuse / 2) होती है। Direct याद रखें।
अंतःकेंद्र एवं अंतःत्रिज्या
त्रिभुज के तीनों आंतरिक कोणों के समद्विभाजकों (Angle bisectors) के प्रतिच्छेदन बिंदु को अंतःकेंद्र (Incentre - I) कहते हैं। अंतःकेंद्र त्रिभुज की तीनों भुजाओं से समान दूरी पर स्थित होता है और यह दूरी अंतःत्रिज्या (Inradius - r) कहलाती है। अंतःकेंद्र पर दो कोण-समद्विभाजकों द्वारा बना कोण ∠BIC = 90° + ∠A/2 होता है। प्रश्नों में जब कोण-समद्विभाजक, अंतःवृत्त या अंतःत्रिज्या का उल्लेख हो, तब इस अवधारणा का उपयोग किया जाता है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 ∠BIC = 90° + ∠A / 2 — जब अंतःकेंद्र I पर बना कोण ज्ञात करना हो या शीर्ष कोण ∠A निकालना हो।
- उदाहरण 16: ΔABC में ∠A = 80° है। यदि I अंतःकेंद्र है, तो ∠BIC का मान ज्ञात कीजिए।
∠BIC = 90° + ∠A / 2
∠BIC = 90° + 80° / 2
∠BIC = 90° + 40° = 130°
- ✔ उत्तर: 130°
- उदाहरण 17: ΔABC में I अंतःकेंद्र है और ∠BIC = 135° है। ∠A का मान ज्ञात कीजिए।
∠BIC = 90° + ∠A / 2
135° = 90° + ∠A / 2
∠A / 2 = 135° - 90° = 45°
∠A = 45° × 2 = 90°
📐 r = Δ / s — किसी भी सामान्य त्रिभुज के अंतःवृत्त की त्रिज्या (r) ज्ञात करने के लिए (जहाँ Δ = क्षेत्रफल, s = अर्ध-परिमाप)।
- उदाहरण 18: एक त्रिभुज का क्षेत्रफल 36 cm² और परिमाप 24 cm है। अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
अर्ध-परिमाप (s) = 24 / 2 = 12 cm
अंतःत्रिज्या (r) = Δ / s
r = 36 / 12 = 3 cm
- ✔ उत्तर: 3 cm
- उदाहरण 19: एक त्रिभुज की भुजाएँ 5 cm, 12 cm और 13 cm हैं। इसका क्षेत्रफल 30 cm² है। अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
s = (5 + 12 + 13) / 2 = 15 cm
r = Δ / s
r = 30 / 15 = 2 cm
📐 समकोण त्रिभुज: r = (P + B - H) / 2 तथा समबाहु त्रिभुज: r = a / (2√3) — समकोण त्रिभुज या समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या सीधे ज्ञात करने के लिए।
- उदाहरण 20: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 9 cm, 12 cm और 15 cm हैं। अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
r = (P + B - H) / 2
r = (9 + 12 - 15) / 2
r = 6 / 2 = 3 cm
- ✔ उत्तर: 3 cm
- उदाहरण 21: 18 cm भुजा वाले समबाहु त्रिभुज के अंतःवृत्त की त्रिज्या ज्ञात कीजिए।
r = a / (2√3)
r = 18 / (2√3)
r = 9 / √3 = 3√3 cm
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- अंतःकेंद्र कोण ज्ञात करना (∠BIC = 90° + A/2)
- समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3)
- समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = (P + B - H) / 2)
- सामान्य त्रिभुज की अंतःत्रिज्या और क्षेत्रफल (r = Δ / s)
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 22 [अंतःकेंद्र कोण ज्ञात करना (∠BIC = 90° + A/2)]: ΔABC में, I अंतःकेंद्र है। यदि ∠A = 70° है, तो ∠BIC का मान क्या होगा?
सूत्र: ∠BIC = 90° + ∠A / 2
∠BIC = 90° + 70° / 2
∠BIC = 90° + 35° = 125°
- ✔ उत्तर: 125°
- प्रश्न 23 [अंतःकेंद्र कोण ज्ञात करना (∠BIC = 90° + A/2)]: ΔABC में, I अंतःकेंद्र है। यदि ∠BIC = 125° है, तो ∠A का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: ∠BIC = 90° + ∠A / 2
125° = 90° + ∠A / 2
∠A / 2 = 125° - 90° = 35°
∠A = 35° × 2 = 70°
- ✔ उत्तर: 70°
- प्रश्न 24 [समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3)]: एक समबाहु त्रिभुज की भुजा 12 cm है। इसके अंतःवृत्त की त्रिज्या (Inradius) ज्ञात कीजिए।
सूत्र: r = a / (2√3)
r = 12 / (2√3)
r = 6 / √3 = 2√3 cm
- ✔ उत्तर: 2√3 cm
- प्रश्न 25 [समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3)]: एक समबाहु त्रिभुज के अंतःवृत्त का क्षेत्रफल 48π cm² है। त्रिभुज की भुजा की लंबाई ज्ञात कीजिए।
अंतःवृत्त का क्षेत्रफल = π r² = 48π
r² = 48 ⇒ r = √48 = 4√3 cm
सूत्र: r = a / (2√3)
4√3 = a / (2√3)
a = 4√3 × 2√3 = 24 cm
- ✔ उत्तर: 24 cm
- प्रश्न 26 [समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = (P + B - H) / 2)]: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 6 cm, 8 cm और 10 cm हैं। इसके अंतःवृत्त की त्रिज्या ज्ञात कीजिए।
लंब (P) = 6 cm, आधार (B) = 8 cm, कर्ण (H) = 10 cm
सूत्र: r = (P + B - H) / 2
r = (6 + 8 - 10) / 2
r = 4 / 2 = 2 cm
- ✔ उत्तर: 2 cm
- प्रश्न 27 [समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = (P + B - H) / 2)]: एक समकोण त्रिभुज का आधार 15 cm और कर्ण 17 cm है। इसके अंतःवृत्त की त्रिज्या क्या होगी?
लंब (P) = √(17² - 15²) = √(289 - 225) = √64 = 8 cm
सूत्र: r = (P + B - H) / 2
r = (8 + 15 - 17) / 2
r = 6 / 2 = 3 cm
- ✔ उत्तर: 3 cm
- प्रश्न 28 [सामान्य त्रिभुज की अंतःत्रिज्या और क्षेत्रफल (r = Δ / s)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 13 cm, 14 cm और 15 cm हैं। इस त्रिभुज की अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
अर्ध-परिमाप (s) = (13 + 14 + 15) / 2 = 21 cm
हिरॉन के सूत्र से क्षेत्रफल (Δ) = √(21 × 8 × 7 × 6) = 84 cm²
सूत्र: r = Δ / s
r = 84 / 21 = 4 cm
परीक्षा में कैसे आता है
SSC CGL, CHSL, MTS और GD में अंतःकेंद्र पर आधारित कोण (∠BIC = 90° + A/2) तथा समकोण/समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या पर सीधे 1 से 2 प्रश्न लगभग हर पाली में पूछे जाते हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ अंतःकेंद्र कोण (90° + A/2) और परिकेंद्र कोण (2A) में भ्रमित हो जाना।
- ✘ समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या r = (P + B - H)/2 में कर्ण H को घटाने के बजाय जोड़ देना।
- ✘ समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3) और परित्रिज्या (R = a / √3) में भ्रमित होना।
💡 समकोण त्रिभुज के लिए अंतःत्रिज्या r = (P + B - H) / 2 और समबाहु त्रिभुज के लिए r = a / 2√3 याद रखें, इससे बिना क्षेत्रफल निकाले 5 सेकंड में उत्तर आ जाता है। Flight time बचता है। माना r:R का अनुपात समबाहु में 1:2 होता है।mathrm{Inradius} = \Delta / s। अंतःकेंद्र कोण: ∠BIC = 90° + ∠A/2। समकोण त्रिभुज: r = (P + B - H) / 2। समबाहु त्रिभुज: r = a / (2√3)। सामान्य त्रिभुज: r = Δ / s। समबाहु त्रिभुज में r : R = 1 : 2 होता है।
परिकेंद्र (Circumcentre)
परिकेंद्र (Circumcentre) वह बिंदु है जहाँ त्रिभुज की तीनों भुजाओं के लंब समद्विभाजक (Perpendicular Bisectors) मिलते हैं। यह बिंदु त्रिभुज के तीनों शीर्षों (Vertices) से समान दूरी पर होता है, जिसे परित्रिज्या (Circumradius) 'R' कहा जाता है। इस बिंदु को केंद्र मानकर एक वृत्त खींचा जा सकता है जो त्रिभुज के तीनों शीर्षों से होकर गुजरता है। परिकेंद्र पर बना कोण, शीर्ष पर बने कोण का दोगुना होता है। समकोण त्रिभुज में परिकेंद्र हमेशा कर्ण (Hypotenuse) के मध्य-बिंदु पर स्थित होता है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 Angle BOC = 2 × Angle A — जब परिकेंद्र (O) पर बना कोण निकालना हो और शीर्ष कोण (A) दिया हो।
- उदाहरण 29: यदि O एक त्रिभुज ABC का परिकेंद्र है और कोण BAC = 85 डिग्री है, तो कोण BOC का मान क्या होगा?
दिया है: कोण BAC = 85°
परिकेंद्र गुण: कोण BOC = 2 × कोण BAC
कोण BOC = 2 × 85°
कोण BOC = 170°
- ✔ उत्तर: 170°
- उदाहरण 30: एक त्रिभुज PQR में, O परिकेंद्र है। यदि कोण QOR = 110 डिग्री है, तो कोण QPR ज्ञात कीजिए।
दिया है: कोण QOR = 110°
सूत्र: कोण QOR = 2 × कोण QPR
110° = 2 × कोण QPR
कोण QPR = 110° / 2
कोण QPR = 55°
📐 R = Hypotenuse / 2 — समकोण त्रिभुज (Right-angled triangle) की परित्रिज्या निकालने के लिए।
- उदाहरण 31: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 6 सेमी, 8 सेमी और 10 सेमी हैं। इसकी परित्रिज्या (Circumradius) क्या होगी?
भुजाएँ: 6, 8, 10 (यह एक पाइथागोरियन ट्रिपलेट है)
कर्ण (Hypotenuse) = 10 सेमी
परित्रिज्या (R) = कर्ण / 2
परित्रिज्या = 10 / 2 = 5 सेमी
- ✔ उत्तर: 5 सेमी
- उदाहरण 32: एक समकोण त्रिभुज का कर्ण 26 सेमी है। इसके परिवृत्त का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
कर्ण = 26 सेमी
परित्रिज्या (R) = 26 / 2 = 13 सेमी
क्षेत्रफल = π × R²
क्षेत्रफल = π × 13 × 13 = 169π
📐 R = a / √3 — समबाहु त्रिभुज (Equilateral triangle) की परित्रिज्या निकालने के लिए, जहाँ 'a' भुजा है।
- उदाहरण 33: एक समबाहु त्रिभुज की भुजा 12 सेमी है। इसकी परित्रिज्या ज्ञात कीजिए।
भुजा (a) = 12 सेमी
सूत्र: R = a / √3
R = 12 / √3
हर का परिमेयकरण करने पर: (12 × √3) / 3
R = 4√3 सेमी
- ✔ उत्तर: 4√3 सेमी
- उदाहरण 34: यदि एक समबाहु त्रिभुज की परित्रिज्या 6 सेमी है, तो उसकी भुजा की लंबाई क्या होगी?
परित्रिज्या (R) = 6 सेमी
सूत्र: R = a / √3
6 = a / √3
a = 6√3 सेमी
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- कोण आधारित प्रश्न (Angle based questions)
- समकोण त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Right-angled triangle)
- समबाहु त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Equilateral triangle)
- सामान्य त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of General triangle using abc/4Area)
- परिकेंद्र की स्थिति (Location of Circumcentre)
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 35 [कोण आधारित प्रश्न (Angle based questions)]: त्रिभुज ABC में, O परिकेंद्र है। यदि कोण OBC = 35 डिग्री है, तो कोण BAC का मान ज्ञात कीजिए।
त्रिभुज OBC में, OB = OC (परित्रिज्या)
इसलिए, कोण OCB = कोण OBC = 35°
कोण BOC = 180° - (35° + 35°) = 110°
हम जानते हैं: कोण BOC = 2 × कोण BAC
110° = 2 × कोण BAC
कोण BAC = 55°
- ✔ उत्तर: 55°
- प्रश्न 36 [समकोण त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Right-angled triangle)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 5 सेमी, 12 सेमी और 13 सेमी हैं। इसके परिकेंद्र और शीर्षों के बीच की दूरी क्या है?
भुजाएँ 5, 12, 13 एक समकोण त्रिभुज बनाती हैं (5² + 12² = 13²)
परिकेंद्र और शीर्षों के बीच की दूरी = परित्रिज्या (R)
समकोण त्रिभुज में R = कर्ण / 2
R = 13 / 2 = 6.5 सेमी
- ✔ उत्तर: 6.5 सेमी
- प्रश्न 37 [समबाहु त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Equilateral triangle)]: एक समबाहु त्रिभुज के परिवृत्त का क्षेत्रफल 154 वर्ग सेमी है। त्रिभुज की भुजा ज्ञात कीजिए। (π = 22/7 लें)
क्षेत्रफल = πR² = 154
(22/7) × R² = 154
R² = 154 × 7 / 22 = 49
R = 7 सेमी
समबाहु त्रिभुज के लिए: R = a / √3
7 = a / √3
a = 7√3 सेमी
- ✔ उत्तर: 7√3 सेमी
- प्रश्न 38 [सामान्य त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of General triangle using abc/4Area)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 13 सेमी, 14 सेमी और 15 सेमी हैं। इसकी परित्रिज्या ज्ञात कीजिए।
अर्ध-परिमाप (s) = (13+14+15)/2 = 21
क्षेत्रफल = √[21(21-13)(21-14)(21-15)] = √[21×8×7×6] = 84 वर्ग सेमी
सूत्र: R = (abc) / (4 × क्षेत्रफल)
R = (13 × 14 × 15) / (4 × 84)
R = 2730 / 336 = 8.125 सेमी
- ✔ उत्तर: 8.125 सेमी
- प्रश्न 39 [परिकेंद्र की स्थिति (Location of Circumcentre)]: एक त्रिभुज ABC में, कोण A = 40°, कोण B = 70° है। परिकेंद्र कहाँ स्थित होगा?
कोण C = 180° - (40° + 70°) = 70°
तीनों कोण (40°, 70°, 70°) 90° से कम हैं।
यह एक न्यूनकोण त्रिभुज (Acute-angled triangle) है।
न्यूनकोण त्रिभुज में परिकेंद्र त्रिभुज के अंदर होता है।
- ✔ उत्तर: त्रिभुज के अंदर
- प्रश्न 40 [कोण आधारित प्रश्न (Angle based questions)]: यदि O त्रिभुज ABC का परिकेंद्र है और कोण BOC + कोण BAC = 150 डिग्री है, तो कोण BAC ज्ञात कीजिए।
हम जानते हैं: कोण BOC = 2 × कोण BAC
दिया है: कोण BOC + कोण BAC = 150°
2 × कोण BAC + कोण BAC = 150°
3 × कोण BAC = 150°
कोण BAC = 50°
- ✔ उत्तर: 50°
- प्रश्न 41 [समकोण त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Right-angled triangle)]: एक समकोण त्रिभुज ABC में, कोण B = 90°, AB = 15 सेमी और BC = 20 सेमी है। इसकी परित्रिज्या ज्ञात कीजिए।
कर्ण AC = √(15² + 20²) = √(225 + 400)
AC = √625 = 25 सेमी
परित्रिज्या (R) = कर्ण / 2
R = 25 / 2 = 12.5 सेमी
परीक्षा में कैसे आता है
SSC परीक्षाओं (CGL, CHSL) में इस टॉपिक से अक्सर प्रश्न पूछे जाते हैं। मुख्य रूप से समकोण त्रिभुज की परित्रिज्या (H/2) और कोण संबंध (BOC = 2A) पर आधारित प्रश्न हर साल आते हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ अंतःकेंद्र (Incentre) के सूत्र 90 + A/2 और परिकेंद्र के सूत्र 2A में भ्रमित होना।
- ✘ यह भूल जाना कि समकोण त्रिभुज में परिकेंद्र कर्ण का मध्य-बिंदु होता है, न कि त्रिभुज के अंदर।
💡 समकोण त्रिभुज में, परिकेंद्र से किसी भी शीर्ष की दूरी हमेशा कर्ण की आधी होती है। त्रिज्या वाले प्रश्नों को हल करने का यह सबसे तेज़ तरीका है।
लंबकेंद्र (Orthocentre)
त्रिभुज के तीनों शीर्षों (Vertices) से सामने वाली भुजाओं पर डाले गए लंब (Altitudes) जिस बिंदु पर मिलते हैं, उसे लंबकेंद्र (Orthocentre) कहते हैं। यह बिंदु त्रिभुज के प्रकार पर निर्भर करता है: न्यूनकोण त्रिभुज में अंदर, अधिककोण में बाहर और समकोण में समकोण वाले शीर्ष पर होता है। परीक्षा में अक्सर लंबकेंद्र पर बनने वाले कोण और शीर्ष कोण के बीच के संपूरक संबंध (Supplementary relation) पर प्रश्न पूछे जाते हैं। इसे पहचानने के लिए प्रश्न में 'लंब' (Altitude) या 'लंबकेंद्र' शब्द दिया होता है।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 Angle BHC = 180° - Angle A — जब त्रिभुज का लंबकेंद्र (H) दिया हो और शीर्ष कोण (A) या लंबकेंद्र पर बना कोण (BHC) ज्ञात करना हो।
- उदाहरण 42: त्रिभुज ABC में, H लंबकेंद्र है। यदि कोण A = 70° है, तो कोण BHC का मान क्या होगा?
दिया है: कोण A = 70°
सूत्र: कोण BHC = 180° - कोण A
कोण BHC = 180° - 70°
कोण BHC = 110°
- ✔ उत्तर: 110°
- उदाहरण 43: त्रिभुज PQR में, O लंबकेंद्र है। यदि कोण QOR = 135° है, तो कोण P का मान ज्ञात करें।
दिया है: कोण QOR = 135°
सूत्र: कोण QOR = 180° - कोण P
135° = 180° - कोण P
कोण P = 180° - 135°
कोण P = 45°
📐 In Right Triangle, Orthocentre = Vertex with 90° — जब समकोण त्रिभुज (Right-angled triangle) में लंबकेंद्र की स्थिति पूछी जाए।
- उदाहरण 44: एक त्रिभुज ABC में कोण B = 90° है। इस त्रिभुज का लंबकेंद्र कहाँ स्थित होगा?
समकोण त्रिभुज में, लंबकेंद्र हमेशा उस शीर्ष पर होता है जहाँ 90° का कोण बनता है।
यहाँ कोण B = 90° है।
इसलिए, लंबकेंद्र शीर्ष B पर होगा।
- ✔ उत्तर: शीर्ष B पर
- उदाहरण 45: यदि एक त्रिभुज के शीर्ष (0,0), (4,0) और (0,3) हैं, तो इसका लंबकेंद्र क्या होगा?
शीर्ष (0,0), (4,0) और (0,3) एक समकोण त्रिभुज बनाते हैं।
समकोण (0,0) पर बन रहा है क्योंकि X और Y अक्ष वहीं मिलते हैं।
समकोण त्रिभुज का लंबकेंद्र समकोण वाला शीर्ष ही होता है।
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- सीधे कोण की गणना (Direct angle calculation)
- समकोण त्रिभुज में लंबकेंद्र की स्थिति (Position in right-angled triangle)
- अधिककोण त्रिभुज में कोण संबंध (Angle relation in obtuse triangle)
- लंबकेंद्र और अंत:केंद्र की तुलना (Comparison with Incentre)
- शीर्षलंबों के प्रतिच्छेदन बिंदु पर आधारित प्रश्न (Intersection of altitudes)
- त्रिभुज के कोणों के योग के साथ संयोजन (Combination with triangle angle sum)
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 46 [सीधे कोण की गणना (Direct angle calculation)]: त्रिभुज ABC में, H लंबकेंद्र है। यदि कोण BAC = 55° है, तो कोण BHC ज्ञात करें।
लंबकेंद्र के गुण से: कोण BHC + कोण A = 180°
कोण BHC = 180° - 55°
कोण BHC = 125°
- ✔ उत्तर: 125°
- प्रश्न 47 [समकोण त्रिभुज में लंबकेंद्र की स्थिति (Position in right-angled triangle)]: त्रिभुज PQR में, PQ = 5 सेमी, QR = 12 सेमी और PR = 13 सेमी है। इस त्रिभुज के लंबकेंद्र की स्थिति क्या है?
भुजाएँ 5, 12, 13 एक पाइथागोरस ट्रिपलेट हैं।
अतः यह एक समकोण त्रिभुज है जहाँ PR कर्ण है।
समकोण शीर्ष Q पर बनेगा (कर्ण के सामने वाला शीर्ष)।
लंबकेंद्र समकोण वाले शीर्ष पर होता है।
- ✔ उत्तर: शीर्ष Q पर
- प्रश्न 48 [अधिककोण त्रिभुज में कोण संबंध (Angle relation in obtuse triangle)]: एक अधिककोण त्रिभुज ABC में, कोण A = 110° है। यदि H लंबकेंद्र है, तो कोण BHC का मान क्या होगा?
त्रिभुज चाहे न्यूनकोण हो या अधिककोण, लंबकेंद्र का कोण सूत्र समान रहता है।
कोण BHC = 180° - कोण A
कोण BHC = 180° - 110°
कोण BHC = 70°
- ✔ उत्तर: 70°
- प्रश्न 49 [लंबकेंद्र और अंत:केंद्र की तुलना (Comparison with Incentre)]: त्रिभुज ABC में, कोण A = 60° है। यदि O लंबकेंद्र है और I अंत:केंद्र है, तो कोण BOC और कोण BIC का अंतर ज्ञात करें।
कोण BOC (लंबकेंद्र) = 180 - 60 = 120°
कोण BIC (अंत:केंद्र) = 90 + (60/2) = 90 + 30 = 120°
अंतर = 120° - 120° = 0°
- ✔ उत्तर: 0°
- प्रश्न 50 [शीर्षलंबों के प्रतिच्छेदन बिंदु पर आधारित प्रश्न (Intersection of altitudes)]: त्रिभुज ABC में, AD और BE दो ऊँचाइयाँ (Altitudes) हैं जो P पर मिलती हैं। यदि कोण C = 50° है, तो कोण APB का मान क्या होगा?
ऊँचाइयों का मिलन बिंदु P ही लंबकेंद्र (Orthocentre) है।
कोण APB = 180° - कोण C
कोण APB = 180° - 50°
कोण APB = 130°
- ✔ उत्तर: 130°
- प्रश्न 51 [त्रिभुज के कोणों के योग के साथ संयोजन (Combination with triangle angle sum)]: त्रिभुज ABC में, H लंबकेंद्र है। यदि कोण HBC = 25° और कोण HCB = 35° है, तो कोण A ज्ञात करें।
त्रिभुज HBC में: कोण BHC = 180° - (25° + 35°)
कोण BHC = 180° - 60° = 120°
हम जानते हैं: कोण BHC = 180° - कोण A
120° = 180° - कोण A
कोण A = 60°
- ✔ उत्तर: 60°
- प्रश्न 52 [सीधे कोण की गणना (Direct angle calculation)]: यदि त्रिभुज ABC का लंबकेंद्र H है और कोण BHC = 150° है, तो कोण BAC का मान क्या होगा?
सूत्र: कोण BHC = 180° - कोण BAC
150° = 180° - कोण BAC
कोण BAC = 180° - 150°
कोण BAC = 30°
परीक्षा में कैसे आता है
SSC परीक्षाओं (CGL, CHSL) में इस टॉपिक से हर साल 1-2 प्रश्न पूछे जाते हैं। मुख्य रूप से '180 - A' वाले सूत्र और समकोण त्रिभुज में लंबकेंद्र की स्थिति पर आधारित प्रश्न आते हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ अंत:केंद्र (Incentre) के सूत्र (90 + A/2) और लंबकेंद्र के सूत्र (180 - A) में भ्रमित होना।
- ✘ यह भूल जाना कि समकोण त्रिभुज में लंबकेंद्र कर्ण पर नहीं, बल्कि समकोण वाले शीर्ष पर होता है।
- ✘ अधिककोण त्रिभुज में यह सोचना कि सूत्र बदल जाएगा, जबकि सूत्र वही रहता है।
💡 याद रखने की ट्रिक: लंबकेंद्र (Orthocentre) में 'लंब' होता है, और इसके कोण का योग शीर्ष कोण के साथ हमेशा 180° (संपूरक) होता है।
पाइथागोरस प्रमेय और ट्रिपलेट्स
पाइथागोरस प्रमेय केवल समकोण त्रिभुज (Right-angled triangle) पर लागू होती है, जहाँ कर्ण का वर्ग अन्य दो भुजाओं के वर्गों के योग के बराबर होता है। ट्रिपलेट्स (Triplets) संख्याओं का वह समूह हैं जो इस नियम का पालन करते हैं, इन्हें याद रखने से गणना तेज होती है। यदि हमें त्रिभुज की तीन भुजाएँ दी गई हों, तो हम सबसे लंबी भुजा के वर्ग की तुलना अन्य दो भुजाओं के वर्गों के योग से करके यह बता सकते हैं कि त्रिभुज न्यूनकोण (Acute), अधिककोण (Obtuse) या समकोण (Right) है। परीक्षा में अक्सर ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples) पर आधारित प्रश्न पूछे जाते हैं।
सूत्र और उनके उदाहरण
📐 H² = P² + B² (कर्ण² = लंब² + आधार²) — जब समकोण त्रिभुज की कोई भी दो भुजाएँ दी गई हों और तीसरी ज्ञात करनी हो।
- उदाहरण 53: एक समकोण त्रिभुज का आधार 9 सेमी और लंब 12 सेमी है, तो कर्ण की लंबाई क्या होगी?
कर्ण² = लंब² + आधार²
कर्ण² = 12² + 9²
कर्ण² = 144 + 81
कर्ण² = 225
कर्ण = √225 = 15 सेमी
- ✔ उत्तर: 15 सेमी
- उदाहरण 54: एक 25 मीटर लंबी सीढ़ी एक दीवार के सहारे टिकी है। यदि सीढ़ी का निचला सिरा दीवार से 7 मीटर दूर है, तो दीवार की ऊँचाई ज्ञात करें।
यहाँ कर्ण (सीढ़ी) = 25, आधार = 7
लंब² = कर्ण² - आधार²
लंब² = 25² - 7²
लंब² = 625 - 49
लंब² = 576
लंब = √576 = 24 मीटर
📐 त्रिभुज परीक्षण: c² < a² + b² (न्यूनकोण), c² = a² + b² (समकोण), c² > a² + b² (अधिककोण) — जब त्रिभुज की तीन भुजाएँ (a, b, c जहाँ c सबसे बड़ी है) दी गई हों और त्रिभुज का प्रकार पहचानना हो।
- उदाहरण 55: यदि एक त्रिभुज की भुजाएँ 8, 15 और 20 सेमी हैं, तो यह किस प्रकार का त्रिभुज है?
सबसे बड़ी भुजा (c) = 20
c² = 20² = 400
a² + b² = 8² + 15² = 64 + 225 = 289
यहाँ 400 > 289 (c² > a² + b²)
अतः यह एक अधिककोण त्रिभुज है।
- ✔ उत्तर: अधिककोण त्रिभुज (Obtuse Triangle)
- उदाहरण 56: भुजाओं 6, 7 और 8 सेमी वाले त्रिभुज की प्रकृति क्या है?
सबसे बड़ी भुजा (c) = 8
c² = 8² = 64
a² + b² = 6² + 7² = 36 + 49 = 85
यहाँ 64 < 85 (c² < a² + b²)
अतः यह एक न्यूनकोण त्रिभुज है।
- ✔ उत्तर: न्यूनकोण त्रिभुज (Acute Triangle)
परीक्षा में आने वाले प्रकार
- तीसरी भुजा ज्ञात करना (Finding the third side)
- ट्रिपलेट्स की पहचान (Identifying Triplets)
- त्रिभुज के प्रकार की पहचान (Identifying type of triangle)
- ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples of Triplets)
- सीढ़ी और दीवार वाले अनुप्रयोग (Ladder and Wall applications)
- क्षेत्रफल के साथ पाइथागोरस (Pythagoras with Area)
हल किए हुए प्रश्न (हर प्रकार)
- प्रश्न 57 [तीसरी भुजा ज्ञात करना (Finding the third side)]: एक समकोण त्रिभुज में कर्ण 13 सेमी और एक भुजा 5 सेमी है। दूसरी भुजा की लंबाई ज्ञात कीजिए।
कर्ण = 13, एक भुजा = 5
दूसरी भुजा² = 13² - 5²
दूसरी भुजा² = 169 - 25
दूसरी भुजा² = 144
दूसरी भुजा = √144 = 12 सेमी
- ✔ उत्तर: 12 सेमी
- प्रश्न 58 [ट्रिपलेट्स की पहचान (Identifying Triplets)]: निम्नलिखित में से कौन सा समूह एक पाइथागोरस ट्रिपलेट नहीं है? (A) 7, 24, 25 (B) 8, 15, 17 (C) 9, 40, 41 (D) 5, 10, 12
विकल्प D की जाँच करें: 5² + 10² = 25 + 100 = 125
12² = 144
चूँकि 125 ≠ 144, यह ट्रिपलेट नहीं है।
अन्य सभी (7,24,25), (8,15,17), (9,40,41) मानक ट्रिपलेट्स हैं।
- ✔ उत्तर: 5, 10, 12
- प्रश्न 59 [त्रिभुज के प्रकार की पहचान (Identifying type of triangle)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 5 सेमी, 12 सेमी और 13 सेमी हैं। त्रिभुज का प्रकार बताइए।
सबसे बड़ी भुजा = 13
13² = 169
5² + 12² = 25 + 144 = 169
चूँकि 169 = 169 (c² = a² + b²)
यह एक समकोण त्रिभुज है।
- ✔ उत्तर: समकोण त्रिभुज (Right-angled Triangle)
- प्रश्न 60 [ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples of Triplets)]: एक समकोण त्रिभुज की दो भुजाएँ 1.5 सेमी और 2 सेमी हैं। कर्ण की लंबाई क्या होगी?
यह (3, 4, 5) ट्रिपलेट का 0.5 गुना है।
3 × 0.5 = 1.5
4 × 0.5 = 2.0
कर्ण = 5 × 0.5 = 2.5 सेमी
- ✔ उत्तर: 2.5 सेमी
- प्रश्न 61 [सीढ़ी और दीवार वाले अनुप्रयोग (Ladder and Wall applications)]: एक 10 मीटर लंबी सीढ़ी जमीन से 8 मीटर की ऊँचाई पर एक खिड़की तक पहुँचती है। दीवार के आधार से सीढ़ी के पैर की दूरी कितनी है?
कर्ण = 10, लंब = 8
आधार² = 10² - 8²
आधार² = 100 - 64 = 36
आधार = √36 = 6 मीटर
- ✔ उत्तर: 6 मीटर
- प्रश्न 62 [क्षेत्रफल के साथ पाइथागोरस (Pythagoras with Area)]: एक समकोण त्रिभुज का कर्ण 17 सेमी और आधार 8 सेमी है। इसका क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
ट्रिपलेट (8, 15, 17) से, लंब = 15 सेमी
क्षेत्रफल = 1/2 × आधार × लंब
क्षेत्रफल = 1/2 × 8 × 15
क्षेत्रफल = 4 × 15 = 60 वर्ग सेमी
- ✔ उत्तर: 60 वर्ग सेमी
- प्रश्न 63 [ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples of Triplets)]: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 15, 36 और x हैं, जहाँ x कर्ण है। x का मान ज्ञात करें।
भुजाएँ 15 और 36 हैं।
इनका अनुपात = 15:36 = 5:12 (3 से भाग देने पर)
हम जानते हैं (5, 12, 13) एक ट्रिपलेट है।
अतः x = 13 × 3 = 39
परीक्षा में कैसे आता है
SSC परीक्षाओं (CGL, CHSL, MTS) में इस उप-विषय से हर शिफ्ट में कम से कम 1-2 प्रश्न सीधे या अन्य ज्यामिति प्रश्नों के भाग के रूप में पूछे जाते हैं।
आम गलतियाँ
- ✘ सबसे लंबी भुजा (कर्ण) को पहचाने बिना सीधे वर्गों को जोड़ देना।
- ✘ न्यूनकोण और अधिककोण की शर्तों (c² < a²+b² और c² > a²+b²) में भ्रमित होना।
- ✘ दशमलव वाली भुजाओं में ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples) को न पहचान पाना।
💡 बुनियादी ट्रिपलेट्स जैसे (3,4,5), (5,12,13), (7,24,25), (8,15,17), (9,40,41), (20,21,29) और उनके गुणजों को याद रखें ताकि बिना वर्ग किए सेकंडों में उत्तर निकाला जा सके।
सारे सूत्र एक नज़र में (Revision)
- केंद्रक (Centroid) माध्यिका को 2:1 के अनुपात में विभाजित करता है।
- अपोलोनियस प्रमेय: AB² + AC² = 2(AD² + BD²), जहाँ AD माध्यिका है।
- अंत:केंद्र (Incentre): ∠BIC = 90° + ∠A/2
- समकोण त्रिभुज की अंत:त्रिज्या (Inradius): r = (P + B - H) / 2
- परिकेंद्र (Circumcentre): ∠BOC = 2∠A
- लंबकेंद्र (Orthocentre): ∠BHC = 180° - ∠A
- पाइथागोरस प्रमेय: कर्ण² = लंब² + आधार² (H² = P² + B²)
- न्यूनकोण त्रिभुज: a² + b² > c², अधिककोण त्रिभुज: a² + b² < c² (जहाँ c सबसे लंबी भुजा है)
- समबाहु त्रिभुज में R = a/√3 और r = a/(2√3) होता है।
- समकोण त्रिभुज में परिकेंद्र कर्ण का मध्यबिंदु होता है।
अपने आप को जाँचिए — 10 प्रश्न
1. एक त्रिभुज ABC में, AD एक माध्यिका है और G केंद्रक है। यदि AD = 13.5 सेमी है, तो AG की लंबाई ज्ञात कीजिए।
- (क) 4.5 सेमी
- (ख) 9.0 सेमी
- (ग) 6.75 सेमी
- (घ) 10.5 सेमी
उत्तर देखें
उत्तर: (ख) 9.0 सेमी
केंद्रक (G) माध्यिका (AD) को 2:1 के अनुपात में विभाजित करता है। इसलिए, AG = (2/3) × AD = (2/3) × 13.5 = 9 सेमी।
2. त्रिभुज ABC में, I अंत:केंद्र है। यदि ∠BAC = 64° है, तो ∠BIC का मान क्या है?
- (क) 122°
- (ख) 128°
- (ग) 116°
- (घ) 148°
उत्तर देखें
उत्तर: (क) 122°
अंत:केंद्र पर बना कोण ∠BIC = 90° + ∠A/2 होता है। यहाँ, ∠BIC = 90° + 64°/2 = 90° + 32° = 122°।
3. एक समकोण त्रिभुज की दो भुजाएँ 9 सेमी और 40 सेमी हैं, जहाँ 40 सेमी सबसे लंबी भुजा नहीं है। तीसरी भुजा की लंबाई ज्ञात कीजिए।
- (क) 31 सेमी
- (ख) 49 सेमी
- (ग) 41 सेमी
- (घ) 39 सेमी
उत्तर देखें
उत्तर: (ग) 41 सेमी
पाइथागोरस ट्रिपलेट (9, 40, 41) के अनुसार, यदि 9 और 40 लंब और आधार हैं, तो कर्ण = √(9² + 40²) = √(81 + 1600) = √1681 = 41 सेमी।
4. त्रिभुज ABC में, O परिकेंद्र है। यदि ∠BAC = 44° है, तो ∠BOC का माप ज्ञात कीजिए।
- (क) 44°
- (ख) 136°
- (ग) 88°
- (घ) 112°
उत्तर देखें
उत्तर: (ग) 88°
परिकेंद्र पर बना कोण शीर्ष कोण का दोगुना होता है। ∠BOC = 2 × ∠A = 2 × 44° = 88°।
5. एक त्रिभुज ABC में, H लंबकेंद्र है। यदि ∠A = 55° है, तो ∠BHC का मान क्या होगा?
- (क) 125°
- (ख) 110°
- (ग) 55°
- (घ) 145°
उत्तर देखें
उत्तर: (क) 125°
लंबकेंद्र के लिए, ∠BHC + ∠A = 180° होता है। इसलिए, ∠BHC = 180° - 55° = 125°।
6. एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 20 सेमी, 21 सेमी और 29 सेमी हैं। इसकी अंत:त्रिज्या (inradius) ज्ञात कीजिए।
- (क) 10 सेमी
- (ख) 6 सेमी
- (ग) 7.5 सेमी
- (घ) 12 सेमी
उत्तर देखें
उत्तर: (ख) 6 सेमी
समकोण त्रिभुज के लिए, r = (P + B - H) / 2। यहाँ r = (20 + 21 - 29) / 2 = 12 / 2 = 6 सेमी।
7. त्रिभुज ABC में, AB = 7 सेमी, AC = 9 सेमी और BC = 8 सेमी है। भुजा BC पर खींची गई माध्यिका AD की लंबाई ज्ञात कीजिए।
- (क) 6 सेमी
- (ख) 7 सेमी
- (ग) √50 सेमी
- (घ) 8 सेमी
उत्तर देखें
उत्तर: (ख) 7 सेमी
अपोलोनियस प्रमेय द्वारा: AB² + AC² = 2(AD² + (BC/2)²)। 7² + 9² = 2(AD² + 4²); 49 + 81 = 2(AD² + 16); 130 = 2(AD² + 16); 65 = AD² + 16; AD² = 49; AD = 7 सेमी।
8. यदि एक त्रिभुज की दो भुजाएँ 6 सेमी और 8 सेमी हैं, तो तीसरी भुजा 'x' के कितने पूर्णांक मान संभव हैं ताकि त्रिभुज अधिककोण (obtuse-angled) हो?
- (क) 4
- (ख) 5
- (ग) 6
- (घ) 3
उत्तर देखें
उत्तर: (ग) 6
त्रिभुज असमानता: 2 < x < 14। अधिककोण के लिए: 1) x² > 6² + 8² = 100 ⇒ x > 10 (मान: 11, 12, 13)। 2) 8² > 6² + x² ⇒ 64 > 36 + x² ⇒ x² < 28 ⇒ x < 5.29 (मान: 3, 4, 5)। कुल मान = 3 + 3 = 6।
9. एक समबाहु त्रिभुज की भुजा 6 सेमी है। इसकी परित्रिज्या (circumradius) और अंत:त्रिज्या (inradius) के बीच का अंतर ज्ञात कीजिए।
- (क) √3 सेमी
- (ख) 2√3 सेमी
- (ग) 3 सेमी
- (घ) 1.5√3 सेमी
उत्तर देखें
उत्तर: (क) √3 सेमी
R = a/√3 = 6/√3 = 2√3 सेमी। r = a/(2√3) = 6/(2√3) = √3 सेमी। अंतर = 2√3 - √3 = √3 सेमी।
10. एक त्रिभुज की भुजाएँ 6 सेमी, 8 सेमी और 10 सेमी हैं। इसके लंबकेंद्र (orthocentre) और परिकेंद्र (circumcentre) के बीच की दूरी ज्ञात कीजिए।
- (क) 10 सेमी
- (ख) 5 सेमी
- (ग) 4 सेमी
- (घ) 3 सेमी
उत्तर देखें
उत्तर: (ख) 5 सेमी
यह एक समकोण त्रिभुज है (6² + 8² = 10²)। समकोण त्रिभुज में, लंबकेंद्र समकोण वाले शीर्ष पर होता है और परिकेंद्र कर्ण का मध्यबिंदु होता है। इनके बीच की दूरी कर्ण की आधी (माध्यिका) होती है = 10 / 2 = 5 सेमी।
English version — Geometry: Centers of Triangles and Pythagoras
This chapter is crucial for SSC CGL and CHSL (Tier-1 & 2), typically contributing 2-3 questions. It is highly scoring as questions are directly based on standard properties and formulas.
Centroid and Apollonius Theorem
The point where the three medians of a triangle intersect is called the Centroid. A median is a line segment joining a vertex to the midpoint of the opposite side. The centroid divides each median in the ratio 2:1 (2 parts towards the vertex and 1 part towards the base). Apollonius theorem is used to find the length of a median. When a question asks for median length or the relation between sides and medians, use centroid properties and Apollonius theorem.
Formulas with examples
📐 AG : GD = 2 : 1 (यहाँ G केंद्रक है और AD माध्यिका है) — When calculating the division of a median by centroid or distance from vertex/midpoint.
- Example 1: त्रिभुज ABC में, AD एक माध्यिका है और G केंद्रक है। यदि AD = 18 सेमी है, तो AG की लंबाई ज्ञात कीजिए।
केंद्रक (G) माध्यिका को 2:1 में बाँटता है
AG : GD = 2 : 1
अनुपात का कुल योग = 2 + 1 = 3 इकाई
3 इकाई = 18 सेमी
1 इकाई = 6 सेमी
AG = 2 इकाई = 2 × 6 = 12 सेमी
- ✔ Answer: 12 सेमी
- Example 2: त्रिभुज ABC में, G केंद्रक है और AD माध्यिका है। यदि GD = 5 सेमी है, तो माध्यिका AD की लंबाई क्या होगी?
AG : GD = 2 : 1
यहाँ GD = 1 इकाई = 5 सेमी
AG = 2 इकाई = 2 × 5 = 10 सेमी
माध्यिका AD = AG + GD
AD = 10 + 5 = 15 सेमी
📐 AB² + AC² = 2(AD² + BD²) [Apollonius Theorem] — When triangle sides are given and the length of median AD needs to be found.
- Example 3: त्रिभुज ABC में, AB = 6 सेमी, AC = 8 सेमी और BC = 10 सेमी है। भुजा BC पर खींची गई माध्यिका AD की लंबाई ज्ञात कीजिए।
D, BC का मध्य-बिंदु है, अतः BD = BC / 2 = 10 / 2 = 5 सेमी
अपोलोनियस प्रमेय: AB² + AC² = 2(AD² + BD²)
6² + 8² = 2(AD² + 5²)
36 + 64 = 2(AD² + 25)
100 = 2(AD² + 25)
AD² + 25 = 50
AD² = 25 ⇒ AD = 5 सेमी
- ✔ Answer: 5 सेमी
- Example 4: त्रिभुज PQR में, PQ = 7 सेमी, PR = 9 सेमी और QR = 8 सेमी है। माध्यिका PS की लंबाई ज्ञात कीजिए।
S, QR का मध्य-बिंदु है, अतः QS = QR / 2 = 8 / 2 = 4 सेमी
अपोलोनियस प्रमेय: PQ² + PR² = 2(PS² + QS²)
7² + 9² = 2(PS² + 4²)
49 + 81 = 2(PS² + 16)
130 = 2(PS² + 16)
PS² + 16 = 65
PS² = 49 ⇒ PS = 7 सेमी
📐 3 × (AB² + BC² + CA²) = 4 × (AD² + BE² + CF²) — When relation between sum of squares of sides and sum of squares of medians is required.
- Example 5: यदि किसी त्रिभुज की माध्यिकाओं के वर्गों का योग 135 सेमी² है, तो उसकी भुजाओं के वर्गों का योग कितना होगा?
सूत्र: 3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 4 × 135
3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 540
भुजाओं के वर्गों का योग = 540 / 3 = 180 सेमी²
- ✔ Answer: 180 सेमी²
- Example 6: यदि एक त्रिभुज की भुजाओं के वर्गों का योग 240 सेमी² है, तो उसकी तीनों माध्यिकाओं के वर्गों का योग कितना होगा?
सूत्र: 3 × (भुजाओं के वर्गों का योग) = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
3 × 240 = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
720 = 4 × (माध्यिकाओं के वर्गों का योग)
माध्यिकाओं के वर्गों का योग = 720 / 4 = 180 सेमी²
📐 4(AD² + CE²) = 5 × AC² (समकोण B पर AD और CE माध्यिकाएं हों) — When two medians drawn from acute angles in a right-angled triangle are given.
- Example 7: त्रिभुज ABC में ∠B = 90° है। AD और CE दो माध्यिकाएं हैं। यदि AD = 5 सेमी और CE = 2√5 सेमी हो, तो AC की लंबाई ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 4(AD² + CE²) = 5 × AC²
4(5² + (2√5)²) = 5 × AC²
4(25 + 20) = 5 × AC²
4 × 45 = 5 × AC²
180 = 5 × AC²
AC² = 36 ⇒ AC = 6 सेमी
- ✔ Answer: 6 सेमी
- Example 8: त्रिभुज ABC में ∠B = 90° है और कर्ण AC = 10 सेमी है। यदि AD और CE माध्यिकाएं हैं, तो (AD² + CE²) का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 4(AD² + CE²) = 5 × AC²
4(AD² + CE²) = 5 × (10)²
4(AD² + CE²) = 5 × 100 = 500
AD² + CE² = 500 / 4 = 125 सेमी²
Question types asked
- केंद्रक द्वारा माध्यिका का 2:1 विभाजन
- अपोलोनियस प्रमेय से माध्यिका की लंबाई
- त्रिभुज की भुजाओं और माध्यिकाओं के वर्गों के बीच संबंध
- समकोण त्रिभुज की माध्यिकाओं के विशेष सूत्र
- केंद्रक द्वारा त्रिभुज का क्षेत्रफल विभाजन
Solved questions (every type)
- Q 9 [केंद्रक द्वारा माध्यिका का 2:1 विभाजन]: त्रिभुज ABC में G केंद्रक है। AD, BE और CF तीन माध्यिकाएं हैं। यदि AG + BG + CG = 18 सेमी है, तो (AD + BE + CF) का मान क्या होगा?
केंद्रक (G) प्रत्येक माध्यिका को 2:1 में विभाजित करता है
इसलिए AG = (2/3)AD, BG = (2/3)BE, CG = (2/3)CF
AG + BG + CG = (2/3)(AD + BE + CF)
18 = (2/3)(AD + BE + CF)
AD + BE + CF = 18 × 3 / 2 = 27 सेमी
- ✔ Answer: 27 सेमी
- Q 10 [अपोलोनियस प्रमेय से माध्यिका की लंबाई]: त्रिभुज ABC की भुजाएं AB = 9 सेमी, AC = 11 सेमी और BC = 12 सेमी हैं। शीर्ष A से खींची गई माध्यिका AD की लंबाई कितनी होगी?
D, BC का मध्य-बिंदु है ⇒ BD = 12 / 2 = 6 सेमी
अपोलोनियस प्रमेय: AB² + AC² = 2(AD² + BD²)
9² + 11² = 2(AD² + 6²)
81 + 121 = 2(AD² + 36)
202 = 2(AD² + 36)
101 = AD² + 36
AD² = 65 ⇒ AD = √65 सेमी
- ✔ Answer: √65 सेमी
- Q 11 [त्रिभुज की भुजाओं और माध्यिकाओं के वर्गों के बीच संबंध]: एक त्रिभुज ABC में AD, BE और CF माध्यिकाएं हैं। यदि AB² + BC² + CA² = 360 सेमी² है, तो AD² + BE² + CF² का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 3 × (AB² + BC² + CA²) = 4 × (AD² + BE² + CF²)
3 × 360 = 4 × (AD² + BE² + CF²)
1080 = 4 × (AD² + BE² + CF²)
AD² + BE² + CF² = 1080 / 4 = 270 सेमी²
- ✔ Answer: 270 सेमी²
- Q 12 [समकोण त्रिभुज की माध्यिकाओं के विशेष सूत्र]: त्रिभुज ABC में ∠B = 90° है। माध्यिका AD = 6 सेमी और माध्यिका CE = 8 सेमी है। कर्ण AC की लंबाई ज्ञात कीजिए।
सूत्र: 4(AD² + CE²) = 5 × AC²
4(6² + 8²) = 5 × AC²
4(36 + 64) = 5 × AC²
4 × 100 = 5 × AC²
400 = 5 × AC²
AC² = 80 ⇒ AC = √80 = 4√5 सेमी
- ✔ Answer: 4√5 सेमी
- Q 13 [केंद्रक द्वारा त्रिभुज का क्षेत्रफल विभाजन]: त्रिभुज ABC का क्षेत्रफल 72 सेमी² है। G इस त्रिभुज का केंद्रक है। त्रिभुज GBC का क्षेत्रफल कितना होगा?
केंद्रक (G) त्रिभुज को 3 बराबर क्षेत्रफल वाले त्रिभुजों में बांटता है
ar(ΔGAB) = ar(ΔGBC) = ar(ΔGCA)
ar(ΔGBC) = (1/3) × ar(ΔABC)
ar(ΔGBC) = (1/3) × 72 = 24 सेमी²
- ✔ Answer: 24 सेमी²
- Q 14 [केंद्रक द्वारा माध्यिका का 2:1 विभाजन]: त्रिभुज ABC में G केंद्रक है और AD माध्यिका है। यदि AG - GD = 4 सेमी है, तो AD की कुल लंबाई ज्ञात कीजिए।
मान लें GD = x इकाई, तब AG = 2x इकाई
AG - GD = 2x - x = x = 4 सेमी
इसलिए GD = 4 सेमी और AG = 2 × 4 = 8 सेमी
माध्यिका AD = AG + GD = 8 + 4 = 12 सेमी
- ✔ Answer: 12 सेमी
- Q 15 [अपोलोनियस प्रमेय से माध्यिका की लंबाई]: यदि किसी त्रिभुज में दो माध्यिकाएं एक-दूसरे को समकोण (90°) पर प्रतिच्छेद करती हैं और AB = 19 सेमी, AC = 22 सेमी है, तो BC की लंबाई का मान क्या होगा?
जब माध्यिकाएं BE और CF समकोण पर काटती हैं, तब AB² + AC² = 5 × BC²
19² + 22² = 5 × BC²
361 + 484 = 5 × BC²
845 = 5 × BC²
BC² = 845 / 5 = 169
BC = √169 = 13 सेमी
How it is asked
1-2 questions are regularly asked in SSC CGL (Tier-1 & Tier-2), CHSL, and CPO based on 2:1 ratio of centroid and Apollonius theorem.
Common mistakes
- ✘ अनुपात को गलती से 1:2 मान लेना जबकि शीर्ष (Vertex) की ओर का भाग 2 और आधार (Base) की ओर का भाग 1 होता है (2:1)।
- ✘ Apollonius प्रमेय का उपयोग करते समय आधार के आधे भाग BD का वर्ग करना भूल जाना।
💡 समकोण त्रिभुज में कर्ण पर खींची गई माध्यिका की लंबाई कर्ण की आधी (Hypotenuse / 2) होती है। Direct याद रखें।
Incentre and Inradius
The point of intersection of the three internal angle bisectors of a triangle is called the Incentre (I). The incentre is equidistant from all three sides, and this perpendicular distance is called the Inradius (r). The angle formed at the incentre by two bisectors is ∠BIC = 90° + ∠A/2. Recognise this concept in questions mentioning angle bisectors, incircles, or inradii.
Formulas with examples
📐 ∠BIC = 90° + ∠A / 2 — When calculating the angle formed at the incentre I or finding the vertex angle A.
- Example 16: ΔABC में ∠A = 80° है। यदि I अंतःकेंद्र है, तो ∠BIC का मान ज्ञात कीजिए।
∠BIC = 90° + ∠A / 2
∠BIC = 90° + 80° / 2
∠BIC = 90° + 40° = 130°
- ✔ Answer: 130°
- Example 17: ΔABC में I अंतःकेंद्र है और ∠BIC = 135° है। ∠A का मान ज्ञात कीजिए।
∠BIC = 90° + ∠A / 2
135° = 90° + ∠A / 2
∠A / 2 = 135° - 90° = 45°
∠A = 45° × 2 = 90°
📐 r = Δ / s — To find the inradius (r) of any general triangle where Δ is area and s is semi-perimeter.
- Example 18: एक त्रिभुज का क्षेत्रफल 36 cm² और परिमाप 24 cm है। अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
अर्ध-परिमाप (s) = 24 / 2 = 12 cm
अंतःत्रिज्या (r) = Δ / s
r = 36 / 12 = 3 cm
- ✔ Answer: 3 cm
- Example 19: एक त्रिभुज की भुजाएँ 5 cm, 12 cm और 13 cm हैं। इसका क्षेत्रफल 30 cm² है। अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
s = (5 + 12 + 13) / 2 = 15 cm
r = Δ / s
r = 30 / 15 = 2 cm
📐 समकोण त्रिभुज: r = (P + B - H) / 2 तथा समबाहु त्रिभुज: r = a / (2√3) — To quickly calculate the inradius for right-angled or equilateral triangles.
- Example 20: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 9 cm, 12 cm और 15 cm हैं। अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
r = (P + B - H) / 2
r = (9 + 12 - 15) / 2
r = 6 / 2 = 3 cm
- ✔ Answer: 3 cm
- Example 21: 18 cm भुजा वाले समबाहु त्रिभुज के अंतःवृत्त की त्रिज्या ज्ञात कीजिए।
r = a / (2√3)
r = 18 / (2√3)
r = 9 / √3 = 3√3 cm
Question types asked
- अंतःकेंद्र कोण ज्ञात करना (∠BIC = 90° + A/2)
- समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3)
- समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = (P + B - H) / 2)
- सामान्य त्रिभुज की अंतःत्रिज्या और क्षेत्रफल (r = Δ / s)
Solved questions (every type)
- Q 22 [अंतःकेंद्र कोण ज्ञात करना (∠BIC = 90° + A/2)]: ΔABC में, I अंतःकेंद्र है। यदि ∠A = 70° है, तो ∠BIC का मान क्या होगा?
सूत्र: ∠BIC = 90° + ∠A / 2
∠BIC = 90° + 70° / 2
∠BIC = 90° + 35° = 125°
- ✔ Answer: 125°
- Q 23 [अंतःकेंद्र कोण ज्ञात करना (∠BIC = 90° + A/2)]: ΔABC में, I अंतःकेंद्र है। यदि ∠BIC = 125° है, तो ∠A का मान ज्ञात कीजिए।
सूत्र: ∠BIC = 90° + ∠A / 2
125° = 90° + ∠A / 2
∠A / 2 = 125° - 90° = 35°
∠A = 35° × 2 = 70°
- ✔ Answer: 70°
- Q 24 [समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3)]: एक समबाहु त्रिभुज की भुजा 12 cm है। इसके अंतःवृत्त की त्रिज्या (Inradius) ज्ञात कीजिए।
सूत्र: r = a / (2√3)
r = 12 / (2√3)
r = 6 / √3 = 2√3 cm
- ✔ Answer: 2√3 cm
- Q 25 [समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3)]: एक समबाहु त्रिभुज के अंतःवृत्त का क्षेत्रफल 48π cm² है। त्रिभुज की भुजा की लंबाई ज्ञात कीजिए।
अंतःवृत्त का क्षेत्रफल = π r² = 48π
r² = 48 ⇒ r = √48 = 4√3 cm
सूत्र: r = a / (2√3)
4√3 = a / (2√3)
a = 4√3 × 2√3 = 24 cm
- ✔ Answer: 24 cm
- Q 26 [समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = (P + B - H) / 2)]: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 6 cm, 8 cm और 10 cm हैं। इसके अंतःवृत्त की त्रिज्या ज्ञात कीजिए।
लंब (P) = 6 cm, आधार (B) = 8 cm, कर्ण (H) = 10 cm
सूत्र: r = (P + B - H) / 2
r = (6 + 8 - 10) / 2
r = 4 / 2 = 2 cm
- ✔ Answer: 2 cm
- Q 27 [समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = (P + B - H) / 2)]: एक समकोण त्रिभुज का आधार 15 cm और कर्ण 17 cm है। इसके अंतःवृत्त की त्रिज्या क्या होगी?
लंब (P) = √(17² - 15²) = √(289 - 225) = √64 = 8 cm
सूत्र: r = (P + B - H) / 2
r = (8 + 15 - 17) / 2
r = 6 / 2 = 3 cm
- ✔ Answer: 3 cm
- Q 28 [सामान्य त्रिभुज की अंतःत्रिज्या और क्षेत्रफल (r = Δ / s)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 13 cm, 14 cm और 15 cm हैं। इस त्रिभुज की अंतःत्रिज्या ज्ञात कीजिए।
अर्ध-परिमाप (s) = (13 + 14 + 15) / 2 = 21 cm
हिरॉन के सूत्र से क्षेत्रफल (Δ) = √(21 × 8 × 7 × 6) = 84 cm²
सूत्र: r = Δ / s
r = 84 / 21 = 4 cm
How it is asked
Direct questions on incentre angle (∠BIC = 90° + A/2) and inradius of right/equilateral triangles appear frequently in almost every shift of SSC CGL, CHSL, MTS, and GD exams.
Common mistakes
- ✘ अंतःकेंद्र कोण (90° + A/2) और परिकेंद्र कोण (2A) में भ्रमित हो जाना।
- ✘ समकोण त्रिभुज की अंतःत्रिज्या r = (P + B - H)/2 में कर्ण H को घटाने के बजाय जोड़ देना।
- ✘ समबाहु त्रिभुज की अंतःत्रिज्या (r = a / 2√3) और परित्रिज्या (R = a / √3) में भ्रमित होना।
💡 समकोण त्रिभुज के लिए अंतःत्रिज्या r = (P + B - H) / 2 और समबाहु त्रिभुज के लिए r = a / 2√3 याद रखें, इससे बिना क्षेत्रफल निकाले 5 सेकंड में उत्तर आ जाता है। Flight time बचता है। माना r:R का अनुपात समबाहु में 1:2 होता है।mathrm{Inradius} = \Delta / s। अंतःकेंद्र कोण: ∠BIC = 90° + ∠A/2। समकोण त्रिभुज: r = (P + B - H) / 2। समबाहु त्रिभुज: r = a / (2√3)। सामान्य त्रिभुज: r = Δ / s। समबाहु त्रिभुज में r : R = 1 : 2 होता है।
Circumcentre
The circumcentre is the point where the perpendicular bisectors of the three sides of a triangle intersect. This point is equidistant from all three vertices, and this distance is called the circumradius (R). A circle drawn with this point as the center passes through all three vertices. The angle subtended by a side at the circumcentre is twice the angle at the opposite vertex. In a right-angled triangle, the circumcentre always lies at the midpoint of the hypotenuse.
Formulas with examples
📐 Angle BOC = 2 × Angle A — When the angle at the circumcentre (O) needs to be found using the vertex angle (A).
- Example 29: यदि O एक त्रिभुज ABC का परिकेंद्र है और कोण BAC = 85 डिग्री है, तो कोण BOC का मान क्या होगा?
दिया है: कोण BAC = 85°
परिकेंद्र गुण: कोण BOC = 2 × कोण BAC
कोण BOC = 2 × 85°
कोण BOC = 170°
- ✔ Answer: 170°
- Example 30: एक त्रिभुज PQR में, O परिकेंद्र है। यदि कोण QOR = 110 डिग्री है, तो कोण QPR ज्ञात कीजिए।
दिया है: कोण QOR = 110°
सूत्र: कोण QOR = 2 × कोण QPR
110° = 2 × कोण QPR
कोण QPR = 110° / 2
कोण QPR = 55°
📐 R = Hypotenuse / 2 — To find the circumradius of a right-angled triangle.
- Example 31: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 6 सेमी, 8 सेमी और 10 सेमी हैं। इसकी परित्रिज्या (Circumradius) क्या होगी?
भुजाएँ: 6, 8, 10 (यह एक पाइथागोरियन ट्रिपलेट है)
कर्ण (Hypotenuse) = 10 सेमी
परित्रिज्या (R) = कर्ण / 2
परित्रिज्या = 10 / 2 = 5 सेमी
- ✔ Answer: 5 सेमी
- Example 32: एक समकोण त्रिभुज का कर्ण 26 सेमी है। इसके परिवृत्त का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
कर्ण = 26 सेमी
परित्रिज्या (R) = 26 / 2 = 13 सेमी
क्षेत्रफल = π × R²
क्षेत्रफल = π × 13 × 13 = 169π
📐 R = a / √3 — To find the circumradius of an equilateral triangle where 'a' is the side.
- Example 33: एक समबाहु त्रिभुज की भुजा 12 सेमी है। इसकी परित्रिज्या ज्ञात कीजिए।
भुजा (a) = 12 सेमी
सूत्र: R = a / √3
R = 12 / √3
हर का परिमेयकरण करने पर: (12 × √3) / 3
R = 4√3 सेमी
- ✔ Answer: 4√3 सेमी
- Example 34: यदि एक समबाहु त्रिभुज की परित्रिज्या 6 सेमी है, तो उसकी भुजा की लंबाई क्या होगी?
परित्रिज्या (R) = 6 सेमी
सूत्र: R = a / √3
6 = a / √3
a = 6√3 सेमी
Question types asked
- कोण आधारित प्रश्न (Angle based questions)
- समकोण त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Right-angled triangle)
- समबाहु त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Equilateral triangle)
- सामान्य त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of General triangle using abc/4Area)
- परिकेंद्र की स्थिति (Location of Circumcentre)
Solved questions (every type)
- Q 35 [कोण आधारित प्रश्न (Angle based questions)]: त्रिभुज ABC में, O परिकेंद्र है। यदि कोण OBC = 35 डिग्री है, तो कोण BAC का मान ज्ञात कीजिए।
त्रिभुज OBC में, OB = OC (परित्रिज्या)
इसलिए, कोण OCB = कोण OBC = 35°
कोण BOC = 180° - (35° + 35°) = 110°
हम जानते हैं: कोण BOC = 2 × कोण BAC
110° = 2 × कोण BAC
कोण BAC = 55°
- ✔ Answer: 55°
- Q 36 [समकोण त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Right-angled triangle)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 5 सेमी, 12 सेमी और 13 सेमी हैं। इसके परिकेंद्र और शीर्षों के बीच की दूरी क्या है?
भुजाएँ 5, 12, 13 एक समकोण त्रिभुज बनाती हैं (5² + 12² = 13²)
परिकेंद्र और शीर्षों के बीच की दूरी = परित्रिज्या (R)
समकोण त्रिभुज में R = कर्ण / 2
R = 13 / 2 = 6.5 सेमी
- ✔ Answer: 6.5 सेमी
- Q 37 [समबाहु त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Equilateral triangle)]: एक समबाहु त्रिभुज के परिवृत्त का क्षेत्रफल 154 वर्ग सेमी है। त्रिभुज की भुजा ज्ञात कीजिए। (π = 22/7 लें)
क्षेत्रफल = πR² = 154
(22/7) × R² = 154
R² = 154 × 7 / 22 = 49
R = 7 सेमी
समबाहु त्रिभुज के लिए: R = a / √3
7 = a / √3
a = 7√3 सेमी
- ✔ Answer: 7√3 सेमी
- Q 38 [सामान्य त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of General triangle using abc/4Area)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 13 सेमी, 14 सेमी और 15 सेमी हैं। इसकी परित्रिज्या ज्ञात कीजिए।
अर्ध-परिमाप (s) = (13+14+15)/2 = 21
क्षेत्रफल = √[21(21-13)(21-14)(21-15)] = √[21×8×7×6] = 84 वर्ग सेमी
सूत्र: R = (abc) / (4 × क्षेत्रफल)
R = (13 × 14 × 15) / (4 × 84)
R = 2730 / 336 = 8.125 सेमी
- ✔ Answer: 8.125 सेमी
- Q 39 [परिकेंद्र की स्थिति (Location of Circumcentre)]: एक त्रिभुज ABC में, कोण A = 40°, कोण B = 70° है। परिकेंद्र कहाँ स्थित होगा?
कोण C = 180° - (40° + 70°) = 70°
तीनों कोण (40°, 70°, 70°) 90° से कम हैं।
यह एक न्यूनकोण त्रिभुज (Acute-angled triangle) है।
न्यूनकोण त्रिभुज में परिकेंद्र त्रिभुज के अंदर होता है।
- ✔ Answer: त्रिभुज के अंदर
- Q 40 [कोण आधारित प्रश्न (Angle based questions)]: यदि O त्रिभुज ABC का परिकेंद्र है और कोण BOC + कोण BAC = 150 डिग्री है, तो कोण BAC ज्ञात कीजिए।
हम जानते हैं: कोण BOC = 2 × कोण BAC
दिया है: कोण BOC + कोण BAC = 150°
2 × कोण BAC + कोण BAC = 150°
3 × कोण BAC = 150°
कोण BAC = 50°
- ✔ Answer: 50°
- Q 41 [समकोण त्रिभुज की परित्रिज्या (Circumradius of Right-angled triangle)]: एक समकोण त्रिभुज ABC में, कोण B = 90°, AB = 15 सेमी और BC = 20 सेमी है। इसकी परित्रिज्या ज्ञात कीजिए।
कर्ण AC = √(15² + 20²) = √(225 + 400)
AC = √625 = 25 सेमी
परित्रिज्या (R) = कर्ण / 2
R = 25 / 2 = 12.5 सेमी
How it is asked
Questions from this topic are frequently asked in SSC exams (CGL, CHSL). Primarily, questions based on the circumradius of a right-angled triangle (H/2) and the angle relationship (BOC = 2A) appear every year.
Common mistakes
- ✘ अंतःकेंद्र (Incentre) के सूत्र 90 + A/2 और परिकेंद्र के सूत्र 2A में भ्रमित होना।
- ✘ यह भूल जाना कि समकोण त्रिभुज में परिकेंद्र कर्ण का मध्य-बिंदु होता है, न कि त्रिभुज के अंदर।
💡 In a right-angled triangle, the distance from the circumcentre to any vertex is always half the hypotenuse. This is the fastest way to solve radius questions.
Orthocentre
The point where all three altitudes of a triangle intersect is called the Orthocentre. Its position varies: it lies inside an acute triangle, outside an obtuse triangle, and at the vertex containing the right angle in a right-angled triangle. In exams, questions focus on the supplementary relationship between the angle at the orthocentre and the vertex angle (BHC = 180 - A). Look for keywords like 'Altitude' or 'Orthocentre' to identify this concept.
Formulas with examples
📐 Angle BHC = 180° - Angle A — When the orthocentre (H) is given and you need to find the angle at the orthocentre or the vertex angle.
- Example 42: त्रिभुज ABC में, H लंबकेंद्र है। यदि कोण A = 70° है, तो कोण BHC का मान क्या होगा?
दिया है: कोण A = 70°
सूत्र: कोण BHC = 180° - कोण A
कोण BHC = 180° - 70°
कोण BHC = 110°
- ✔ Answer: 110°
- Example 43: त्रिभुज PQR में, O लंबकेंद्र है। यदि कोण QOR = 135° है, तो कोण P का मान ज्ञात करें।
दिया है: कोण QOR = 135°
सूत्र: कोण QOR = 180° - कोण P
135° = 180° - कोण P
कोण P = 180° - 135°
कोण P = 45°
📐 In Right Triangle, Orthocentre = Vertex with 90° — When the position of the orthocentre is asked in a right-angled triangle.
- Example 44: एक त्रिभुज ABC में कोण B = 90° है। इस त्रिभुज का लंबकेंद्र कहाँ स्थित होगा?
समकोण त्रिभुज में, लंबकेंद्र हमेशा उस शीर्ष पर होता है जहाँ 90° का कोण बनता है।
यहाँ कोण B = 90° है।
इसलिए, लंबकेंद्र शीर्ष B पर होगा।
- ✔ Answer: शीर्ष B पर
- Example 45: यदि एक त्रिभुज के शीर्ष (0,0), (4,0) और (0,3) हैं, तो इसका लंबकेंद्र क्या होगा?
शीर्ष (0,0), (4,0) और (0,3) एक समकोण त्रिभुज बनाते हैं।
समकोण (0,0) पर बन रहा है क्योंकि X और Y अक्ष वहीं मिलते हैं।
समकोण त्रिभुज का लंबकेंद्र समकोण वाला शीर्ष ही होता है।
Question types asked
- सीधे कोण की गणना (Direct angle calculation)
- समकोण त्रिभुज में लंबकेंद्र की स्थिति (Position in right-angled triangle)
- अधिककोण त्रिभुज में कोण संबंध (Angle relation in obtuse triangle)
- लंबकेंद्र और अंत:केंद्र की तुलना (Comparison with Incentre)
- शीर्षलंबों के प्रतिच्छेदन बिंदु पर आधारित प्रश्न (Intersection of altitudes)
- त्रिभुज के कोणों के योग के साथ संयोजन (Combination with triangle angle sum)
Solved questions (every type)
- Q 46 [सीधे कोण की गणना (Direct angle calculation)]: त्रिभुज ABC में, H लंबकेंद्र है। यदि कोण BAC = 55° है, तो कोण BHC ज्ञात करें।
लंबकेंद्र के गुण से: कोण BHC + कोण A = 180°
कोण BHC = 180° - 55°
कोण BHC = 125°
- ✔ Answer: 125°
- Q 47 [समकोण त्रिभुज में लंबकेंद्र की स्थिति (Position in right-angled triangle)]: त्रिभुज PQR में, PQ = 5 सेमी, QR = 12 सेमी और PR = 13 सेमी है। इस त्रिभुज के लंबकेंद्र की स्थिति क्या है?
भुजाएँ 5, 12, 13 एक पाइथागोरस ट्रिपलेट हैं।
अतः यह एक समकोण त्रिभुज है जहाँ PR कर्ण है।
समकोण शीर्ष Q पर बनेगा (कर्ण के सामने वाला शीर्ष)।
लंबकेंद्र समकोण वाले शीर्ष पर होता है।
- ✔ Answer: शीर्ष Q पर
- Q 48 [अधिककोण त्रिभुज में कोण संबंध (Angle relation in obtuse triangle)]: एक अधिककोण त्रिभुज ABC में, कोण A = 110° है। यदि H लंबकेंद्र है, तो कोण BHC का मान क्या होगा?
त्रिभुज चाहे न्यूनकोण हो या अधिककोण, लंबकेंद्र का कोण सूत्र समान रहता है।
कोण BHC = 180° - कोण A
कोण BHC = 180° - 110°
कोण BHC = 70°
- ✔ Answer: 70°
- Q 49 [लंबकेंद्र और अंत:केंद्र की तुलना (Comparison with Incentre)]: त्रिभुज ABC में, कोण A = 60° है। यदि O लंबकेंद्र है और I अंत:केंद्र है, तो कोण BOC और कोण BIC का अंतर ज्ञात करें।
कोण BOC (लंबकेंद्र) = 180 - 60 = 120°
कोण BIC (अंत:केंद्र) = 90 + (60/2) = 90 + 30 = 120°
अंतर = 120° - 120° = 0°
- ✔ Answer: 0°
- Q 50 [शीर्षलंबों के प्रतिच्छेदन बिंदु पर आधारित प्रश्न (Intersection of altitudes)]: त्रिभुज ABC में, AD और BE दो ऊँचाइयाँ (Altitudes) हैं जो P पर मिलती हैं। यदि कोण C = 50° है, तो कोण APB का मान क्या होगा?
ऊँचाइयों का मिलन बिंदु P ही लंबकेंद्र (Orthocentre) है।
कोण APB = 180° - कोण C
कोण APB = 180° - 50°
कोण APB = 130°
- ✔ Answer: 130°
- Q 51 [त्रिभुज के कोणों के योग के साथ संयोजन (Combination with triangle angle sum)]: त्रिभुज ABC में, H लंबकेंद्र है। यदि कोण HBC = 25° और कोण HCB = 35° है, तो कोण A ज्ञात करें।
त्रिभुज HBC में: कोण BHC = 180° - (25° + 35°)
कोण BHC = 180° - 60° = 120°
हम जानते हैं: कोण BHC = 180° - कोण A
120° = 180° - कोण A
कोण A = 60°
- ✔ Answer: 60°
- Q 52 [सीधे कोण की गणना (Direct angle calculation)]: यदि त्रिभुज ABC का लंबकेंद्र H है और कोण BHC = 150° है, तो कोण BAC का मान क्या होगा?
सूत्र: कोण BHC = 180° - कोण BAC
150° = 180° - कोण BAC
कोण BAC = 180° - 150°
कोण BAC = 30°
How it is asked
In SSC exams (CGL, CHSL), 1-2 questions are asked from this topic every year. Questions are primarily based on the '180 - A' formula and the position of the orthocentre in a right-angled triangle.
Common mistakes
- ✘ अंत:केंद्र (Incentre) के सूत्र (90 + A/2) और लंबकेंद्र के सूत्र (180 - A) में भ्रमित होना।
- ✘ यह भूल जाना कि समकोण त्रिभुज में लंबकेंद्र कर्ण पर नहीं, बल्कि समकोण वाले शीर्ष पर होता है।
- ✘ अधिककोण त्रिभुज में यह सोचना कि सूत्र बदल जाएगा, जबकि सूत्र वही रहता है।
💡 To remember: Orthocentre starts with 'O', and its angle is 'Opposite' (Supplementary) to the vertex angle (Sum = 180°).
Pythagoras Theorem and Triplets
Pythagoras theorem applies only to right-angled triangles where the square of the hypotenuse equals the sum of squares of the other two sides. Triplets are sets of integers that satisfy this rule; memorizing them speeds up calculations. By comparing the square of the longest side with the sum of squares of the other two sides, we can identify if a triangle is Acute, Obtuse, or Right-angled. SSC exams frequently feature questions based on multiples of standard triplets.
Formulas with examples
📐 H² = P² + B² (कर्ण² = लंब² + आधार²) — When any two sides of a right-angled triangle are given and the third needs to be found.
- Example 53: एक समकोण त्रिभुज का आधार 9 सेमी और लंब 12 सेमी है, तो कर्ण की लंबाई क्या होगी?
कर्ण² = लंब² + आधार²
कर्ण² = 12² + 9²
कर्ण² = 144 + 81
कर्ण² = 225
कर्ण = √225 = 15 सेमी
- ✔ Answer: 15 सेमी
- Example 54: एक 25 मीटर लंबी सीढ़ी एक दीवार के सहारे टिकी है। यदि सीढ़ी का निचला सिरा दीवार से 7 मीटर दूर है, तो दीवार की ऊँचाई ज्ञात करें।
यहाँ कर्ण (सीढ़ी) = 25, आधार = 7
लंब² = कर्ण² - आधार²
लंब² = 25² - 7²
लंब² = 625 - 49
लंब² = 576
लंब = √576 = 24 मीटर
📐 त्रिभुज परीक्षण: c² < a² + b² (न्यूनकोण), c² = a² + b² (समकोण), c² > a² + b² (अधिककोण) — When three sides (a, b, c where c is longest) are given and the type of triangle needs to be identified.
- Example 55: यदि एक त्रिभुज की भुजाएँ 8, 15 और 20 सेमी हैं, तो यह किस प्रकार का त्रिभुज है?
सबसे बड़ी भुजा (c) = 20
c² = 20² = 400
a² + b² = 8² + 15² = 64 + 225 = 289
यहाँ 400 > 289 (c² > a² + b²)
अतः यह एक अधिककोण त्रिभुज है।
- ✔ Answer: अधिककोण त्रिभुज (Obtuse Triangle)
- Example 56: भुजाओं 6, 7 और 8 सेमी वाले त्रिभुज की प्रकृति क्या है?
सबसे बड़ी भुजा (c) = 8
c² = 8² = 64
a² + b² = 6² + 7² = 36 + 49 = 85
यहाँ 64 < 85 (c² < a² + b²)
अतः यह एक न्यूनकोण त्रिभुज है।
- ✔ Answer: न्यूनकोण त्रिभुज (Acute Triangle)
Question types asked
- तीसरी भुजा ज्ञात करना (Finding the third side)
- ट्रिपलेट्स की पहचान (Identifying Triplets)
- त्रिभुज के प्रकार की पहचान (Identifying type of triangle)
- ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples of Triplets)
- सीढ़ी और दीवार वाले अनुप्रयोग (Ladder and Wall applications)
- क्षेत्रफल के साथ पाइथागोरस (Pythagoras with Area)
Solved questions (every type)
- Q 57 [तीसरी भुजा ज्ञात करना (Finding the third side)]: एक समकोण त्रिभुज में कर्ण 13 सेमी और एक भुजा 5 सेमी है। दूसरी भुजा की लंबाई ज्ञात कीजिए।
कर्ण = 13, एक भुजा = 5
दूसरी भुजा² = 13² - 5²
दूसरी भुजा² = 169 - 25
दूसरी भुजा² = 144
दूसरी भुजा = √144 = 12 सेमी
- ✔ Answer: 12 सेमी
- Q 58 [ट्रिपलेट्स की पहचान (Identifying Triplets)]: निम्नलिखित में से कौन सा समूह एक पाइथागोरस ट्रिपलेट नहीं है? (A) 7, 24, 25 (B) 8, 15, 17 (C) 9, 40, 41 (D) 5, 10, 12
विकल्प D की जाँच करें: 5² + 10² = 25 + 100 = 125
12² = 144
चूँकि 125 ≠ 144, यह ट्रिपलेट नहीं है।
अन्य सभी (7,24,25), (8,15,17), (9,40,41) मानक ट्रिपलेट्स हैं।
- ✔ Answer: 5, 10, 12
- Q 59 [त्रिभुज के प्रकार की पहचान (Identifying type of triangle)]: एक त्रिभुज की भुजाएँ 5 सेमी, 12 सेमी और 13 सेमी हैं। त्रिभुज का प्रकार बताइए।
सबसे बड़ी भुजा = 13
13² = 169
5² + 12² = 25 + 144 = 169
चूँकि 169 = 169 (c² = a² + b²)
यह एक समकोण त्रिभुज है।
- ✔ Answer: समकोण त्रिभुज (Right-angled Triangle)
- Q 60 [ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples of Triplets)]: एक समकोण त्रिभुज की दो भुजाएँ 1.5 सेमी और 2 सेमी हैं। कर्ण की लंबाई क्या होगी?
यह (3, 4, 5) ट्रिपलेट का 0.5 गुना है।
3 × 0.5 = 1.5
4 × 0.5 = 2.0
कर्ण = 5 × 0.5 = 2.5 सेमी
- ✔ Answer: 2.5 सेमी
- Q 61 [सीढ़ी और दीवार वाले अनुप्रयोग (Ladder and Wall applications)]: एक 10 मीटर लंबी सीढ़ी जमीन से 8 मीटर की ऊँचाई पर एक खिड़की तक पहुँचती है। दीवार के आधार से सीढ़ी के पैर की दूरी कितनी है?
कर्ण = 10, लंब = 8
आधार² = 10² - 8²
आधार² = 100 - 64 = 36
आधार = √36 = 6 मीटर
- ✔ Answer: 6 मीटर
- Q 62 [क्षेत्रफल के साथ पाइथागोरस (Pythagoras with Area)]: एक समकोण त्रिभुज का कर्ण 17 सेमी और आधार 8 सेमी है। इसका क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
ट्रिपलेट (8, 15, 17) से, लंब = 15 सेमी
क्षेत्रफल = 1/2 × आधार × लंब
क्षेत्रफल = 1/2 × 8 × 15
क्षेत्रफल = 4 × 15 = 60 वर्ग सेमी
- ✔ Answer: 60 वर्ग सेमी
- Q 63 [ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples of Triplets)]: एक समकोण त्रिभुज की भुजाएँ 15, 36 और x हैं, जहाँ x कर्ण है। x का मान ज्ञात करें।
भुजाएँ 15 और 36 हैं।
इनका अनुपात = 15:36 = 5:12 (3 से भाग देने पर)
हम जानते हैं (5, 12, 13) एक ट्रिपलेट है।
अतः x = 13 × 3 = 39
How it is asked
In SSC exams (CGL, CHSL, MTS), at least 1-2 questions from this sub-topic are asked in every shift, either directly or as part of other geometry problems.
Common mistakes
- ✘ सबसे लंबी भुजा (कर्ण) को पहचाने बिना सीधे वर्गों को जोड़ देना।
- ✘ न्यूनकोण और अधिककोण की शर्तों (c² < a²+b² और c² > a²+b²) में भ्रमित होना।
- ✘ दशमलव वाली भुजाओं में ट्रिपलेट्स के गुणज (Multiples) को न पहचान पाना।
💡 Memorize basic triplets like (3,4,5), (5,12,13), (7,24,25), (8,15,17), (9,40,41), (20,21,29) and their multiples to solve questions in seconds without squaring.
All formulas at a glance
- Centroid divides the median in the ratio 2:1.
- Apollonius Theorem: AB² + AC² = 2(AD² + BD²), where AD is the median.
- Incentre: ∠BIC = 90° + ∠A/2
- Inradius of a right-angled triangle: r = (P + B - H) / 2
- Circumcentre: ∠BOC = 2∠A
- Orthocentre: ∠BHC = 180° - ∠A
- Pythagoras Theorem: H² = P² + B²
- Acute Triangle: a² + b² > c², Obtuse Triangle: a² + b² < c² (where c is the longest side)
- In an equilateral triangle, R = a/√3 and r = a/(2√3).
- In a right-angled triangle, the circumcentre is the midpoint of the hypotenuse.