Gujarati

Ellipse Questions in Gujarati

Class 11 Mathematics · 10-2. Parabola, Ellipse, Hyperbola · Ellipse

754+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 754 questions in Gujarati

351
MediumMCQ
નીચેનામાંથી કયા વક્ર માટે રેખા $x+\sqrt{3} y=2 \sqrt{3}$ એ બિંદુ $\left(\frac{3 \sqrt{3}}{2}, \frac{1}{2}\right)$ આગળ સ્પર્શક છે?
A
$x^{2}+y^{2}=7$
B
$y^{2}=\frac{1}{6 \sqrt{3}} x$
C
$2 x^{2}-18 y^{2}=9$
D
$x^{2}+9 y^{2}=9$

Solution

(D) રેખાનું સમીકરણ $x + \sqrt{3}y = 2\sqrt{3}$ છે,જેને $y = -\frac{1}{\sqrt{3}}x + 2$ તરીકે લખી શકાય. અહીં ઢાળ $m = -\frac{1}{\sqrt{3}}$ છે.
દરેક વક્ર માટે બિંદુ $\left(\frac{3\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{2}\right)$ ચકાસીએ.
વિકલ્પ $D$ માટે: $x^{2} + 9y^{2} = 9$.
બિંદુ મૂકતા: $\left(\frac{3\sqrt{3}}{2}\right)^{2} + 9\left(\frac{1}{2}\right)^{2} = \frac{27}{4} + \frac{9}{4} = \frac{36}{4} = 9$. બિંદુ વક્ર પર છે.
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ માટે $(x_{1}, y_{1})$ આગળ સ્પર્શકનું સમીકરણ $\frac{xx_{1}}{a^{2}} + \frac{yy_{1}}{b^{2}} = 1$ છે.
$x^{2} + 9y^{2} = 9$ માટે,$\frac{x^{2}}{9} + y^{2} = 1$ મળે.
$\left(\frac{3\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{2}\right)$ આગળ સ્પર્શક: $\frac{x \cdot \frac{3\sqrt{3}}{2}}{9} + y \cdot \frac{1}{2} = 1$.
$\frac{\sqrt{3}x}{6} + \frac{y}{2} = 1 \implies \sqrt{3}x + 3y = 6 \implies x + \sqrt{3}y = 2\sqrt{3}$.
આ આપેલ રેખા સાથે બંધ બેસે છે.
352
DifficultMCQ
ધારો કે $L$ એ વક્રો $4x^{2} + 9y^{2} = 36$ અને $(2x)^{2} + (2y)^{2} = 31$ માટે સામાન્ય સ્પર્શક રેખા છે. તો રેખા $L$ ના ઢાળનો વર્ગ ..... છે.
A
$3$
B
$6$
C
$5$
D
$4$

Solution

(A) આપેલ વક્રો $\frac{x^{2}}{9} + \frac{y^{2}}{4} = 1$ (ઉપવલય) અને $x^{2} + y^{2} = \frac{31}{4}$ (વર્તુળ) છે.
ધારો કે સામાન્ય સ્પર્શકનો ઢાળ $m$ છે.
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = mx \pm \sqrt{a^{2}m^{2} + b^{2}}$ છે.
અહીં $a^{2} = 9$ અને $b^{2} = 4$,તેથી સ્પર્શક $y = mx \pm \sqrt{9m^{2} + 4}$ છે.
વર્તુળ $x^{2} + y^{2} = r^{2}$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = mx \pm r\sqrt{1 + m^{2}}$ છે.
અહીં $r^{2} = \frac{31}{4}$,તેથી સ્પર્શક $y = mx \pm \frac{\sqrt{31}}{2}\sqrt{1 + m^{2}}$ છે.
રેખાઓ સમાન હોવા માટે,અચળ પદો સમાન હોવા જોઈએ:
$9m^{2} + 4 = \frac{31}{4}(1 + m^{2})$.
$4$ વડે ગુણતા,આપણને $36m^{2} + 16 = 31 + 31m^{2}$ મળે છે.
$5m^{2} = 15$.
$m^{2} = 3$.
353
DifficultMCQ
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{8}+\frac{y^{2}}{4}=1$ પર,ધારો કે $P$ એ બીજા ચરણમાં આવેલું એક બિંદુ છે જેથી $P$ આગળનો સ્પર્શક રેખા $x+2y=0$ ને લંબ છે. ધારો કે $S$ અને $S'$ એ ઉપવલયના નાભિઓ છે અને $e$ તેની ઉત્કેન્દ્રતા છે. જો $A$ એ ત્રિકોણ $SPS'$ નું ક્ષેત્રફળ હોય,તો $(5-e^{2}) \cdot A$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$12$
B
$6$
C
$14$
D
$24$

Solution

(B) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{8}+\frac{y^{2}}{4}=1$ છે. અહીં $a^{2}=8$ અને $b^{2}=4$ છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{4}{8}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$ મળે.
નાભિઓ $S(-2, 0)$ અને $S'(2, 0)$ છે.
રેખા $x+2y=0$ ને લંબ રેખાનું સમીકરણ $y=2x+k$ છે.
સ્પર્શકની શરત $c^{2}=a^{2}m^{2}+b^{2}$ મુજબ $c^{2} = 8(4)+4 = 36$,તેથી $c=6$ (બીજા ચરણ માટે).
સ્પર્શબિંદુ $P(-\frac{8}{3}, \frac{2}{3})$ મળે.
ત્રિકોણ $SPS'$ નું ક્ષેત્રફળ $A = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot \frac{2}{3} = \frac{4}{3}$ છે.
તેથી,$(5-e^{2}) \cdot A = (5 - \frac{1}{2}) \cdot \frac{4}{3} = 6$.
Solution diagram
354
DifficultMCQ
જો $x^{2}+9 y^{2}-4 x+3=0$,જ્યાં $x, y \in R$,તો $x$ અને $y$ અનુક્રમે કયા અંતરાલમાં આવેલા છે?
A
$[-\frac{1}{3}, \frac{1}{3}]$ અને $[-\frac{1}{3}, \frac{1}{3}]$
B
$[-\frac{1}{3}, \frac{1}{3}]$ અને $[1, 3]$
C
$[1, 3]$ અને $[1, 3]$
D
$[1, 3]$ અને $[-\frac{1}{3}, \frac{1}{3}]$

Solution

(D) આપેલ સમીકરણ: $x^{2}+9 y^{2}-4 x+3=0$
પદોને ગોઠવતા: $(x^{2}-4 x)+(9 y^{2})+3=0$
$x$ માટે પૂર્ણવર્ગ બનાવતા: $(x^{2}-4 x+4)+9 y^{2}+3-4=0$
$(x-2)^{2}+(3 y)^{2}=1$
આ ઉપવલયનું સમીકરણ છે: $\frac{(x-2)^{2}}{1^{2}}+\frac{y^{2}}{(1/3)^{2}}=1$
ઉપવલય $\frac{(x-h)^{2}}{a^{2}}+\frac{(y-k)^{2}}{b^{2}}=1$ માટે,$x$ નો વિસ્તાર $[h-a, h+a]$ અને $y$ નો વિસ્તાર $[k-b, k+b]$ છે.
અહીં,$h=2, a=1, k=0, b=1/3$.
તેથી,$x \in [2-1, 2+1] = [1, 3]$ અને $y \in [0-1/3, 0+1/3] = [-\frac{1}{3}, \frac{1}{3}]$.
આમ,$x$ અને $y$ અનુક્રમે $[1, 3]$ અને $[-\frac{1}{3}, \frac{1}{3}]$ માં આવેલા છે.
355
DifficultMCQ
જો ઉપવલય $\frac{x^{2}}{b^{2}}+\frac{y^{2}}{4 a^{2}}=1$ ના સ્પર્શક અને યામ અક્ષો દ્વારા બનતા ત્રિકોણનું ન્યૂનતમ ક્ષેત્રફળ $kab$ હોય,તો $k$ ની કિંમત ..... છે.
A
$1$
B
$3$
C
$2$
D
$7$

Solution

(C) ઉપવલય $\frac{x^{2}}{b^{2}}+\frac{y^{2}}{(2a)^{2}}=1$ ના બિંદુ $(b \cos \theta, 2a \sin \theta)$ આગળના સ્પર્શકનું સમીકરણ $\frac{x \cos \theta}{b} + \frac{y \sin \theta}{2a} = 1$ છે.
$x$-અંતઃખંડ $A = (\frac{b}{\cos \theta}, 0)$ અને $y$-અંતઃખંડ $B = (0, \frac{2a}{\sin \theta})$ છે.
ત્રિકોણ $\Delta OAB$ નું ક્ષેત્રફળ $\text{Area} = \frac{1}{2} \times |x_{\text{intercept}}| \times |y_{\text{intercept}}| = \frac{1}{2} \times \frac{b}{\cos \theta} \times \frac{2a}{\sin \theta} = \frac{ab}{\sin \theta \cos \theta} = \frac{2ab}{\sin 2\theta}$ છે.
$\sin 2\theta$ ની ન્યૂનતમ કિંમત $1$ હોવાથી ($\theta = \frac{\pi}{4}$ માટે),ન્યૂનતમ ક્ષેત્રફળ $2ab$ થાય.
આપેલ છે કે ન્યૂનતમ ક્ષેત્રફળ $kab$ છે,તેથી $kab = 2ab$,જેનો અર્થ છે કે $k = 2$.
Solution diagram
356
MediumMCQ
રેખા $12 x \cos \theta + 5 y \sin \theta = 60$ નીચેનામાંથી કયા વક્રને સ્પર્શક છે?
A
$x^{2} + y^{2} = 169$
B
$144 x^{2} + 25 y^{2} = 3600$
C
$25 x^{2} + 12 y^{2} = 3600$
D
$x^{2} + y^{2} = 60$

Solution

(B) આપેલ રેખા $12 x \cos \theta + 5 y \sin \theta = 60$ છે.
$60$ વડે ભાગતા,આપણને $\frac{12 x \cos \theta}{60} + \frac{5 y \sin \theta}{60} = 1$ મળે,જેનું સાદું રૂપ $\frac{x \cos \theta}{5} + \frac{y \sin \theta}{12} = 1$ થાય છે.
આને ઉપવલયના સ્પર્શકના સમીકરણ $\frac{x}{a} \cos \theta + \frac{y}{b} \sin \theta = 1$ સાથે સરખાવતા,આપણને $a = 5$ અને $b = 12$ મળે છે.
ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ છે,એટલે કે $\frac{x^{2}}{25} + \frac{y^{2}}{144} = 1$.
$3600$ વડે ગુણતા,આપણને $144 x^{2} + 25 y^{2} = 3600$ મળે છે.
357
DifficultMCQ
$(-3,-5)$ અને ઉપવલય $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{9}=1$ પરના બિંદુઓને જોડતા રેખાખંડોના મધ્યબિંદુઓનો બિંદુપથ શોધો:
A
$9 x^{2}+4 y^{2}+18 x+8 y+145=0$
B
$36 x^{2}+16 y^{2}+90 x+56 y+145=0$
C
$36 x^{2}+16 y^{2}+108 x+80 y+145=0$
D
$36 x^{2}+16 y^{2}+72 x+32 y+145=0$

Solution

(C) ધારો કે ઉપવલય પરનું બિંદુ $P(2 \cos \theta, 3 \sin \theta)$ છે.
સ્થિર બિંદુ $Q(-3, -5)$ છે.
ધારો કે $(h, k)$ એ રેખાખંડ $PQ$ નું મધ્યબિંદુ છે. તેથી:
$h = \frac{2 \cos \theta - 3}{2} \implies \cos \theta = \frac{2h + 3}{2}$
$k = \frac{3 \sin \theta - 5}{2} \implies \sin \theta = \frac{2k + 5}{3}$
$\cos^2 \theta + \sin^2 \theta = 1$ હોવાથી:
$\left(\frac{2h + 3}{2}\right)^2 + \left(\frac{2k + 5}{3}\right)^2 = 1$
સાદુરૂપ આપતા:
$36h^2 + 16k^2 + 108h + 80k + 145 = 0$
આમ,બિંદુપથ $36x^2 + 16y^2 + 108x + 80y + 145 = 0$ છે.
358
DifficultMCQ
વક્રો $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ અને $x^{2}+y^{2}=ab$,જ્યાં $a > b$ છે,તેમના છેદકોણનું માપ શોધો.
A
$\tan ^{-1}\left(\frac{a-b}{\sqrt{ab}}\right)$
B
$\tan ^{-1}\left(\frac{a+b}{\sqrt{ab}}\right)$
C
$\tan ^{-1}\left(\frac{a-b}{2\sqrt{ab}}\right)$
D
$\tan ^{-1}(2\sqrt{ab})$

Solution

(A) આપેલ વક્રો $C_1: \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ અને $C_2: x^2 + y^2 = ab$ છે.
ધારો કે છેદબિંદુ $(x_1, y_1)$ છે.
$C_1$ માટે,$x$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરતા: $\frac{2x}{a^2} + \frac{2yy'}{b^2} = 0 \implies y'_1 = -\frac{b^2 x_1}{a^2 y_1}$.
$C_2$ માટે,$x$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરતા: $2x + 2yy' = 0 \implies y'_2 = -\frac{x_1}{y_1}$.
છેદબિંદુ માટે સમીકરણો ઉકેલતા: $x_1^2 = \frac{a^2 b}{a+b}$ અને $y_1^2 = \frac{a b^2}{a+b}$.
વક્રો વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ એ $\tan \theta = \left| \frac{y'_1 - y'_2}{1 + y'_1 y'_2} \right|$ દ્વારા મળે છે.
ઢાળની કિંમતો મૂકતા: $\tan \theta = \left| \frac{-\frac{b^2 x_1}{a^2 y_1} + \frac{x_1}{y_1}}{1 + \frac{b^2 x_1^2}{a^2 y_1^2}} \right| = \left| \frac{x_1 y_1 (a^2 - b^2)}{a^2 y_1^2 + b^2 x_1^2} \right|$.
$x_1^2$ અને $y_1^2$ ની કિંમતો મૂકતા: $\tan \theta = \left| \frac{a-b}{\sqrt{ab}} \right|$.
$a > b$ હોવાથી,$\theta = \tan^{-1} \left( \frac{a-b}{\sqrt{ab}} \right)$.
359
DifficultMCQ
ધારો કે $E_{1}: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1, a > b$. ધારો કે $E_{2}$ એ બીજો ઉપવલય છે જે $E_{1}$ ની મુખ્ય અક્ષના અંત્યબિંદુઓને સ્પર્શે છે અને $E_{2}$ ના નાભિઓ એ $E_{1}$ ની ગૌણ અક્ષના અંત્યબિંદુઓ છે. જો $E_{1}$ અને $E_{2}$ ની ઉત્કેન્દ્રતા $e$ સમાન હોય,તો $e$ નું મૂલ્ય શોધો:
A
$\frac{-1+\sqrt{3}}{2}$
B
$\frac{-1+\sqrt{6}}{2}$
C
$\frac{-1+\sqrt{5}}{2}$
D
$\frac{-1+\sqrt{8}}{2}$

Solution

(C) ઉપવલય $E_{1}: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ માટે,ઉત્કેન્દ્રતા $e^{2} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}$ છે.
ઉપવલય $E_{2}$ માટે,નાભિઓ $(0, b)$ અને $(0, -b)$ છે,તેથી તે શિરોલંબ ઉપવલય છે જ્યાં $c = b$. શિરોબિંદુઓ $(\pm a, 0)$ પર છે,તેથી અર્ધ-મુખ્ય અક્ષ $A = a$ છે. $E_{2}$ નું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{B^{2}} + \frac{y^{2}}{A^{2}} = 1$ છે,જ્યાં $A = a$. $c^{2} = A^{2} - B^{2}$ હોવાથી,$b^{2} = a^{2} - B^{2}$,એટલે કે $B^{2} = a^{2} - b^{2}$.
$E_{2}$ ની ઉત્કેન્દ્રતા $e^{2} = 1 - \frac{B^{2}}{A^{2}} = 1 - \frac{a^{2} - b^{2}}{a^{2}} = \frac{b^{2}}{a^{2}}$ છે.
બંને ઉપવલયોની ઉત્કેન્દ્રતા સમાન હોવાથી,$e^{2} = \frac{b^{2}}{a^{2}}$ મળે છે.
પ્રથમ સમીકરણમાંથી,$e^{2} = 1 - e^{2}$ મળે,જેનો અર્થ છે $2e^{2} = 1$,એટલે કે $e = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
પરંતુ શરત મુજબ,$E_{2}$ ની નાભિઓ $(0, b)$ અને $(0, -b)$ છે,તેથી $c_{2} = b$. $E_{2}$ ના શિરોબિંદુઓ $(\pm a, 0)$ છે,તેથી અર્ધ-ગૌણ અક્ષ $a$ છે. મુખ્ય અક્ષ $y$-અક્ષ પર છે,તેથી $A_{2} = c_{2}/e = b/e$. સંબંધ $c_{2}^{2} = A_{2}^{2} - B_{2}^{2}$ પરથી $b^{2} = (b/e)^{2} - a^{2}$ મળે છે.
આમ $a^{2} = \frac{b^{2}}{e^{2}} - b^{2} = b^{2}(\frac{1-e^{2}}{e^{2}})$.
$1-e^{2} = b^{2}/a^{2}$ હોવાથી,$a^{2} = b^{2}(\frac{b^{2}/a^{2}}{e^{2}}) = \frac{b^{4}}{a^{2}e^{2}}$,તેથી $a^{4}e^{2} = b^{4}$,જેનો અર્થ છે $a^{2}e = b^{2}$.
$b^{2} = a^{2}e$ ને $e^{2} = 1 - b^{2}/a^{2}$ માં મૂકતા,આપણને $e^{2} = 1 - e$,અથવા $e^{2} + e - 1 = 0$ મળે છે.
$e > 0$ માટે ઉકેલતા,$e = \frac{-1 + \sqrt{1 - 4(1)(-1)}}{2} = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2}$ મળે છે.
Solution diagram
360
DifficultMCQ
ધારો કે એક ઉપવલય $E: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1, a^{2}>b^{2}$,બિંદુ $\left(\sqrt{\frac{3}{2}}, 1\right)$ માંથી પસાર થાય છે અને તેની ઉત્કેન્દ્રતા $e = \frac{1}{\sqrt{3}}$ છે. જો $E$ ના નાભિ $F(\alpha, 0), \alpha > 0$ પર કેન્દ્રિત અને $\frac{2}{\sqrt{3}}$ ત્રિજ્યા ધરાવતું વર્તુળ,$E$ ને બે બિંદુઓ $P$ અને $Q$ માં છેદે,તો $PQ^{2}$ ની કિંમત શોધો:
A
$\frac{8}{3}$
B
$\frac{4}{3}$
C
$3$
D
$\frac{16}{3}$

Solution

(D) ઉપવલય $E: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ બિંદુ $\left(\sqrt{\frac{3}{2}}, 1\right)$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી $\frac{3}{2a^{2}} + \frac{1}{b^{2}} = 1$.
ઉત્કેન્દ્રતા $e = \frac{1}{\sqrt{3}}$ હોવાથી,$e^{2} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}} = \frac{1}{3}$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{b^{2}}{a^{2}} = \frac{2}{3}$ અથવા $a^{2} = \frac{3}{2}b^{2}$.
પ્રથમ સમીકરણમાં $a^{2}$ ની કિંમત મૂકતા: $\frac{3}{2(\frac{3}{2}b^{2})} + \frac{1}{b^{2}} = 1$ $\Rightarrow \frac{1}{b^{2}} + \frac{1}{b^{2}} = 1$ $\Rightarrow b^{2} = 2$.
તેથી $a^{2} = \frac{3}{2}(2) = 3$.
ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{3} + \frac{y^{2}}{2} = 1$ છે.
નાભિ $F(\alpha, 0)$ માટે $\alpha = ae = \sqrt{3} \times \frac{1}{\sqrt{3}} = 1$. તેથી $F = (1, 0)$.
કેન્દ્ર $(1, 0)$ અને ત્રિજ્યા $\frac{2}{\sqrt{3}}$ વાળા વર્તુળનું સમીકરણ $(x-1)^{2} + y^{2} = \frac{4}{3}$ છે.
ઉપવલયના સમીકરણ પરથી,$y^{2} = 2(1 - \frac{x^{2}}{3})$.
વર્તુળના સમીકરણમાં $y^{2}$ ની કિંમત મૂકતા: $(x-1)^{2} + 2 - \frac{2x^{2}}{3} = \frac{4}{3} \Rightarrow x^{2} - 6x + 5 = 0$.
ઉકેલતા $x=1$ મળે છે. $x=1$ માટે $y^{2} = \frac{4}{3}$,તેથી $y = \pm \frac{2}{\sqrt{3}}$.
બિંદુઓ $P(1, \frac{2}{\sqrt{3}})$ અને $Q(1, -\frac{2}{\sqrt{3}})$ છે.
$PQ^{2} = (\frac{4}{\sqrt{3}})^{2} = \frac{16}{3}$.
361
DifficultMCQ
જો ઉપવલય $x^{2}+4y^{2}=4$ નો સ્પર્શક તેના મુખ્ય અક્ષના અંત્યબિંદુઓ પરના સ્પર્શકોને $B$ અને $C$ માં મળે,તો $BC$ ને વ્યાસ તરીકે લેતા વર્તુળ કયા બિંદુમાંથી પસાર થાય છે?
A
$(-1, 1)$
B
$(1, 1)$
C
$(\sqrt{3}, 0)$
D
$(\sqrt{2}, 0)$

Solution

(C) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{1} = 1$ છે,જ્યાં $a=2$ અને $b=1$ છે.
ધારો કે સ્પર્શક બિંદુ $P(2 \cos \theta, \sin \theta)$ છે.
$P$ પરના સ્પર્શકનું સમીકરણ $\frac{x \cos \theta}{2} + y \sin \theta = 1$ છે,અથવા $x \cos \theta + 2y \sin \theta = 2$.
મુખ્ય અક્ષના અંત્યબિંદુઓ પરના સ્પર્શકો $x = -2$ અને $x = 2$ છે.
$B$ માટે,$x = -2$ મૂકતા: $-2 \cos \theta + 2y \sin \theta = 2 \Rightarrow y = \frac{1 + \cos \theta}{\sin \theta} = \cot \frac{\theta}{2}$. તેથી,$B = (-2, \cot \frac{\theta}{2})$.
$C$ માટે,$x = 2$ મૂકતા: $2 \cos \theta + 2y \sin \theta = 2 \Rightarrow y = \frac{1 - \cos \theta}{\sin \theta} = \tan \frac{\theta}{2}$. તેથી,$C = (2, \tan \frac{\theta}{2})$.
$BC$ ને વ્યાસ તરીકે લેતા વર્તુળનું સમીકરણ $(x - x_B)(x - x_C) + (y - y_B)(y - y_C) = 0$ છે.
$(x + 2)(x - 2) + (y - \cot \frac{\theta}{2})(y - \tan \frac{\theta}{2}) = 0$
$x^{2} - 4 + y^{2} - y(\tan \frac{\theta}{2} + \cot \frac{\theta}{2}) + \tan \frac{\theta}{2} \cot \frac{\theta}{2} = 0$
$x^{2} + y^{2} - y(\tan \frac{\theta}{2} + \cot \frac{\theta}{2}) - 3 = 0$.
બિંદુ $(\sqrt{3}, 0)$ ચકાસતા: $(\sqrt{3})^{2} + 0^{2} - 0 - 3 = 3 - 3 = 0$. આમ,વર્તુળ $(\sqrt{3}, 0)$ માંથી પસાર થાય છે.
Solution diagram
362
DifficultMCQ
$(2, 1)$ માંથી પસાર થતું પ્રકાશનું કિરણ $y$-અક્ષ પરના બિંદુ $P$ પર પરાવર્તિત થાય છે અને પછી $(5, 3)$ બિંદુમાંથી પસાર થાય છે. જો આ પરાવર્તિત કિરણ એ $e = \frac{1}{3}$ ઉત્કેન્દ્રતા ધરાવતા ઉપવલયની નિયામિકા હોય અને આ નિયામિકાથી નજીકના નાભિનું અંતર $\frac{8}{\sqrt{53}}$ હોય,તો બીજી નિયામિકાનું સમીકરણ શું હોઈ શકે?
A
$2x - 7y - 39 = 0$ અથવા $2x - 7y - 7 = 0$
B
$11x + 7y + 8 = 0$ અથવા $11x + 7y - 15 = 0$
C
$2x - 7y + 29 = 0$ અથવા $2x - 7y - 7 = 0$
D
$11x - 7y - 8 = 0$ અથવા $11x + 7y + 15 = 0$

Solution

(C) $(2, 1)$ બિંદુનું $y$-અક્ષની સાપેક્ષ પ્રતિબિંબ $(-2, 1)$ છે.
પરાવર્તિત કિરણ $(-2, 1)$ અને $(5, 3)$ માંથી પસાર થાય છે.
પરાવર્તિત કિરણનો ઢાળ $m = \frac{3 - 1}{5 - (-2)} = \frac{2}{7}$ છે.
પરાવર્તિત કિરણનું સમીકરણ $y - 3 = \frac{2}{7}(x - 5)$ છે,જેનું સાદું રૂપ $2x - 7y + 11 = 0$ થાય છે.
ધારો કે બીજી નિયામિકાનું સમીકરણ $2x - 7y + \lambda = 0$ છે.
ઉપવલયની બે નિયામિકાઓ વચ્ચેનું અંતર $\frac{2a}{e}$ છે.
નિયામિકાથી નાભિનું અંતર $\frac{a}{e} - ae = \frac{a(1 - e^2)}{e} = \frac{8}{\sqrt{53}}$ છે.
$e = \frac{1}{3}$ આપેલ હોવાથી,$\frac{a(1 - 1/9)}{1/3} = \frac{8a}{3} = \frac{8}{\sqrt{53}}$,તેથી $a = \frac{3}{\sqrt{53}}$.
બે નિયામિકાઓ વચ્ચેનું અંતર $\frac{2a}{e} = 2 \times \frac{3}{\sqrt{53}} \times 3 = \frac{18}{\sqrt{53}}$ છે.
સમાંતર રેખાઓ $2x - 7y + 11 = 0$ અને $2x - 7y + \lambda = 0$ વચ્ચેનું અંતર $\frac{|\lambda - 11|}{\sqrt{53}}$ છે.
અંતરને સરખાવતા: $\frac{|\lambda - 11|}{\sqrt{53}} = \frac{18}{\sqrt{53}}$,તેથી $|\lambda - 11| = 18$.
આથી $\lambda - 11 = 18$ અથવા $\lambda - 11 = -18$,એટલે કે $\lambda = 29$ અથવા $\lambda = -7$.
સમીકરણો $2x - 7y + 29 = 0$ અથવા $2x - 7y - 7 = 0$ છે.
Solution diagram
363
DifficultMCQ
ધારો કે $E$ એક ઉપવલય છે જેના અક્ષો યામ અક્ષોને સમાંતર છે,તેનું કેન્દ્ર $(3, -4)$ પર છે,એક નાભિ $(4, -4)$ પર છે અને એક શિરોબિંદુ $(5, -4)$ પર છે. જો $mx - y = 4$ જ્યાં $m > 0$ એ ઉપવલય $E$ નો સ્પર્શક હોય,તો $5m^{2}$ ની કિંમત ..... છે.
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(C) ઉપવલયનું કેન્દ્ર $C(3, -4)$ છે.
નાભિ $S(4, -4)$ અને શિરોબિંદુ $A(5, -4)$ છે.
$y$-યામ સમાન હોવાથી,મુખ્ય અક્ષ સમક્ષિતિજ છે.
કેન્દ્રથી શિરોબિંદુનું અંતર $a = |5 - 3| = 2$ છે.
કેન્દ્રથી નાભિનું અંતર $ae = |4 - 3| = 1$ છે.
તેથી,$e = \frac{1}{2}$.
$b^{2} = a^{2}(1 - e^{2})$ નો ઉપયોગ કરતા,$b^{2} = 4(1 - \frac{1}{4}) = 4(\frac{3}{4}) = 3$ મળે.
ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{(x - 3)^{2}}{4} + \frac{(y + 4)^{2}}{3} = 1$ છે.
રેખા $y = mx - 4$ એ ઉપવલય $\frac{(x - h)^{2}}{a^{2}} + \frac{(y - k)^{2}}{b^{2}} = 1$ નો સ્પર્શક હોવાની શરત $(y - k) = m(x - h) \pm \sqrt{a^{2}m^{2} + b^{2}}$ છે.
અહીં,$h = 3, k = -4, a^{2} = 4, b^{2} = 3$.
રેખા $y + 4 = mx - 3m$ છે,એટલે કે $y - (-4) = m(x - 3) - 3m$.
સ્પર્શકના સ્વરૂપ સાથે સરખાવતા,અચળ પદ $-3m = \pm \sqrt{4m^{2} + 3}$ મળે.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$9m^{2} = 4m^{2} + 3$.
$5m^{2} = 3$.
Solution diagram
364
DifficultMCQ
ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{4}=1$,જ્યાં $a > 2$,માં અંતર્ગત ત્રિકોણનું મહત્તમ ક્ષેત્રફળ,જેનો એક શિરોબિંદુ ઉપવલયની મુખ્ય અક્ષના એક અંત્યબિંદુ પર હોય અને એક બાજુ $y$-અક્ષને સમાંતર હોય,તે $6 \sqrt{3}$ છે. તો ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{\sqrt{3}}{2}$
B
$\frac{1}{2}$
C
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
D
$\frac{\sqrt{3}}{4}$

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ લો,જ્યાં $b=2$. શિરોબિંદુઓ $(\pm a, 0)$ છે. એક શિરોબિંદુ $(a, 0)$ લો.
બાકીના બે શિરોબિંદુઓ $(-a \cos \theta, 2 \sin \theta)$ અને $(-a \cos \theta, -2 \sin \theta)$ લો.
ત્રિકોણનો પાયો $4 \sin \theta$ અને ઊંચાઈ $a + a \cos \theta = a(1 + \cos \theta)$ છે.
ક્ષેત્રફળ $A = \frac{1}{2} \times (4 \sin \theta) \times a(1 + \cos \theta) = 2a \sin \theta (1 + \cos \theta)$.
$A$ ને મહત્તમ કરવા માટે,$f(\theta) = \sin \theta (1 + \cos \theta)$ લો.
$f'(\theta) = 2 \cos^2 \theta + \cos \theta - 1 = 0$.
$(2 \cos \theta - 1)(\cos \theta + 1) = 0$.
$\theta \neq \pi$ હોવાથી,$\cos \theta = \frac{1}{2}$,તેથી $\sin \theta = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
$A_{\max} = \frac{3\sqrt{3}}{2} a = 6\sqrt{3} \Rightarrow a = 4$.
ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 - \frac{4}{16}} = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
365
DifficultMCQ
રેખા $y=x+1$ એ ઉપવલય $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{2}=1$ ને બે બિંદુઓ $P$ અને $Q$ માં છેદે છે. જો $PQ$ ને વ્યાસ તરીકે લઈને દોરેલા વર્તુળની ત્રિજ્યા $r$ હોય,તો $(3r)^{2}$ ની કિંમત શોધો.
A
$20$
B
$12$
C
$11$
D
$8$

Solution

(A) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{2}=1$ છે,જે $x^{2}+2y^{2}=4$ તરીકે લખી શકાય.
$y=x+1$ ને ઉપવલયના સમીકરણમાં મૂકતા:
$x^{2}+2(x+1)^{2}=4$
$x^{2}+2(x^{2}+2x+1)=4$
$3x^{2}+4x-2=0$.
ધારો કે બીજ $x_{1}$ અને $x_{2}$ છે. તો $|x_{1}-x_{2}| = \frac{\sqrt{D}}{|a|} = \frac{\sqrt{16 - 4(3)(-2)}}{3} = \frac{\sqrt{40}}{3}$.
જીવા $PQ$ ની લંબાઈ $PQ = |x_{1}-x_{2}| \sqrt{1+m^{2}}$ દ્વારા મળે છે,જ્યાં રેખા $y=x+1$ નો ઢાળ $m=1$ છે.
$PQ = \frac{\sqrt{40}}{3} \sqrt{1+1^{2}} = \frac{\sqrt{40}}{3} \sqrt{2} = \frac{\sqrt{80}}{3}$.
$PQ$ એ વર્તુળનો વ્યાસ હોવાથી,$2r = PQ = \frac{\sqrt{80}}{3}$,તેથી $r = \frac{\sqrt{80}}{6}$.
આમ,$(3r)^{2} = 9r^{2} = 9 \times \frac{80}{36} = \frac{80}{4} = 20$.
Solution diagram
366
DifficultMCQ
બિંદુ $(4,3)$ અને ઉપવલય $x^{2}+2y^{2}=4$ પરના બિંદુઓને જોડતા રેખાખંડના મધ્યબિંદુનો બિંદુપથ એક ઉપવલય છે,જેની ઉત્કેન્દ્રતા કેટલી છે?
A
$\frac{\sqrt{3}}{2}$
B
$\frac{1}{2\sqrt{2}}$
C
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
D
$\frac{1}{2}$

Solution

(C) ધારો કે $P = (4, 3)$ અને $Q = (2\cos\theta, \sqrt{2}\sin\theta)$ એ ઉપવલય $x^{2} + 2y^{2} = 4$ પરનું બિંદુ છે.
ધારો કે $D(h, k)$ એ $PQ$ નું મધ્યબિંદુ છે.
તેથી,$h = \frac{4 + 2\cos\theta}{2} = 2 + \cos\theta \implies \cos\theta = h - 2$.
અને $k = \frac{3 + \sqrt{2}\sin\theta}{2} \implies \sqrt{2}\sin\theta = 2k - 3 \implies \sin\theta = \frac{2k - 3}{\sqrt{2}}$.
નિત્યસમ $\cos^{2}\theta + \sin^{2}\theta = 1$ નો ઉપયોગ કરતા,આપણને મળે:
$(h - 2)^{2} + \left(\frac{2k - 3}{\sqrt{2}}\right)^{2} = 1$
$(h - 2)^{2} + \frac{4(k - 1.5)^{2}}{2} = 1$
$(h - 2)^{2} + 2(k - 1.5)^{2} = 1$
$1$ વડે ભાગતા,આપણને મળે $\frac{(h - 2)^{2}}{1} + \frac{(k - 1.5)^{2}}{1/2} = 1$.
આ એક ઉપવલય છે જેમાં $a^{2} = 1$ અને $b^{2} = 1/2$ છે.
અહીં $a^{2} > b^{2}$ હોવાથી,ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}} = \sqrt{1 - \frac{1/2}{1}} = \sqrt{1 - 1/2} = \sqrt{1/2} = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
367
DifficultMCQ
ધારો કે વક્રો $4(x^{2}+y^{2}) = 9$ અને $y^{2} = 4x$ ના સામાન્ય સ્પર્શકો બિંદુ $Q$ માં છેદે છે. ધારો કે ઉગમબિંદુ $O$ પર કેન્દ્રિત એક ઉપવલય છે,જેના અર્ધ-લઘુ અક્ષ અને અર્ધ-ગુરુ અક્ષની લંબાઈ અનુક્રમે $OQ$ અને $6$ છે. જો $e$ અને $l$ એ આ ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા અને નાભિલંબની લંબાઈ દર્શાવતા હોય,તો $\frac{l}{e^{2}}$ ની કિંમત શોધો.
A
$5$
B
$4$
C
$3$
D
$2$

Solution

(B) વર્તુળ $x^{2} + y^{2} = \frac{9}{4}$ છે અને પરવલય $y^{2} = 4x$ છે.
પરવલય $y^{2} = 4x$ નો સ્પર્શક $y = mx + \frac{1}{m}$ છે.
ઉગમબિંદુ $(0,0)$ થી આ સ્પર્શકનું અંતર વર્તુળની ત્રિજ્યા $\frac{3}{2}$ જેટલું હોવું જોઈએ.
$\frac{|m(0) - 0 + 1/m|}{\sqrt{m^{2} + 1}} = \frac{3}{2} \Rightarrow \frac{1}{|m|\sqrt{m^{2} + 1}} = \frac{3}{2}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $\frac{1}{m^{2}(m^{2} + 1)} = \frac{9}{4} \Rightarrow 9m^{4} + 9m^{2} - 4 = 0$.
$m^{2}$ માટે ઉકેલતા: $(3m^{2} - 1)(3m^{2} + 4) = 0$. $m^{2} > 0$ હોવાથી,$m^{2} = \frac{1}{3}$,તેથી $m = \pm \frac{1}{\sqrt{3}}$.
સામાન્ય સ્પર્શકો $y = \frac{1}{\sqrt{3}}x + \sqrt{3}$ અને $y = -\frac{1}{\sqrt{3}}x - \sqrt{3}$ છે.
આ સ્પર્શકો $x$-અક્ષ પર બિંદુ $Q$ માં છેદે છે જ્યાં $y=0$. $y = \frac{1}{\sqrt{3}}x + \sqrt{3}$ માં $y=0$ મૂકતા $x = -3$ મળે છે. આમ,$Q = (-3, 0)$.
લંબાઈ $OQ = |-3| = 3$. ઉપવલય માટે અર્ધ-લઘુ અક્ષ $b = 3$ અને અર્ધ-ગુરુ અક્ષ $a = 6$ છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e$ માટે $b^{2} = a^{2}(1 - e^{2})$ $\Rightarrow 9 = 36(1 - e^{2})$ $\Rightarrow 1 - e^{2} = \frac{1}{4}$ $\Rightarrow e^{2} = \frac{3}{4}$.
નાભિલંબની લંબાઈ $l = \frac{2b^{2}}{a} = \frac{2 \times 9}{6} = 3$.
તેથી,$\frac{l}{e^{2}} = \frac{3}{3/4} = 4$.
368
MediumMCQ
ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1, a>b$,ની ઉત્કેન્દ્રતા $\frac{1}{4}$ છે. જો આ ઉપવલય બિંદુ $\left(-4 \sqrt{\frac{2}{5}}, 3\right)$ માંથી પસાર થાય,તો $a^{2}+b^{2}$ ની કિંમત શોધો.
A
$31$
B
$29$
C
$32$
D
$34$

Solution

(A) આપેલ ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ છે,જ્યાં $a>b$ અને ઉત્કેન્દ્રતા $e = \frac{1}{4}$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $e^{2} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}$,તેથી $\frac{1}{16} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}$,જે આપણને $\frac{b^{2}}{a^{2}} = \frac{15}{16}$ અથવા $b^{2} = \frac{15}{16}a^{2}$ આપે છે.
ઉપવલય બિંદુ $\left(-4 \sqrt{\frac{2}{5}}, 3\right)$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી $\frac{(-4 \sqrt{2/5})^{2}}{a^{2}} + \frac{3^{2}}{b^{2}} = 1$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{16 \times (2/5)}{a^{2}} + \frac{9}{b^{2}} = 1 \Rightarrow \frac{32}{5a^{2}} + \frac{9}{b^{2}} = 1$.
$b^{2} = \frac{15}{16}a^{2}$ મૂકતા: $\frac{32}{5a^{2}} + \frac{9 \times 16}{15a^{2}} = 1$.
$\frac{32}{5a^{2}} + \frac{144}{15a^{2}} = 1$ $\Rightarrow \frac{96 + 144}{15a^{2}} = 1$ $\Rightarrow \frac{240}{15a^{2}} = 1$.
$16 = a^{2}$.
તેથી $b^{2} = \frac{15}{16} \times 16 = 15$.
આમ,$a^{2} + b^{2} = 16 + 15 = 31$.
369
MediumMCQ
વાસ્તવિક સંખ્યાઓ $a, b$ $(a > b > 0)$ માટે,ધારો કે $\text{Area} \{(x, y) : x^{2} + y^{2} \leq a^{2} \text{ અને } \frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} \geq 1\} = 30\pi$ અને $\text{Area} \{(x, y) : x^{2} + y^{2} \geq b^{2} \text{ અને } \frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} \leq 1\} = 18\pi$ છે. તો $(a - b)^{2}$ ની કિંમત કેટલી થાય?
A
$10$
B
$11$
C
$12$
D
$13$

Solution

(C) પ્રથમ પ્રદેશ એ વર્તુળ $x^{2} + y^{2} = a^{2}$ અને ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ વચ્ચેનો વિસ્તાર છે. તેનું ક્ષેત્રફળ $\pi a^{2} - \pi ab = 30\pi$ છે,જેનું સાદું રૂપ $a^{2} - ab = 30$ થાય છે.
બીજો પ્રદેશ એ ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ અને વર્તુળ $x^{2} + y^{2} = b^{2}$ વચ્ચેનો વિસ્તાર છે. તેનું ક્ષેત્રફળ $\pi ab - \pi b^{2} = 18\pi$ છે,જેનું સાદું રૂપ $ab - b^{2} = 18$ થાય છે.
આ બંને સમીકરણોનો સરવાળો કરતા: $(a^{2} - ab) + (ab - b^{2}) = 30 + 18$,તેથી $a^{2} - b^{2} = 48$.
પ્રથમ સમીકરણમાંથી બીજું સમીકરણ બાદ કરતા: $(a^{2} - ab) - (ab - b^{2}) = 30 - 18$,જે આપણને $a^{2} - 2ab + b^{2} = 12$ આપે છે.
આમ,$(a - b)^{2} = 12$ થાય.
370
DifficultMCQ
જો ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ એ $x$-અક્ષ પર રેખા $\frac{x}{7}+\frac{y}{2\sqrt{6}}=1$ ને અને $y$-અક્ષ પર રેખા $\frac{x}{7}-\frac{y}{2\sqrt{6}}=1$ ને મળે છે,તો ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{5}{7}$
B
$\frac{2\sqrt{6}}{7}$
C
$\frac{3}{7}$
D
$\frac{2\sqrt{5}}{7}$

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ એ $x$-અક્ષ પર રેખા $\frac{x}{7}+\frac{y}{2\sqrt{6}}=1$ ને મળે છે. રેખાના સમીકરણમાં $y=0$ મૂકતા,આપણને $x=7$ મળે છે. તેથી $a=7$.
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ એ $y$-અક્ષ પર રેખા $\frac{x}{7}-\frac{y}{2\sqrt{6}}=1$ ને મળે છે. રેખાના સમીકરણમાં $x=0$ મૂકતા,આપણને $y=-2\sqrt{6}$ મળે છે. તેથી $b^{2}=(-2\sqrt{6})^{2}=24$,એટલે કે $b=2\sqrt{6}$.
ઉત્કેન્દ્રતા $e$ માટેનું સૂત્ર $e^{2}=1-\frac{b^{2}}{a^{2}}$ છે.
કિંમતો મૂકતા,$e^{2}=1-\frac{24}{49} = \frac{25}{49}$.
તેથી,$e=\frac{5}{7}$.
371
DifficultMCQ
બિંદુ $(1, 3)$ માંથી ઉપવલય $2x^{2} + 3y^{2} = 5$ પર દોરેલા સ્પર્શકોની જોડી વચ્ચેનો લઘુકોણ કેટલો છે?
A
$\tan^{-1}\left(\frac{16}{7\sqrt{5}}\right)$
B
$\tan^{-1}\left(\frac{24}{7\sqrt{5}}\right)$
C
$\tan^{-1}\left(\frac{32}{7\sqrt{5}}\right)$
D
$\tan^{-1}\left(\frac{3+8\sqrt{5}}{35}\right)$

Solution

(B) ઉપવલયનું સમીકરણ $2x^{2} + 3y^{2} = 5$ છે,જેને $\frac{x^{2}}{5/2} + \frac{y^{2}}{5/3} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
અહીં $a^{2} = \frac{5}{2}$ અને $b^{2} = \frac{5}{3}$ છે.
સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = mx \pm \sqrt{\frac{5}{2}m^{2} + \frac{5}{3}}$ છે.
તે $(1, 3)$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી $3 - m = \pm \sqrt{\frac{5}{2}m^{2} + \frac{5}{3}}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $(3 - m)^{2} = \frac{5}{2}m^{2} + \frac{5}{3}$.
$9m^{2} + 36m - 44 = 0$.
ધારો કે $m_{1}$ અને $m_{2}$ એ સમીકરણના બીજ છે.
$m_{1} + m_{2} = -4$ અને $m_{1}m_{2} = -\frac{44}{9}$.
$\tan \theta = \left|\frac{m_{1} - m_{2}}{1 + m_{1}m_{2}}\right| = \frac{24}{7\sqrt{5}}$.
તેથી,$\theta = \tan^{-1}\left(\frac{24}{7\sqrt{5}}\right)$.
372
MediumMCQ
જો ઉપવલય $x^{2} + 4y^{2} + 2x + 8y - \lambda = 0$ ના નાભિલંબની લંબાઈ $4$ હોય અને $l$ તેની પ્રધાન અક્ષની લંબાઈ હોય,તો $\lambda + l$ ની કિંમત $......$ થાય.
A
$72$
B
$73$
C
$74$
D
$75$

Solution

(D) આપેલ સમીકરણ $x^{2} + 4y^{2} + 2x + 8y - \lambda = 0$ છે.
પૂર્ણવર્ગ બનાવતા,$(x + 1)^{2} + 4(y + 1)^{2} = \lambda + 5$ મળે.
પ્રમાણિત સ્વરૂપમાં ફેરવતા,$\frac{(x + 1)^{2}}{\lambda + 5} + \frac{(y + 1)^{2}}{(\lambda + 5)/4} = 1$ મળે.
અહીં $a^{2} = \lambda + 5$ અને $b^{2} = \frac{\lambda + 5}{4}$ છે.
નાભિલંબની લંબાઈ $\frac{2b^{2}}{a} = 4$ આપેલ છે.
કિંમતો મૂકતા,$\frac{2(\lambda + 5)/4}{\sqrt{\lambda + 5}} = 4 \implies \frac{\sqrt{\lambda + 5}}{2} = 4 \implies \sqrt{\lambda + 5} = 8$.
તેથી,$\lambda + 5 = 64 \implies \lambda = 59$.
પ્રધાન અક્ષની લંબાઈ $l = 2a = 2\sqrt{64} = 16$ છે.
આમ,$\lambda + l = 59 + 16 = 75$.
373
DifficultMCQ
ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^{2}}{2}+\frac{y^{2}}{4}=1$ પરના બિંદુઓ $P$ અને $Q$ આગળના સ્પર્શકો બિંદુ $R(\sqrt{2}, 2\sqrt{2}-2)$ માં મળે છે. જો $S$ એ ઉપવલયનું તેના ઋણ મુખ્ય અક્ષ પરનું નાભિ હોય,તો $SP^{2} + SQ^{2}$ ની કિંમત શોધો.
A
$13$
B
$14$
C
$12$
D
$15$

Solution

(A) આપેલ ઉપવલય $\frac{x^{2}}{2} + \frac{y^{2}}{4} = 1$ છે. અહીં $a^{2} = 2$ અને $b^{2} = 4$ છે. મુખ્ય અક્ષ $y$-અક્ષ પર છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{2}{4}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
નાભિઓ $(0, \pm \sqrt{2})$ છે. તેથી $S = (0, -\sqrt{2})$.
$R(\sqrt{2}, 2\sqrt{2}-2)$ માંથી દોરેલા સ્પર્શકોની સ્પર્શજીવા $\frac{x \sqrt{2}}{2} + \frac{y(2\sqrt{2}-2)}{4} = 1$ છે,જે $\frac{x}{\sqrt{2}} + \frac{y(\sqrt{2}-1)}{2} = 1$ માં પરિણમે છે.
ઉપવલય સાથે ઉકેલતા,$P$ અને $Q$ ના યામ $(1, \sqrt{2})$ અને $(\sqrt{2}, 0)$ મળે છે.
$SP^{2} = (1-0)^{2} + (\sqrt{2} + \sqrt{2})^{2} = 1 + 8 = 9$.
$SQ^{2} = (\sqrt{2}-0)^{2} + (0 + \sqrt{2})^{2} = 2 + 2 = 4$.
તેથી,$SP^{2} + SQ^{2} = 9 + 4 = 13$.
374
DifficultMCQ
ધારો કે $S=\left\{(x, y) \in N \times N : 9(x-3)^{2}+16(y-4)^{2} \leq 144\right\}$ અને $T=\left\{(x, y) \in R \times R :(x-7)^{2}+(y-4)^{2} \leq 36\right\}$ છે. તો $n(S \cap T)$ ની કિંમત $......$ છે.
A
$27$
B
$26$
C
$25$
D
$24$

Solution

(B) ગણ $S$ એ $x, y \in N$ (પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓ) માટે લંબવૃત્ત $\frac{(x-3)^2}{16} + \frac{(y-4)^2}{9} \leq 1$ ની અંદર અથવા તેના પરના બિંદુઓ દર્શાવે છે.
$x, y \geq 1$ હોવાથી,આપણે $x$ અને $y$ માટે પૂર્ણાંક કિંમતો ચકાસીએ છીએ:
$x=1$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$.
$x=2$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$.
$x=3$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7\}$.
$x=4$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$.
$x=5$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$.
હવે ચકાસો કે આમાંથી કયા બિંદુઓ $T: (x-7)^2 + (y-4)^2 \leq 36$ નું પાલન કરે છે.
$x=1$ માટે: $(1, 4)$ ($1$ બિંદુ).
$x=2$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$ ($6$ બિંદુઓ).
$x=3$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7\}$ ($7$ બિંદુઓ).
$x=4$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$ ($6$ બિંદુઓ).
$x=5$ માટે: $y \in \{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$ ($6$ બિંદુઓ).
કુલ બિંદુઓ $= 1 + 6 + 7 + 6 + 6 = 26$.
Solution diagram
375
DifficultMCQ
ધારો કે એક રેખા $L$ એ રેખાઓ $bx + 10y - 8 = 0$ અને $2x - 3y = 0$ ના છેદબિંદુમાંથી પસાર થાય છે,જ્યાં $b \in R - \{\frac{4}{3}\}$. જો રેખા $L$ બિંદુ $(1, 1)$ માંથી પણ પસાર થાય છે અને વર્તુળ $17(x^2 + y^2) = 16$ ને સ્પર્શે છે,તો ઉપવલય $\frac{x^2}{5} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ ની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{2}{\sqrt{5}}$
B
$\sqrt{\frac{3}{5}}$
C
$\frac{1}{\sqrt{5}}$
D
$\sqrt{\frac{2}{5}}$

Solution

(B) રેખાઓ $bx + 10y - 8 = 0$ અને $2x - 3y = 0$ ના છેદબિંદુમાંથી પસાર થતી રેખાઓનું સમીકરણ $(bx + 10y - 8) + \lambda(2x - 3y) = 0$ છે.
રેખા $(1, 1)$ માંથી પસાર થતી હોવાથી,$\lambda = b + 2$ મળે છે.
રેખાનું સમીકરણ $(3b + 4)x + (4 - 3b)y - 8 = 0$ મળે છે.
વર્તુળ $x^2 + y^2 = \frac{16}{17}$ માટે,ઉગમબિંદુથી લંબ અંતર $\frac{4}{\sqrt{17}}$ છે.
ગણતરી કરતા $b^2 = 2$ મળે છે.
ઉપવલય $\frac{x^2}{5} + \frac{y^2}{2} = 1$ માટે,ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{2}{5}} = \sqrt{\frac{3}{5}}$ થાય છે.
376
DifficultMCQ
ધારો કે $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ $(b < a)$ એ એક ઉપવલય છે જેની મુખ્ય અક્ષ $AB$ અને ગૌણ અક્ષ $CD$ છે. ધારો કે $F_1$ અને $F_2$ તેના બે નાભિઓ છે,જેમાં $A, F_1, F_2, B$ એ $AB$ રેખાખંડ પર તે ક્રમમાં છે. જો $\angle F_1CB = 90^{\circ}$ હોય,તો ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{\sqrt{3}-1}{2}$
B
$\frac{1}{\sqrt{3}}$
C
$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$
D
$\frac{1}{\sqrt{5}}$

Solution

(C) આપેલ ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ જ્યાં $b < a$. યામો $C = (0, b)$,$F_1 = (-ae, 0)$,અને $B = (a, 0)$ છે.
$\angle F_1CB = 90^{\circ}$ હોવાથી,$CF_1$ અને $CB$ ના ઢાળનો ગુણાકાર $-1$ થાય.
$CF_1$ નો ઢાળ = $\frac{0 - b}{-ae - 0} = \frac{b}{ae}$.
$CB$ નો ઢાળ = $\frac{0 - b}{a - 0} = \frac{-b}{a}$.
તેથી,$(\frac{b}{ae}) \times (\frac{-b}{a}) = -1$.
$\frac{b^2}{a^2e} = 1 \Rightarrow b^2 = a^2e$.
સંબંધ $b^2 = a^2(1 - e^2)$ નો ઉપયોગ કરતા,$a^2e = a^2(1 - e^2)$.
$e = 1 - e^2 \Rightarrow e^2 + e - 1 = 0$.
દ્વિઘાત સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને $e = \frac{-1 \pm \sqrt{5}}{2}$.
ઉત્કેન્દ્રતા $e > 0$ હોવાથી,$e = \frac{\sqrt{5} - 1}{2}$.
Solution diagram
377
AdvancedMCQ
$0 < \theta < \frac{\pi}{2}$ માટે,ઉપવલય $\frac{x^2}{9}+\frac{y^2}{4}=1$ પરના ચાર બિંદુઓ $(\pm 3 \cos \theta, \pm 2 \sin \theta)$ આગળ ચાર સ્પર્શકો દોરવામાં આવ્યા છે. જો $A(\theta)$ એ આ ચાર સ્પર્શકો દ્વારા બનતા ચતુષ્કોણનું ક્ષેત્રફળ દર્શાવતું હોય,તો $A(\theta)$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$21$
B
$24$
C
$27$
D
$30$

Solution

(B) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{9}+\frac{y^2}{4}=1$ છે.
બિંદુ $(3 \cos \theta, 2 \sin \theta)$ આગળ સ્પર્શકનું સમીકરણ $\frac{x}{3} \cos \theta + \frac{y}{2} \sin \theta = 1$ છે.
આ સ્પર્શકના અક્ષો પરના અંતઃખંડો $(3 \sec \theta, 0)$ અને $(0, 2 \operatorname{cosec} \theta)$ છે.
ચાર સ્પર્શકો $(\pm 3 \sec \theta, 0)$ અને $(0, \pm 2 \operatorname{cosec} \theta)$ શિરોબિંદુઓ ધરાવતો સમબાજુ ચતુષ્કોણ બનાવે છે.
આ ચતુષ્કોણનું ક્ષેત્રફળ $A(\theta) = 4 \times \left( \frac{1}{2} \times |3 \sec \theta| \times |2 \operatorname{cosec} \theta| \right)$ છે.
$A(\theta) = 12 \sec \theta \operatorname{cosec} \theta = \frac{12}{\sin \theta \cos \theta} = \frac{24}{2 \sin \theta \cos \theta} = \frac{24}{\sin 2 \theta}$.
$0 < \theta < \frac{\pi}{2}$ હોવાથી,$\sin 2 \theta$ નું મહત્તમ મૂલ્ય $1$ છે (જ્યારે $\theta = \frac{\pi}{4}$ હોય).
તેથી,$A(\theta)$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય $\frac{24}{1} = 24$ થાય.
Solution diagram
378
AdvancedMCQ
ધારો કે $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1, a>b$ એ $F_1$ અને $F_2$ નાભિ ધરાવતું ઉપવલય છે. ધારો કે $AO$ એ તેની અર્ધ-ગૌણ અક્ષ છે,જ્યાં $O$ એ ઉપવલયનું કેન્દ્ર છે. રેખાઓ $AF_1$ અને $AF_2$ ને લંબાવતા,તે ઉપવલયને અનુક્રમે $B$ અને $C$ બિંદુઓ પર ફરીથી છેદે છે. ધારો કે $\triangle ABC$ સમબાજુ ત્રિકોણ છે. તો,ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
B
$\frac{1}{\sqrt{3}}$
C
$\frac{1}{3}$
D
$\frac{1}{2}$

Solution

(D) આપેલ ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ છે,જ્યાં $a>b$.
$\triangle ABC$ સમબાજુ હોવાથી,$\angle BAC = 60^{\circ}$ થાય.
ઉપવલયની સંમિતિને કારણે,રેખા $AO$ (y-અક્ષ) એ $\angle BAC$ નો દ્વિભાજક છે,તેથી $\angle OAF_2 = 30^{\circ}$ થાય.
કાટકોણ $\triangle AOF_2$ માં,$\tan(30^{\circ}) = \frac{OF_2}{OA}$ મળે.
અહીં,$OF_2 = ae$ અને $OA = b$ છે.
તેથી,$\frac{1}{\sqrt{3}} = \frac{ae}{b}$,જેનો અર્થ છે કે $b = \sqrt{3}ae$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$b^2 = 3a^2e^2$.
સંબંધ $b^2 = a^2(1-e^2)$ નો ઉપયોગ કરતા,$a^2(1-e^2) = 3a^2e^2$ મળે.
$a^2$ વડે ભાગતા,$1-e^2 = 3e^2$ મળે,જેનું સાદું રૂપ $4e^2 = 1$ થાય.
આમ,$e^2 = \frac{1}{4}$,અને $e>0$ હોવાથી,$e = \frac{1}{2}$ મળે.
Solution diagram
379
AdvancedMCQ
એક લંબગોળ જેના ગૌણ અને મુખ્ય અક્ષો યામ અક્ષોને સમાંતર છે,તે $(0,0)$,$(1,0)$ અને $(0,2)$ માંથી પસાર થાય છે. તેનું એક નાભિ $Y$-અક્ષ પર આવેલું છે. લંબગોળની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\sqrt{3}-1$
B
$\sqrt{5}-2$
C
$\sqrt{2}-1$
D
$\frac{\sqrt{3}-1}{2}$

Solution

(C) ધારો કે લંબગોળનું સમીકરણ $\frac{(x-h)^2}{a^2} + \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1$ છે. બિંદુઓ $(0,0)$,$(1,0)$ અને $(0,2)$ મૂકતા,આપણને કેન્દ્ર $(\frac{1}{2}, 1)$ મળે છે. નાભિ $Y$-અક્ષ પર હોવાથી,$ae = \frac{1}{2}$ મળે. સમીકરણ ઉકેલતા $e^4 - 6e^2 + 1 = 0$ મળે છે,જેનો ઉકેલ $e = \sqrt{2}-1$ છે.
Solution diagram
380
AdvancedMCQ
એક દીવાલ જમીન સાથે $135^{\circ}$ ના ખૂણે નમેલી છે. $l$ લંબાઈની એક સીડી દીવાલ પર ટેકવેલી છે. જેમ સીડી નીચે સરકે છે,તેમ તેનું મધ્યબિંદુ એક ઉપવલય (ellipse) નો ચાપ બનાવે છે. તો,તે ઉપવલયનું ક્ષેત્રફળ કેટલું થાય?
Question diagram
A
$\frac{\pi l^2}{4}$
B
$\pi l^2$
C
$4 \pi l^2$
D
$2 \pi l^2$

Solution

(A) ધારો કે જમીન $x$-અક્ષ છે અને ખૂણાનું શિરોબિંદુ ઉગમબિંદુ $(0,0)$ છે. દીવાલ જમીન સાથે $135^{\circ}$ નો ખૂણો બનાવે છે,તેથી તેનું સમીકરણ $y = -x$ છે.
ધારો કે સીડીના અંત્યબિંદુઓ જમીન પર $P(x_1, 0)$ અને દીવાલ પર $Q(x_2, y_2)$ છે. $Q$ એ $y = -x$ પર હોવાથી,$Q$ એ $(x_2, -x_2)$ છે.
સીડીની લંબાઈ $l$ છે,તેથી $(x_1 - x_2)^2 + (0 - (-x_2))^2 = l^2$,જેનું સાદું રૂપ $(x_1 - x_2)^2 + x_2^2 = l^2$ થાય છે.
સીડીનું મધ્યબિંદુ $(h, k)$ એ $\left(\frac{x_1+x_2}{2}, \frac{0-x_2}{2}\right) = \left(\frac{x_1+x_2}{2}, -\frac{x_2}{2}\right)$ છે.
આથી,$x_2 = -2k$ અને $x_1+x_2 = 2h$,તેથી $x_1 = 2h + 2k$.
લંબાઈના સમીકરણમાં કિંમત મૂકતા: $(2h+2k - (-2k))^2 + (-2k)^2 = l^2$,એટલે કે $(2h+4k)^2 + 4k^2 = l^2$.
વિસ્તરણ કરતા $4h^2 + 16hk + 20k^2 = l^2$ મળે છે.
ઉપવલયનું ક્ષેત્રફળ $\frac{2\pi F}{\sqrt{4AC - B^2}}$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
અહીં $A=4, B=16, C=20, F=l^2$. છેદ $\sqrt{4(4)(20) - (16)^2} = 8$ થાય છે.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{2\pi l^2}{8} = \frac{\pi l^2}{4}$.
381
AdvancedMCQ
એક ઉપવલયમાં,તેના નાભિઓ અને તેના મુખ્ય અક્ષના અંત્યબિંદુઓ સમાન અંતરે આવેલા છે. જો તેના અર્ધ-ગૌણ અક્ષની લંબાઈ $2 \sqrt{2}$ હોય,તો તેના અર્ધ-મુખ્ય અક્ષની લંબાઈ શોધો.
A
$4$
B
$2 \sqrt{3}$
C
$\sqrt{10}$
D
$3$

Solution

(D) ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ છે,જ્યાં $a > b$.
મુખ્ય અક્ષના અંત્યબિંદુઓ $A'(-a, 0)$ અને $A(a, 0)$ છે.
નાભિઓ $S'(-ae, 0)$ અને $S(ae, 0)$ છે.
આપેલ છે કે નાભિઓ અને મુખ્ય અક્ષના અંત્યબિંદુઓ સમાન અંતરે છે,તેથી $A'S'$,$S'S$,અને $SA$ ની લંબાઈ સમાન છે.
$A'S' = S'S = SA = k$ (ધારો).
મુખ્ય અક્ષની કુલ લંબાઈ $A'A = 2a$ છે.
તેથી,$k + k + k = 2a \implies 3k = 2a \implies k = \frac{2a}{3}$.
નાભિઓ વચ્ચેનું અંતર $S'S = 2ae = k = \frac{2a}{3}$ છે.
તેથી,$e = \frac{1}{3}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $b^2 = a^2(1 - e^2)$.
અહીં $b = 2\sqrt{2}$ આપેલ છે,તેથી $b^2 = 8$.
$8 = a^2(1 - (\frac{1}{3})^2) = a^2(1 - \frac{1}{9}) = a^2(\frac{8}{9})$.
$8 = \frac{8a^2}{9} \implies a^2 = 9 \implies a = 3$.
અર્ધ-મુખ્ય અક્ષની લંબાઈ $3$ છે.
Solution diagram
382
AdvancedMCQ
અર્ધવર્તુળમાં અંતર્ગત એક ઉપવલય (ellipse) વર્તુળાકાર ચાપને બે ભિન્ન બિંદુઓ પર સ્પર્શે છે અને સીમાવર્તી વ્યાસને પણ સ્પર્શે છે. તેનો મુખ્ય અક્ષ સીમાવર્તી વ્યાસને સમાંતર છે. જ્યારે ઉપવલયનું ક્ષેત્રફળ મહત્તમ હોય,ત્યારે તેની ઉત્કેન્દ્રતા (eccentricity) કેટલી હશે?
A
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
B
$\frac{1}{2}$
C
$\frac{1}{\sqrt{3}}$
D
$\sqrt{\frac{2}{3}}$

Solution

(D) ધારો કે ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{a^2} + \frac{(y-b)^2}{b^2} = 1$ છે.
અર્ધવર્તુળનું સમીકરણ $x^2 + y^2 = r^2$ છે.
ઉપવલયના સમીકરણમાંથી $x^2 = a^2(1 - \frac{(y-b)^2}{b^2})$ ને વર્તુળના સમીકરણમાં મૂકતા:
$a^2(1 - \frac{(y-b)^2}{b^2}) + y^2 = r^2$
આ સમીકરણને ઉકેલતા અને સ્પર્શકની શરત $D=0$ લાગુ પાડતા,આપણને $b^2 = a^2(1 - \frac{a^2}{r^2})$ મળે છે.
ઉપવલયનું ક્ષેત્રફળ $A = \pi ab = \pi a^2 \sqrt{1 - \frac{a^2}{r^2}}$ છે.
ક્ષેત્રફળ મહત્તમ કરવા માટે,$\frac{dA}{da} = 0$ લેતા,$a^2 = \frac{2r^2}{3}$ મળે છે.
તેથી $b^2 = \frac{2r^2}{9}$ મળે છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 - \frac{2r^2/9}{2r^2/3}} = \sqrt{1 - \frac{1}{3}} = \sqrt{\frac{2}{3}}$.
Solution diagram
383
DifficultMCQ
શંકુ આકાર $e x^2 + \pi y^2 - 2 e^2 x - 2 \pi^2 y + e^3 + \pi^3 = \pi e$ ધ્યાનમાં લો.
ધારો કે $P$ એ શંકુ પરનું કોઈપણ બિંદુ છે અને $S_1, S_2$ એ શંકુના નાભિઓ છે,તો $(P S_1 + P S_2)$ નું મહત્તમ મૂલ્ય શું છે?
A
$\pi e$
B
$\sqrt{\pi e}$
C
$2 \sqrt{\pi}$
D
$2 \sqrt{e}$

Solution

(C) આપેલ સમીકરણ $e x^2 + \pi y^2 - 2 e^2 x - 2 \pi^2 y + e^3 + \pi^3 = \pi e$ છે.
પદોને ગોઠવતા,આપણને $e(x^2 - 2ex) + \pi(y^2 - 2\pi y) = \pi e - e^3 - \pi^3$ મળે છે.
પૂર્ણ વર્ગ બનાવતા,$e(x^2 - 2ex + e^2) + \pi(y^2 - 2\pi y + \pi^2) = \pi e - e^3 - \pi^3 + e^3 + \pi^3$ મળે છે.
આનું સાદું રૂપ $e(x - e)^2 + \pi(y - \pi)^2 = \pi e$ થાય છે.
$\pi e$ વડે ભાગતા,આપણને $\frac{(x - e)^2}{\pi} + \frac{(y - \pi)^2}{e} = 1$ મળે છે.
આ ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{(x - h)^2}{a^2} + \frac{(y - k)^2}{b^2} = 1$ છે,જ્યાં $a^2 = \pi$ અને $b^2 = e$ છે.
કારણ કે $\pi > e$,મુખ્ય અક્ષ $x$-દિશામાં છે,તેથી $a = \sqrt{\pi}$.
ઉપવલય પરના કોઈપણ બિંદુ $P$ માટે,નાભિઓથી અંતરનો સરવાળો $P S_1 + P S_2$ અચળ હોય છે અને તે મુખ્ય અક્ષની લંબાઈ $2a$ જેટલો હોય છે.
તેથી,$P S_1 + P S_2 = 2 \sqrt{\pi}$.
384
AdvancedMCQ
ધારો કે $(x, y)$ એ વક્ર $4x^2 + 9y^2 - 8x - 36y + 15 = 0$ પરનું એક ચલ બિંદુ છે. તો,$\min (x^2 - 2x + y^2 - 4y + 5) + \max (x^2 - 2x + y^2 - 4y + 5)$ ની કિંમત શોધો.
A
$\frac{325}{36}$
B
$\frac{36}{325}$
C
$\frac{13}{25}$
D
$\frac{25}{13}$

Solution

(A) આપેલ ઉપવલયનું સમીકરણ: $4x^2 + 9y^2 - 8x - 36y + 15 = 0$.
પૂર્ણવર્ગ બનાવતા: $4(x - 1)^2 + 9(y - 2)^2 = 25$.
$25$ વડે ભાગતા: $\frac{(x - 1)^2}{25/4} + \frac{(y - 2)^2}{25/9} = 1$.
ધારો કે $X = x - 1$ અને $Y = y - 2$. પદાવલિ $X^2 + Y^2$ બને છે.
આ કેન્દ્ર $(1, 2)$ થી ઉપવલય પરના કોઈપણ બિંદુ $(x, y)$ સુધીના અંતરનો વર્ગ છે.
અંતરનો વર્ગ $r^2 = X^2 + Y^2$ એ લઘુ અક્ષના વર્ગથી ગુરુ અક્ષના વર્ગ સુધીની કિંમત ધરાવે છે.
અહીં,$a^2 = \frac{25}{4}$ અને $b^2 = \frac{25}{9}$.
તેથી,$\min(X^2 + Y^2) = \frac{25}{9}$ અને $\max(X^2 + Y^2) = \frac{25}{4}$.
સરવાળો: $\frac{25}{9} + \frac{25}{4} = \frac{325}{36}$.
385
AdvancedMCQ
એક રેખા જેનો $y$-અંતઃખંડ $5$ છે અને જે ઉપવલય $9x^2 + 16y^2 = 144$ સાથે સામાન્ય બિંદુ ધરાવે છે,તેનો શક્ય સૌથી નાનો ધન ઢાળ કેટલો છે?
A
$\frac{3}{4}$
B
$1$
C
$\frac{4}{3}$
D
$\frac{9}{16}$

Solution

(B) ઉપવલયનું સમીકરણ $9x^2 + 16y^2 = 144$ છે,જેને $\frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{9} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
અહીં,$a^2 = 16$ અને $b^2 = 9$ છે.
$m$ ઢાળ અને $c$ $y$-અંતઃખંડ વાળી રેખાનું સમીકરણ $y = mx + c$ છે. આપેલ છે કે $c = 5$,તેથી રેખા $y = mx + 5$ છે.
આ રેખા ઉપવલય સાથે સામાન્ય બિંદુ ધરાવે તે માટે,તે છેદિકા અથવા સ્પર્શક હોવી જોઈએ. રેખા $y = mx + c$ એ ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ નો સ્પર્શક હોય તેની શરત $c^2 = a^2m^2 + b^2$ છે.
કિંમતો મૂકતા,$5^2 = 16m^2 + 9$ મળે છે.
$25 = 16m^2 + 9$ $\Rightarrow 16m^2 = 16$ $\Rightarrow m^2 = 1$.
આમ,$m = \pm 1$.
ધન ઢાળ $m = 1$ છે. $m > 1$ માટે રેખા ઉપવલયને બે બિંદુઓમાં છેદશે અને $m < 1$ માટે તે ઉપવલયને છેદશે નહીં. તેથી,રેખા ઉપવલય સાથે સામાન્ય બિંદુ ધરાવે તે માટેનો સૌથી નાનો ધન ઢાળ $1$ છે.
386
AdvancedMCQ
ધારો કે $P$ એ ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ પરનું કોઈ પણ બિંદુ છે,જ્યાં $a > b > 0$. ધારો કે $F_1$ અને $F_2$ એ ઉપવલયના નાભિઓ છે. જ્યારે $P$ ઉપવલય પર ગતિ કરે ત્યારે $\triangle P F_1 F_2$ ના મધ્યકેન્દ્રનો બિંદુપથ શું હશે?
A
વર્તુળ
B
પરવલય
C
ઉપવલય
D
અતિવલય

Solution

(C) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ છે.
ધારો કે ઉપવલય પરનું બિંદુ $P(a \cos \theta, b \sin \theta)$ છે.
ઉપવલયની નાભિઓ $F_1(ae, 0)$ અને $F_2(-ae, 0)$ છે.
$\triangle P F_1 F_2$ નું મધ્યકેન્દ્ર $(h, k)$ નીચે મુજબ મળે:
$h = \frac{a \cos \theta + ae - ae}{3} = \frac{a \cos \theta}{3}$
$k = \frac{b \sin \theta + 0 + 0}{3} = \frac{b \sin \theta}{3}$
તેથી,$\cos \theta = \frac{3h}{a}$ અને $\sin \theta = \frac{3k}{b}$.
નિત્યસમ $\cos^2 \theta + \sin^2 \theta = 1$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\left(\frac{3h}{a}\right)^2 + \left(\frac{3k}{b}\right)^2 = 1$
$\frac{9h^2}{a^2} + \frac{9k^2}{b^2} = 1$
$(h, k)$ ને $(x, y)$ વડે બદલતા,બિંદુપથ $\frac{x^2}{(a/3)^2} + \frac{y^2}{(b/3)^2} = 1$ મળે છે,જે એક ઉપવલય છે.
387
AdvancedMCQ
$(5, 15)$ અને $(21, 15)$ પર નાભિ ધરાવતા ઉપવલયનો વિચાર કરો. જો $X$-અક્ષ એ ઉપવલયનો સ્પર્શક હોય,તો તેની મુખ્ય અક્ષની લંબાઈ કેટલી થાય?
A
$17$
B
$34$
C
$13$
D
$\sqrt{416}$

Solution

(B) ઉપવલયની નાભિઓ $S'(5, 15)$ અને $S(21, 15)$ છે.
નાભિઓ વચ્ચેનું અંતર $2ae = \sqrt{(21-5)^2 + (15-15)^2} = 16$,તેથી $ae = 8$.
ઉપવલયનું કેન્દ્ર નાભિઓનું મધ્યબિંદુ છે: $(\frac{5+21}{2}, \frac{15+15}{2}) = (13, 15)$.
$X$-અક્ષ $(y=0)$ એ ઉપવલયનો સ્પર્શક છે. કેન્દ્ર $(13, 15)$ થી સ્પર્શક રેખા $y=0$ નું અંતર $15$ છે.
ઉપવલય માટે,કેન્દ્રથી સ્પર્શક રેખાનું અંતર $b = 15$ (અર્ધ-ગૌણ અક્ષ) છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $b^2 = a^2 - (ae)^2$.
કિંમતો $b = 15$ અને $ae = 8$ મૂકતા:
$15^2 = a^2 - 8^2$
$225 = a^2 - 64$
$a^2 = 289$
$a = 17$
મુખ્ય અક્ષની લંબાઈ $2a = 2 \times 17 = 34$ છે.
Solution diagram
388
AdvancedMCQ
ધારો કે $A_1, A_2, A_3$ એ $XY$-સમતલમાં નીચે મુજબ વ્યાખ્યાયિત પ્રદેશો છે:
$A_1 = \{(x, y) : x^2 + 2y^2 \leq 1\}$
$A_2 = \{(x, y) : |x|^3 + 2\sqrt{2}|y|^3 \leq 1\}$
$A_3 = \{(x, y) : \max(|x|, \sqrt{2}|y|) \leq 1\}$
તો,
A
$A_1 \supset A_2 \supset A_3$
B
$A_3 \supset A_1 \supset A_2$
C
$A_2 \supset A_3 \supset A_1$
D
$A_3 \supset A_2 \supset A_1$

Solution

(D) પ્રદેશો નીચે મુજબ વ્યાખ્યાયિત છે:
$A_1: x^2 + 2y^2 \leq 1$ (એક ઉપવલય)
$A_2: |x|^3 + 2\sqrt{2}|y|^3 \leq 1$
$A_3: \max(|x|, \sqrt{2}|y|) \leq 1$ (એક લંબચોરસ જેના શિરોબિંદુઓ $(\pm 1, \pm 1/\sqrt{2})$ છે)
ઘાતાંકોની સરખામણી કરતા,$0 < |x|, |y| < 1$ માટે,$|x|^3 < |x|^2$ અને $|y|^3 < |y|^2$ થાય છે.
આમ,પ્રદેશોનો સમાવેશ $A_1 \subset A_2 \subset A_3$ ક્રમમાં થાય છે,જેનો અર્થ છે કે $A_3 \supset A_2 \supset A_1$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $(d)$ છે.
Solution diagram
389
AdvancedMCQ
એક ઉપવલય $\frac{(x-x_0)^2}{a^2} + \frac{(y-y_0)^2}{b^2} = 1$ જ્યાં $a > b$ એ $x$ અને $y$ અક્ષોને સ્પર્શે છે અને પ્રથમ ચરણમાં આવેલું છે. ધારો કે $F_1$ અને $F_2$ એ ઉપવલયના બે નાભિઓ છે અને $O$ એ ઉગમબિંદુ છે જેથી $OF_1 < OF_2$. ધારો કે ત્રિકોણ $OF_1F_2$ એ સમદ્વિબાજુ ત્રિકોણ છે જેમાં $\angle OF_1F_2 = 120^{\circ}$ છે. તો ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{1}{2\sqrt{3}}$
B
$\frac{2}{3}$
C
$\frac{1}{2}$
D
$\frac{1}{\sqrt{2}}$

Solution

(C) ઉપવલય પ્રથમ ચરણમાં બંને અક્ષોને સ્પર્શતું હોવાથી,તેનું કેન્દ્ર $(a, b)$ છે. નાભિઓ $(a \pm ae, b)$ છે. આપેલ શરતો મુજબ,ત્રિકોણ $OF_1F_2$ સમદ્વિબાજુ છે અને $\angle OF_1F_2 = 120^{\circ}$ છે,જેનાથી ગણતરી કરતા ઉત્કેન્દ્રતા $e = \frac{1}{2}$ મળે છે.
390
DifficultMCQ
ધારો કે વક્ર $9x^2 + 16y^2 = 144$ ને સ્પર્શક યામ અક્ષોને બિંદુઓ $A$ અને $B$ માં છેદે છે. તો,રેખાખંડ $AB$ ની ન્યૂનતમ લંબાઈ $.........$ છે.
A
$5$
B
$6$
C
$7$
D
$8$

Solution

(C) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{9} = 1$ છે.
ઉપવલય પરનું કોઈપણ બિંદુ $P$ ને $(4 \cos \theta, 3 \sin \theta)$ તરીકે દર્શાવી શકાય છે.
$P$ આગળ સ્પર્શકનું સમીકરણ $\frac{x \cos \theta}{4} + \frac{y \sin \theta}{3} = 1$ છે.
$A$ (જ્યાં $y=0$) ના યામ $(4 \sec \theta, 0)$ અને $B$ (જ્યાં $x=0$) ના યામ $(0, 3 \operatorname{cosec} \theta)$ છે.
રેખાખંડ $AB$ ની લંબાઈ $L$ માટે $L^2 = 16 \sec^2 \theta + 9 \operatorname{cosec}^2 \theta$ થાય.
નિત્યસમ $\sec^2 \theta = 1 + \tan^2 \theta$ અને $\operatorname{cosec}^2 \theta = 1 + \cot^2 \theta$ નો ઉપયોગ કરતા,$L^2 = 16(1 + \tan^2 \theta) + 9(1 + \cot^2 \theta) = 25 + 16 \tan^2 \theta + 9 \cot^2 \theta$ મળે.
$AM$-$GM$ અસમતા મુજબ,$16 \tan^2 \theta + 9 \cot^2 \theta \geq 2 \sqrt{16 \tan^2 \theta \cdot 9 \cot^2 \theta} = 2 \cdot 4 \cdot 3 = 24$.
તેથી,$L^2 \geq 25 + 24 = 49$,જેનો અર્થ છે કે $L \geq 7$.
રેખાખંડ $AB$ ની ન્યૂનતમ લંબાઈ $7$ છે.
391
DifficultMCQ
જો ઉપવલય $\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{b^2} = 1$,જ્યાં $b < 2$,ના અભિલંબનું ઉગમબિંદુથી મહત્તમ અંતર $1$ હોય,તો ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા કેટલી થાય?
A
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
B
$\frac{\sqrt{3}}{2}$
C
$\frac{1}{2}$
D
$\frac{\sqrt{3}}{4}$

Solution

(B) ઉપવલય $\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ ના અભિલંબનું સમીકરણ $2x \sec \theta - by \operatorname{cosec} \theta = 4 - b^2$ છે.
ઉગમબિંદુ $(0,0)$ થી લંબ અંતર $d = \frac{|4 - b^2|}{\sqrt{4 \sec^2 \theta + b^2 \operatorname{cosec}^2 \theta}}$ છે.
$d$ ને મહત્તમ કરવા માટે,છેદને ન્યૂનતમ કરવો પડે.
$AM$-$GM$ અસમતાનો ઉપયોગ કરતા,ન્યૂનતમ કિંમત $(2 + b)^2$ મળે છે.
તેથી,$d_{max} = \frac{4 - b^2}{2 + b} = 2 - b$.
આપેલ છે કે $d_{max} = 1$,તેથી $2 - b = 1 \Rightarrow b = 1$.
ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 - \frac{1}{4}} = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
392
DifficultMCQ
રેખા $x = 8$ એ ઉપવલય $E: \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ ની નિયામિકા છે અને તેનું અનુરૂપ નાભિ $(2, 0)$ છે. જો પ્રથમ ચરણમાં બિંદુ $P$ આગળ ઉપવલયનો સ્પર્શક બિંદુ $(0, 4\sqrt{3})$ માંથી પસાર થાય છે અને $x$-અક્ષને $Q$ માં છેદે છે,તો $(3PQ)^2$ ની કિંમત $........$ છે.
A
$38$
B
$39$
C
$35$
D
$36$

Solution

(B) આપેલ નિયામિકા $x = \frac{a}{e} = 8$ અને નાભિ $(ae, 0) = (2, 0)$ છે.
આથી,$ae = 2$ અને $\frac{a}{e} = 8$.
ગુણાકાર કરતા $a^2 = 16$,તેથી $a = 4$. પછી $e = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}$.
$b^2 = a^2(1 - e^2) = 16(1 - \frac{1}{4}) = 16(\frac{3}{4}) = 12$,તેથી $b = 2\sqrt{3}$.
ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{16} + \frac{y^2}{12} = 1$ છે.
બિંદુ $P(4\cos\theta, 2\sqrt{3}\sin\theta)$ આગળ સ્પર્શકનું સમીકરણ $\frac{x\cos\theta}{4} + \frac{y\sin\theta}{2\sqrt{3}} = 1$ છે.
તે $(0, 4\sqrt{3})$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી $\frac{0}{4} + \frac{4\sqrt{3}\sin\theta}{2\sqrt{3}} = 1$,જે $2\sin\theta = 1$ આપે છે,એટલે કે $\sin\theta = \frac{1}{2}$.
આમ,$\theta = 30^\circ$. બિંદુ $P$ એ $(4\cos 30^\circ, 2\sqrt{3}\sin 30^\circ) = (2\sqrt{3}, \sqrt{3})$ છે.
સ્પર્શકનું સમીકરણ $\frac{x\sqrt{3}}{8} + \frac{y}{4\sqrt{3}} = 1$ છે.
$Q$ માટે,$y = 0$ લેતા: $\frac{x\sqrt{3}}{8} = 1 \Rightarrow x = \frac{8}{\sqrt{3}}$. તેથી $Q = (\frac{8}{\sqrt{3}}, 0)$.
$PQ^2 = (2\sqrt{3} - \frac{8}{\sqrt{3}})^2 + (\sqrt{3} - 0)^2 = (\frac{6-8}{\sqrt{3}})^2 + 3 = \frac{4}{3} + 3 = \frac{13}{3}$.
$(3PQ)^2 = 9 \times PQ^2 = 9 \times \frac{13}{3} = 39$.
393
MediumMCQ
$100$ વ્યક્તિઓના સમૂહમાં $75$ અંગ્રેજી બોલે છે અને $40$ હિન્દી બોલે છે. દરેક વ્યક્તિ બેમાંથી ઓછામાં ઓછી એક ભાષા બોલે છે. જો ફક્ત અંગ્રેજી બોલતી વ્યક્તિઓની સંખ્યા $\alpha$ હોય અને ફક્ત હિન્દી બોલતી વ્યક્તિઓની સંખ્યા $\beta$ હોય,તો ઉપવલય $25(\beta^2 x^2 + \alpha^2 y^2) = \alpha^2 \beta^2$ ની ઉત્કેન્દ્રતા $.......$ છે.
A
$\frac{3 \sqrt{15}}{12}$
B
$\frac{\sqrt{117}}{12}$
C
$\frac{\sqrt{119}}{12}$
D
$\frac{\sqrt{129}}{12}$

Solution

(C) ધારો કે $p$ એ બંને ભાષા બોલતી વ્યક્તિઓની સંખ્યા છે.
આપેલ છે:
$\alpha + p = 75$ (માત્ર અંગ્રેજી)
$\beta + p = 40$ (માત્ર હિન્દી)
$\alpha + \beta + p = 100$ (કુલ વ્યક્તિઓ)
પ્રથમ બે સમીકરણોનો સરવાળો કરતા: $\alpha + \beta + 2p = 115$.
ત્રીજું સમીકરણ બાદ કરતા: $p = 115 - 100 = 15$.
તેથી,$\alpha = 75 - 15 = 60$ અને $\beta = 40 - 15 = 25$.
ઉપવલયનું સમીકરણ $25(\beta^2 x^2 + \alpha^2 y^2) = \alpha^2 \beta^2$ છે.
$25 \alpha^2 \beta^2$ વડે ભાગતા: $\frac{x^2}{\alpha^2} + \frac{y^2}{\beta^2} = \frac{1}{25}$.
આ $\frac{x^2}{(\alpha/5)^2} + \frac{y^2}{(\beta/5)^2} = 1$ છે.
અહીં,$a = \frac{60}{5} = 12$ અને $b = \frac{25}{5} = 5$.
$a > b$ હોવાથી,ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 - \frac{25}{144}} = \sqrt{\frac{119}{144}} = \frac{\sqrt{119}}{12}$.
Solution diagram
394
DifficultMCQ
ધારો કે ઉપવલય $E : x^2 + 9y^2 = 9$ એ ધન $x$- અને $y$-અક્ષોને અનુક્રમે $A$ અને $B$ બિંદુઓમાં છેદે છે. ધારો કે $E$ ની મુખ્ય અક્ષ એ વર્તુળ $C$ નો વ્યાસ છે. ધારો કે $A$ અને $B$ માંથી પસાર થતી રેખા વર્તુળ $C$ ને $P$ બિંદુમાં મળે છે. જો ત્રિકોણ જેના શિરોબિંદુઓ $A, P$ અને ઉગમબિંદુ $O$ હોય તેનું ક્ષેત્રફળ $\frac{m}{n}$ હોય,જ્યાં $m$ અને $n$ પરસ્પર અવિભાજ્ય છે,તો $m - n$ ની કિંમત શોધો.
A
$18$
B
$16$
C
$17$
D
$15$

Solution

(C) ઉપવલય $E : \frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{1} = 1$ છે. ધન અક્ષો સાથેના છેદબિંદુઓ $A(3, 0)$ અને $B(0, 1)$ છે.
$E$ ની મુખ્ય અક્ષ $x$-અક્ષ પર છે જેની લંબાઈ $2a = 6$ છે. તેથી,મુખ્ય અક્ષને વ્યાસ તરીકે લેતા વર્તુળ $C$ નું કેન્દ્ર $(0, 0)$ અને ત્રિજ્યા $r = 3$ છે. વર્તુળ $C$ નું સમીકરણ $x^2 + y^2 = 9$ છે.
$A(3, 0)$ અને $B(0, 1)$ માંથી પસાર થતી રેખાનું સમીકરણ $\frac{x}{3} + \frac{y}{1} = 1$ એટલે કે $x + 3y = 3$ છે. વર્તુળના સમીકરણમાં $x = 3 - 3y$ મૂકતા:
$(3 - 3y)^2 + y^2 = 9$
$9 - 18y + 9y^2 + y^2 = 9$
$10y^2 - 18y = 0$
$2y(5y - 9) = 0$
તેથી,$y = 0$ (જે બિંદુ $A$ છે) અથવા $y = \frac{9}{5}$.
જો $y = \frac{9}{5}$ હોય,તો $x = 3 - 3(\frac{9}{5}) = 3 - \frac{27}{5} = -\frac{12}{5}$. આમ,$P = (-\frac{12}{5}, \frac{9}{5})$.
ત્રિકોણ $OAP$ નું ક્ષેત્રફળ જેના શિરોબિંદુઓ $O(0, 0)$,$A(3, 0)$,અને $P(-\frac{12}{5}, \frac{9}{5})$ છે,તે $\frac{1}{2} |x_O(y_A - y_P) + x_A(y_P - y_O) + x_P(y_O - y_A)| = \frac{1}{2} |0 + 3(\frac{9}{5} - 0) + (-\frac{12}{5})(0 - 0)| = \frac{1}{2} |\frac{27}{5}| = \frac{27}{10}$ થાય.
અહીં $m = 27$ અને $n = 10$ છે,જે પરસ્પર અવિભાજ્ય છે. તેથી,$m - n = 27 - 10 = 17$.
Solution diagram
395
AdvancedMCQ
ઉપવલયો $E_{k}: kx^{2} + k^{2}y^{2} = 1$ ધ્યાનમાં લો,જ્યાં $k = 1, 2, \ldots, 20$. ધારો કે $C_{k}$ એ વર્તુળ છે જે ઉપવલય $E_{k}$ ના અંતિમ બિંદુઓને (એક ગૌણ અક્ષ પર અને બીજું મુખ્ય અક્ષ પર) જોડતી ચાર જીવાઓને સ્પર્શે છે. જો $r_{k}$ એ વર્તુળ $C_{k}$ ની ત્રિજ્યા હોય,તો $\sum_{k=1}^{20} \frac{1}{r_{k}^{2}}$ નું મૂલ્ય $.......$ છે.
A
$3080$
B
$3210$
C
$3320$
D
$2870$

Solution

(A) ઉપવલયનું સમીકરણ $kx^{2} + k^{2}y^{2} = 1$ છે,જેને $\frac{x^{2}}{1/k} + \frac{y^{2}}{1/k^{2}} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
અક્ષો પરના અંતિમ બિંદુઓ $(\pm 1/\sqrt{k}, 0)$ અને $(0, \pm 1/k)$ છે.
પ્રથમ ચરણમાં $(1/\sqrt{k}, 0)$ અને $(0, 1/k)$ ને જોડતી જીવાનું સમીકરણ $\frac{x}{1/\sqrt{k}} + \frac{y}{1/k} = 1$ છે,જે $\sqrt{k}x + ky = 1$ માં સરળ બને છે.
વર્તુળ $C_{k}$ ની ત્રિજ્યા $r_{k}$ એ ઉગમબિંદુ $(0,0)$ થી આ રેખાનું લંબ અંતર છે:
$r_{k} = \frac{|0 + 0 - 1|}{\sqrt{(\sqrt{k})^{2} + k^{2}}} = \frac{1}{\sqrt{k + k^{2}}}$.
તેથી,$\frac{1}{r_{k}^{2}} = k + k^{2}$.
આપણે $\sum_{k=1}^{20} \frac{1}{r_{k}^{2}} = \sum_{k=1}^{20} (k + k^{2}) = \sum_{k=1}^{20} k + \sum_{k=1}^{20} k^{2}$ ની ગણતરી કરવાની છે.
$n=20$ માટે સરવાળાના સૂત્રો $\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}$ અને $\sum_{k=1}^{n} k^{2} = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\sum_{k=1}^{20} k = \frac{20 \times 21}{2} = 210$.
$\sum_{k=1}^{20} k^{2} = \frac{20 \times 21 \times 41}{6} = 10 \times 7 \times 41 = 2870$.
આમ,$\sum_{k=1}^{20} \frac{1}{r_{k}^{2}} = 210 + 2870 = 3080$.
Solution diagram
396
DifficultMCQ
જો કેન્દ્ર $(2,0)$ ધરાવતા અને ઉપવલય $x^2+4y^2=36$ માં અંતર્ગત સૌથી મોટા વર્તુળની ત્રિજ્યા $r$ હોય,તો $12r^2$ ની કિંમત શોધો.
A
$72$
B
$115$
C
$92$
D
$69$

Solution

(C) કેન્દ્ર $(2,0)$ અને ત્રિજ્યા $r$ ધરાવતા વર્તુળનું સમીકરણ $(x-2)^2 + y^2 = r^2$ છે.
ઉપવલયનું સમીકરણ $x^2 + 4y^2 = 36$ છે,જેનો અર્થ છે કે $y^2 = \frac{36-x^2}{4}$.
$y^2$ ની કિંમત વર્તુળના સમીકરણમાં મૂકતા:
$(x-2)^2 + \frac{36-x^2}{4} = r^2$
$4(x^2 - 4x + 4) + 36 - x^2 = 4r^2$
$4x^2 - 16x + 16 + 36 - x^2 = 4r^2$
$3x^2 - 16x + 52 - 4r^2 = 0$.
વર્તુળ અંતર્ગત હોવા માટે,સ્પર્શકતા માટે વિવેચક $D = 0$ હોવો જોઈએ:
$D = (-16)^2 - 4(3)(52 - 4r^2) = 0$
$256 - 12(52 - 4r^2) = 0$
$256 - 624 + 48r^2 = 0$
$48r^2 = 368$
$12r^2 = \frac{368}{4} = 92$.
397
DifficultMCQ
ધારો કે $P \left(\frac{2 \sqrt{3}}{\sqrt{7}}, \frac{6}{\sqrt{7}}\right), Q, R$ અને $S$ એ ઉપવલય $9x^2 + 4y^2 = 36$ પરના ચાર બિંદુઓ છે. ધારો કે $PQ$ અને $RS$ એ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતી પરસ્પર લંબ જીવાઓ છે. જો $\frac{1}{(PQ)^2} + \frac{1}{(RS)^2} = \frac{p}{q}$,જ્યાં $p$ અને $q$ પરસ્પર અવિભાજ્ય છે,તો $p+q$ ની કિંમત $.........$ થાય.
A
$143$
B
$137$
C
$157$
D
$147$

Solution

(C) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{9} = 1$ છે.
$PQ$ અને $RS$ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતી જીવાઓ હોવાથી,$O$ એ $PQ$ અને $RS$ નું મધ્યબિંદુ છે.
તેથી,$PQ = 2OP$ અને $RS = 2OR$.
$\frac{1}{(PQ)^2} + \frac{1}{(RS)^2} = \frac{1}{4(OP)^2} + \frac{1}{4(OR)^2} = \frac{1}{4} \left( \frac{1}{(OP)^2} + \frac{1}{(OR)^2} \right)$.
$P = (2 \cos \alpha, 3 \sin \alpha)$ અને $R = (2 \cos \theta, 3 \sin \theta)$ લો.
$OP \perp OR$ હોવાથી,તેમના ઢાળનો ગુણાકાર $-1$ થાય: $\left( \frac{3 \sin \alpha}{2 \cos \alpha} \right) \left( \frac{3 \sin \theta}{2 \cos \theta} \right) = -1$ $\Rightarrow \tan \alpha \tan \theta = -\frac{4}{9}$.
$P = \left( \frac{2 \sqrt{3}}{\sqrt{7}}, \frac{6}{\sqrt{7}} \right)$ આપેલ છે,તેથી $\tan \alpha = \frac{2}{\sqrt{3}}$.
તેથી $\tan \theta = -\frac{2 \sqrt{3}}{9}$.
$(OP)^2 = \frac{48}{7}$ અને $(OR)^2 = \frac{144}{31}$ મળે છે.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{1}{4} \left( \frac{7}{48} + \frac{31}{144} \right) = \frac{13}{144}$.
આમ $p=13, q=144$,તેથી $p+q = 157$.
398
DifficultMCQ
ધારો કે $(1,0)$ કેન્દ્ર અને $\frac{1}{2}$ લંબાઈની નાભિલંબ ધરાવતા ઉપવલયની મુખ્ય અક્ષ $x$-અક્ષ પર છે. જો તેની ગૌણ અક્ષ નાભિ આગળ $60^{\circ}$ નો ખૂણો આંતરે,તો તેની ગૌણ અક્ષ અને મુખ્ય અક્ષની લંબાઈના સરવાળાનો વર્ગ $...........$ થાય.
Question diagram
A
$9$
B
$8$
C
$7$
D
$6$

Solution

(A) ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{(x-1)^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ છે.
નાભિલંબની લંબાઈ $\frac{2b^2}{a} = \frac{1}{2}$ છે,જેનો અર્થ છે કે $4b^2 = a$ (સમીકરણ $1$).
ગૌણ અક્ષના અંત્યબિંદુઓ $(1, b)$ અને $(1, -b)$ છે,અને નાભિઓ $(1 \pm ae, 0)$ છે. ગૌણ અક્ષ દ્વારા નાભિ આગળ આંતરેલો ખૂણો $60^{\circ}$ છે.
નાભિ $(1+ae, 0)$ અને ગૌણ અક્ષના અંત્યબિંદુઓ $(1, b)$ અને $(1, -b)$ દ્વારા બનતા ત્રિકોણને ધ્યાનમાં લેતા,નાભિ આગળનો ખૂણો $60^{\circ}$ છે,તેથી અડધો ખૂણો $30^{\circ}$ થાય.
આમ,$\tan(30^{\circ}) = \frac{b}{ae} = \frac{1}{\sqrt{3}}$,જેનો અર્થ છે કે $ae = b\sqrt{3}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$a^2e^2 = 3b^2$. કારણ કે $a^2e^2 = a^2 - b^2$,તેથી $a^2 - b^2 = 3b^2$,એટલે કે $a^2 = 4b^2$ (સમીકરણ $2$).
સમીકરણ $1$ પરથી,$b^2 = \frac{a}{4}$. આને સમીકરણ $2$ માં મૂકતા,$a^2 = 4(\frac{a}{4}) = a$.
$a > 0$ હોવાથી,$a = 1$ મળે. તેથી $b^2 = \frac{1}{4}$,એટલે કે $b = \frac{1}{2}$.
મુખ્ય અક્ષની લંબાઈ $2a = 2(1) = 2$ છે,અને ગૌણ અક્ષની લંબાઈ $2b = 2(\frac{1}{2}) = 1$ છે.
લંબાઈના સરવાળાનો વર્ગ $(2a + 2b)^2 = (2 + 1)^2 = 3^2 = 9$ થાય.
399
DifficultMCQ
ઉપવલય $\frac{x^2}{25}+\frac{y^2}{16}=1$ ની જીવાની લંબાઈ,જેનું મધ્યબિંદુ $(1, \frac{2}{5})$ છે,તે કેટલી થાય?
A
$\frac{\sqrt{1691}}{5}$
B
$\frac{\sqrt{2009}}{5}$
C
$\frac{\sqrt{1741}}{5}$
D
$\frac{\sqrt{1541}}{5}$

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ માટે મધ્યબિંદુ $(x_1, y_1)$ વાળી જીવાનું સમીકરણ $T=S_1$ છે.
અહીં $a^2=25, b^2=16$ અને $(x_1, y_1) = (1, \frac{2}{5})$ છે.
$T=S_1$ નો ઉપયોગ કરતા,જીવાનું સમીકરણ $\frac{x}{25}+\frac{y}{40} = -\frac{19}{20}$ મળે છે.
આ સમીકરણ અને ઉપવલયના સમીકરણને ઉકેલતા,જીવાની લંબાઈ $\frac{\sqrt{1691}}{5}$ મળે છે.
400
DifficultMCQ
જો ઉપવલયની ગૌણ અક્ષની લંબાઈ તેના નાભિઓ વચ્ચેના અંતરના અડધા જેટલી હોય,તો ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા કેટલી થાય?
A
$\frac{\sqrt{5}}{3}$
B
$\frac{\sqrt{3}}{2}$
C
$\frac{1}{\sqrt{3}}$
D
$\frac{2}{\sqrt{5}}$

Solution

(D) ધારો કે ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ છે,જ્યાં $a > b$.
ગૌણ અક્ષની લંબાઈ $2b$ છે.
નાભિઓ વચ્ચેનું અંતર $2ae$ છે.
પ્રશ્ન મુજબ,$2b = \frac{1}{2} (2ae) = ae$.
તેથી,$\frac{b}{a} = \frac{e}{2}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે ઉપવલય માટે,$b^2 = a^2(1 - e^2)$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{b^2}{a^2} = 1 - e^2$.
$\frac{b}{a} = \frac{e}{2}$ મૂકતા,આપણને $(\frac{e}{2})^2 = 1 - e^2$ મળે છે.
$\frac{e^2}{4} = 1 - e^2$.
$e^2 + \frac{e^2}{4} = 1$.
$\frac{5e^2}{4} = 1$.
$e^2 = \frac{4}{5}$.
$e = \frac{2}{\sqrt{5}}$.

10-2. Parabola, Ellipse, Hyperbola — Ellipse · Frequently Asked Questions

1Are these 10-2. Parabola, Ellipse, Hyperbola questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a 10-2. Parabola, Ellipse, Hyperbola Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.