Gujarati

Mix Examples-Conic Sections Questions in Gujarati

Class 11 Mathematics · 10-2. Parabola, Ellipse, Hyperbola · Mix Examples-Conic Sections

190+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 48 of 190 questions in Gujarati

101
MediumMCQ
ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{7}=1$ અને અતિવલય $\frac{x^{2}}{144}-\frac{y^{2}}{\alpha}=\frac{1}{25}$ ના નાભિઓ એક જ છે. તો અતિવલયના નાભિલંબની લંબાઈ શોધો:
A
$\frac{32}{9}$
B
$\frac{18}{5}$
C
$\frac{27}{4}$
D
$\frac{27}{10}$

Solution

(D) ઉપવલય $\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{7}=1$ માટે,$a^2=16$ અને $b^2=7$ છે.
ઉત્કેન્દ્રિયતા $e_1 = \sqrt{1 - \frac{7}{16}} = \frac{3}{4}$.
નાભિઓ $(\pm 3, 0)$ છે.
અતિવલય $\frac{x^{2}}{144}-\frac{y^{2}}{\alpha}=\frac{1}{25}$ ને $\frac{x^{2}}{(12/5)^2} - \frac{y^{2}}{(\sqrt{\alpha}/5)^2} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
અહીં $a^2 = \frac{144}{25}$ અને $b^2 = \frac{\alpha}{25}$ છે.
ઉત્કેન્દ્રિયતા $e_2 = \frac{\sqrt{144+\alpha}}{12}$.
નાભિઓ $(\pm \frac{\sqrt{144+\alpha}}{5}, 0)$ છે.
નાભિઓ સમાન હોવાથી,$\frac{\sqrt{144+\alpha}}{5} = 3 \Rightarrow \alpha = 81$.
તેથી,$b^2 = \frac{81}{25}$.
નાભિલંબની લંબાઈ $= \frac{2b^2}{a} = \frac{2 \cdot (81/25)}{12/5} = \frac{27}{10}$.
102
AdvancedMCQ
વક્રો $C_{1}: \frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{9}=1$ અને $C_{2}: \frac{x^{2}}{42}-\frac{y^{2}}{143}=1$ નો સામાન્ય સ્પર્શક $T$ ચોથા ચરણમાંથી પસાર થતો નથી. જો $T$ એ $C_{1}$ ને $(x_{1}, y_{1})$ બિંદુએ અને $C_{2}$ ને $(x_{2}, y_{2})$ બિંદુએ સ્પર્શતો હોય,તો $|2x_{1} + x_{2}|$ ની કિંમત $......$ થાય.
A
$19$
B
$18$
C
$17$
D
$20$

Solution

(D) વક્ર $C_{1}: \frac{x^{2}}{4} + \frac{y^{2}}{9} = 1$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = mx \pm \sqrt{4m^{2} + 9}$ છે.
વક્ર $C_{2}: \frac{x^{2}}{42} - \frac{y^{2}}{143} = 1$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = mx \pm \sqrt{42m^{2} - 143}$ છે.
સામાન્ય સ્પર્શક માટે,$4m^{2} + 9 = 42m^{2} - 143$.
$38m^{2} = 152$ $\Rightarrow m^{2} = 4$ $\Rightarrow m = \pm 2$.
$m = 2$ માટે,અચળ પદ $c^{2} = 4(4) + 9 = 25$,તેથી $c = \pm 5$.
સ્પર્શક $T$ ચોથા ચરણમાંથી પસાર થતો નથી,તેથી આપણે $y = 2x + 5$ લઈએ છીએ.
$C_{1}$ પર સ્પર્શબિંદુ $(x_{1}, y_{1})$ એ $\frac{xx_{1}}{4} + \frac{yy_{1}}{9} = 1$ દ્વારા મળે છે. $2x - y = -5$ ને $\frac{x_{1}}{4}x + \frac{y_{1}}{9}y = 1$ સાથે સરખાવતા,આપણને $\frac{x_{1}/4}{2} = \frac{y_{1}/9}{-1} = \frac{1}{-5}$ મળે છે.
આમ,$x_{1} = -8/5$.
$C_{2}$ પર સ્પર્શબિંદુ $(x_{2}, y_{2})$ એ $\frac{xx_{2}}{42} - \frac{yy_{2}}{143} = 1$ દ્વારા મળે છે. $2x - y = -5$ ને $\frac{x_{2}}{42}x - \frac{y_{2}}{143}y = 1$ સાથે સરખાવતા,આપણને $\frac{x_{2}/42}{2} = \frac{-y_{2}/143}{-1} = \frac{1}{-5}$ મળે છે.
આમ,$x_{2} = -84/5$.
અંતે,$|2x_{1} + x_{2}| = |2(-8/5) - 84/5| = |-16/5 - 84/5| = |-100/5| = 20$.
103
DifficultMCQ
એક ઉપવલય $E: \frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ એ અતિવલય $H: \frac{x^{2}}{49}-\frac{y^{2}}{64}=-1$ ના શિરોબિંદુઓમાંથી પસાર થાય છે. ઉપવલય $E$ ની મુખ્ય અને ગૌણ અક્ષો અતિવલય $H$ ની અનુપ્રસ્થ અને સંયુગ્મી અક્ષો સાથે સંપાતી છે. જો $E$ અને $H$ ની ઉત્કેન્દ્રતાનો ગુણાકાર $\frac{1}{2}$ હોય,અને $l$ એ ઉપવલય $E$ ના નાભિલંબની લંબાઈ હોય,તો $113l$ ની કિંમત $....$ છે.
A
$1500$
B
$1552$
C
$1000$
D
$1553$

Solution

(B) અતિવલય $H$ એ $\frac{y^{2}}{64} - \frac{x^{2}}{49} = 1$ છે. તેના શિરોબિંદુઓ $(0, \pm 8)$ છે.
ઉપવલય $E: \frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ એ $(0, \pm 8)$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી $b^2 = 64$,એટલે કે $b = 8$.
અતિવલય $H$ ની ઉત્કેન્દ્રતા $e_H = \sqrt{1 + \frac{49}{64}} = \sqrt{\frac{113}{64}} = \frac{\sqrt{113}}{8}$ છે.
ઉપવલય $E$ ની ઉત્કેન્દ્રતા $e_E = \sqrt{1 - \frac{a^2}{b^2}} = \sqrt{1 - \frac{a^2}{64}}$ છે.
આપેલ છે કે $e_E \times e_H = \frac{1}{2}$,તેથી $\sqrt{1 - \frac{a^2}{64}} \times \frac{\sqrt{113}}{8} = \frac{1}{2}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $(1 - \frac{a^2}{64}) \times \frac{113}{64} = \frac{1}{4} \Rightarrow 1 - \frac{a^2}{64} = \frac{16}{113}$.
તેથી,$\frac{a^2}{64} = 1 - \frac{16}{113} = \frac{97}{113}$,એટલે કે $a^2 = \frac{64 \times 97}{113}$.
નાભિલંબની લંબાઈ $l = \frac{2a^2}{b} = \frac{2}{8} \times \frac{64 \times 97}{113} = \frac{1552}{113}$.
તેથી,$113l = 1552$.
104
AdvancedMCQ
ધારો કે અતિવલય $H : \frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ એ બિંદુ $(2\sqrt{2}, -2\sqrt{2})$ માંથી પસાર થાય છે. એક પરવલય દોરવામાં આવે છે જેનું નાભિ $H$ ના ધન અભિસિસાવાળા નાભિ જેવું જ છે અને પરવલયની નિયામિકા $H$ ના બીજા નાભિમાંથી પસાર થાય છે. જો પરવલયના નાભિલંબની લંબાઈ એ $H$ ના નાભિલંબની લંબાઈના $e$ ગણી હોય,જ્યાં $e$ એ $H$ ની ઉત્કેન્દ્રતા છે,તો નીચેનામાંથી કયું બિંદુ પરવલય પર આવેલું છે?
A
$(2\sqrt{3}, 3\sqrt{2})$
B
$(3\sqrt{3}, -6\sqrt{2})$
C
$(\sqrt{3}, -\sqrt{6})$
D
$(3\sqrt{6}, 6\sqrt{2})$

Solution

(B) અતિવલય $H: \frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ છે. નાભિઓ $S(ae, 0)$ અને $S'(-ae, 0)$ છે.
પરવલય માટે,નાભિ $(ae, 0)$ છે અને નિયામિકા $x = -ae$ છે.
નાભિ અને નિયામિકા વચ્ચેનું અંતર $2ae$ છે. પરવલય માટે આ અંતર $2p$ છે,તેથી $p = ae$.
પરવલયના નાભિલંબની લંબાઈ $4p = 4ae$ છે.
$H$ ના નાભિલંબની લંબાઈ $\frac{2b^{2}}{a}$ છે.
આપેલ છે કે $4ae = e \times \frac{2b^{2}}{a}$,તેથી $b^{2} = 2a^{2}$.
બિંદુ $(2\sqrt{2}, -2\sqrt{2})$ એ $H$ પર હોવાથી,$\frac{8}{a^{2}} - \frac{8}{b^{2}} = 1$. $b^{2} = 2a^{2}$ મૂકતા,$a^{2} = 4$ અને $b^{2} = 8$ મળે.
તેથી $e = \sqrt{3}$.
પરવલયનું સમીકરણ $y^{2} = 4(ae)x = 8\sqrt{3}x$ છે.
બિંદુ $(3\sqrt{3}, -6\sqrt{2})$ ચકાસતા,$y^{2} = 72$ અને $8\sqrt{3}x = 72$ મળે છે. તેથી આ બિંદુ પરવલય પર છે.
105
DifficultMCQ
અતિવલય $H : x^{2} - y^{2} = 1$ અને ઉપવલય $E : \frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ માટે જ્યાં $a > b > 0$,ધારો કે $(1)$ $E$ ની ઉત્કેન્દ્રતા એ $H$ ની ઉત્કેન્દ્રતાનો વ્યસ્ત છે,અને $(2)$ રેખા $y = \sqrt{\frac{5}{2}} x + K$ એ $E$ અને $H$ નો સામાન્ય સ્પર્શક છે. તો $4(a^{2} + b^{2})$ ની કિંમત શોધો:
A
$2$
B
$0$
C
$1$
D
$3$

Solution

(D) અતિવલય $H: x^{2} - y^{2} = 1$ માટે,$e_{H} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2}$.
આપેલ છે કે $e_{E} = \frac{1}{e_{H}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
$e_{E}^{2} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}$ હોવાથી,$\frac{1}{2} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}$ $\Rightarrow \frac{b^{2}}{a^{2}} = \frac{1}{2}$ $\Rightarrow a^{2} = 2b^{2}$.
રેખા $y = mx + K$ એ $H: x^{2} - y^{2} = 1$ નો સ્પર્શક છે જો $K^{2} = a_{H}^{2}m^{2} - b_{H}^{2} = 1(\frac{5}{2}) - 1 = \frac{3}{2}$.
રેખા $y = mx + K$ એ $E: \frac{x^{2}}{a^{2}} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ નો સ્પર્શક છે જો $K^{2} = a^{2}m^{2} + b^{2}$.
$K^{2} = \frac{3}{2} = a^{2}(\frac{5}{2}) + b^{2}$ ને સરખાવતા.
$a^{2} = 2b^{2}$ મૂકતા,$\frac{3}{2} = (2b^{2})(\frac{5}{2}) + b^{2} = 5b^{2} + b^{2} = 6b^{2}$.
આમ,$b^{2} = \frac{3}{12} = \frac{1}{4}$ અને $a^{2} = 2(\frac{1}{4}) = \frac{1}{2}$.
તેથી,$4(a^{2} + b^{2}) = 4(\frac{1}{2} + \frac{1}{4}) = 4(\frac{3}{4}) = 3$.
106
AdvancedMCQ
ધારો કે પરવલય $P: y^{2}=4x$ ની નાભિ જીવા રેખા $L: y=mx+c, m>0$ પર છે,જે પરવલયને $M$ અને $N$ બિંદુઓમાં મળે છે. ધારો કે રેખા $L$ એ અતિવલય $H: x^{2}-y^{2}=4$ નો સ્પર્શક છે. જો $O$ એ $P$ નું શિરોબિંદુ હોય અને $F$ એ ધન $x$-અક્ષ પર $H$ ની નાભિ હોય,તો ચતુષ્કોણ $OMFN$ નું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$2\sqrt{6}$
B
$2\sqrt{14}$
C
$4\sqrt{6}$
D
$4\sqrt{14}$

Solution

(B) પરવલય $P: y^{2}=4x$ છે,તેથી તેની નાભિ $(1, 0)$ છે. $L: y=mx+c$ નાભિ જીવા હોવાથી તે $(1, 0)$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી $0 = m(1) + c$,એટલે કે $c = -m$.
આમ,રેખા $y = m(x-1)$ છે.
અતિવલય $H: x^{2}-y^{2}=4$ છે,એટલે કે $\frac{x^{2}}{4} - \frac{y^{2}}{4} = 1$. અહીં $a^{2}=4, b^{2}=4$.
રેખા $y=mx+c$ અતિવલયનો સ્પર્શક હોય તેની શરત $c^{2} = a^{2}m^{2} - b^{2}$ છે.
$c = -m$ મૂકતા,$(-m)^{2} = 4m^{2} - 4$,તેથી $m^{2} = 4m^{2} - 4$,જેનો અર્થ છે $3m^{2} = 4$,અથવા $m = \frac{2}{\sqrt{3}}$ ($m>0$ હોવાથી).
તેથી $c = -\frac{2}{\sqrt{3}}$. રેખા $L$ એ $y = \frac{2}{\sqrt{3}}(x-1)$ છે.
છેદબિંદુઓ $M(x_{1}, y_{1})$ અને $N(x_{2}, y_{2})$ મેળવવા માટે $y = \frac{2}{\sqrt{3}}(x-1)$ ને $y^{2}=4x$ માં મૂકતા:
$\frac{4}{3}(x-1)^{2} = 4x \implies (x-1)^{2} = 3x \implies x^{2}-2x+1 = 3x \implies x^{2}-5x+1 = 0$.
બીજ $x_{1}, x_{2}$ છે,તેથી $x_{1}+x_{2}=5$ અને $x_{1}x_{2}=1$.
$y$-યામ $y_{i} = \frac{2}{\sqrt{3}}(x_{i}-1)$ છે.
ચતુષ્કોણ $OMFN$ નું ક્ષેત્રફળ એ $\triangle OMF$ અને $\triangle ONF$ ના ક્ષેત્રફળનો સરવાળો છે.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |x_{F} y_{1} - x_{F} y_{2}| = \frac{1}{2} |x_{F}| |y_{1}-y_{2}|$.
અહીં $x_{F} = 2\sqrt{2}$ ($H$ ની નાભિ $(ae, 0) = (2\sqrt{2}, 0)$ છે).
$|y_{1}-y_{2}| = \frac{2}{\sqrt{3}} |x_{1}-x_{2}| = \frac{2}{\sqrt{3}} \sqrt{(x_{1}+x_{2})^{2}-4x_{1}x_{2}} = \frac{2}{\sqrt{3}} \sqrt{25-4} = \frac{2\sqrt{21}}{\sqrt{3}} = 2\sqrt{7}$.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} (2\sqrt{2}) (2\sqrt{7}) = 2\sqrt{14}$.
Solution diagram
107
AdvancedMCQ
ધારો કે $x^2=4ky, k>0$ એ શિરોબિંદુ $O(0,0)$ ધરાવતું પરવલય છે. ધારો કે $BC$ તેની નાભિલંબ છે. $BC$ પર કેન્દ્ર $P$ ધરાવતું એક ઉપવલય પરવલયને $O$ આગળ સ્પર્શે છે,અને $BC$ ને $D$ અને $E$ બિંદુઓમાં એવી રીતે છેદે છે કે જેથી $BD=DE=EC$ ($B, D, E, C$ તે ક્રમમાં છે). ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
B
$\frac{1}{\sqrt{3}}$
C
$\frac{\sqrt{5}}{3}$
D
$\frac{\sqrt{3}}{2}$

Solution

(C) પરવલય $x^2=4ky$ છે. નાભિલંબ $BC$ એ રેખા $y=k$ છે. $B$ અને $C$ ના યામ $(-2k, k)$ અને $(2k, k)$ છે.
$BD=DE=EC$ અને $BC=4k$ હોવાથી,$DE = \frac{4k}{3}$ મળે.
ઉપવલયનું કેન્દ્ર $P$ એ $DE$ નું મધ્યબિંદુ $(0, k)$ છે.
ઉપવલય ઉગમબિંદુ $O(0,0)$ આગળ પરવલયને સ્પર્શે છે. ધારો કે ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{a^2} + \frac{(y-k)^2}{b^2} = 1$ છે.
તે $O(0,0)$ માંથી પસાર થતું હોવાથી,$\frac{0}{a^2} + \frac{(-k)^2}{b^2} = 1$,તેથી $b^2 = k^2$.
ઉપવલય $BC$ (રેખા $y=k$) ને $D$ અને $E$ માં છેદે છે. $y=k$ મુકતા,$\frac{x^2}{a^2} = 1$,તેથી $x = \pm a$.
આમ,$D = (-a, k)$ અને $E = (a, k)$. $DE = 2a = \frac{4k}{3}$ હોવાથી,$a = \frac{2k}{3}$.
અહીં $a < b$ હોવાથી,ઉત્કેન્દ્રતા $e^2 = 1 - \frac{a^2}{b^2} = 1 - \frac{4}{9} = \frac{5}{9}$.
તેથી,$e = \frac{\sqrt{5}}{3}$.
Solution diagram
108
AdvancedMCQ
એક ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1, a > b$ અને પરવલય $x^2 = 4(y + b)$ એવા છે કે ઉપવલયના બે નાભિઓ અને પરવલયના નાભિલંબના અંત્યબિંદુઓ એક ચોરસના શિરોબિંદુઓ છે. ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો.
A
$\frac{1}{\sqrt{13}}$
B
$\frac{2}{\sqrt{13}}$
C
$\frac{1}{\sqrt{11}}$
D
$\frac{2}{\sqrt{11}}$

Solution

(B) ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ ની નાભિઓ $F_1 = (ae, 0)$ અને $F_2 = (-ae, 0)$ છે.
પરવલય $x^2 = 4(y + b)$ છે. નાભિલંબના અંત્યબિંદુઓ $(\pm 2, 1-b)$ છે.
ચોરસ માટે,$2ae = 4 \Rightarrow ae = 2$ અને $|1-b| = 4$.
$b=3$ લેતા,$a^2 e^2 = a^2 - b^2$ $\Rightarrow 4 = a^2 - 9$ $\Rightarrow a^2 = 13$.
તેથી,$e = \sqrt{1 - \frac{9}{13}} = \frac{2}{\sqrt{13}}$.
109
AdvancedMCQ
ધારો કે $a, b$ એ એવી વાસ્તવિક સંખ્યાઓ છે કે જેથી $ab \neq 0$ થાય. નીચેનામાંથી કઈ આકૃતિ વક્ર $(y-ax-b)(bx^2+ay^2-ab)=0$ ને દર્શાવે છે?
Question diagram
A
આકૃતિ $1$
B
આકૃતિ $2$
C
આકૃતિ $3$
D
આકૃતિ $4$

Solution

(B) આપેલ સમીકરણ $(y-ax-b)(bx^2+ay^2-ab)=0$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે કાં તો $y-ax-b=0$ અથવા $bx^2+ay^2-ab=0$.
$1$. $y=ax+b$ એ $a$ ઢાળ અને $b$ $y$-અંતઃખંડ ધરાવતી સીધી રેખા દર્શાવે છે.
$2$. $bx^2+ay^2=ab$ ને $\frac{x^2}{a} + \frac{y^2}{b} = 1$ તરીકે લખી શકાય છે (ધારી લઈએ કે $a, b \neq 0$).
જો $a > 0$ અને $b < 0$ હોય,તો સમીકરણ $\frac{x^2}{a} - \frac{y^2}{|b|} = 1$ બને છે,જે આડા અક્ષ પર ખુલતું અતિવલય (hyperbola) દર્શાવે છે.
જો $a < 0$ અને $b > 0$ હોય,તો સમીકરણ $-\frac{x^2}{|a|} + \frac{y^2}{b} = 1$ બને છે,જે ઊભા અક્ષ પર ખુલતું અતિવલય દર્શાવે છે.
આપેલ આકૃતિઓ જોતા,આકૃતિ $2$ એ રેખા સાથે આડા અક્ષ પર ખુલતું અતિવલય દર્શાવે છે,જે $a > 0$ અને $b < 0$ વાળા કિસ્સાને અનુરૂપ છે. તેથી,આકૃતિ $2$ સાચી રજૂઆત છે.
110
DifficultMCQ
ધારો કે વક્ર $y^2 = 24x$ નો સ્પર્શક વક્ર $xy = 2$ ને બિંદુઓ $A$ અને $B$ માં મળે છે. તો આવા રેખાખંડો $AB$ ના મધ્યબિંદુઓ જે પરવલય પર આવેલા છે તેની
A
નિયામિકા $4x = 3$ છે
B
નિયામિકા $4x = -3$ છે
C
નાભિલંબની લંબાઈ $\frac{3}{2}$ છે
D
નાભિલંબની લંબાઈ $2$ છે

Solution

(A) પરવલયનું સમીકરણ $y^2 = 24x$ છે,તેથી $4a = 24$,જે $a = 6$ આપે છે.
આ પરવલયનો કોઈપણ સ્પર્શક $y = mx + \frac{6}{m}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ધારો કે જીવા $AB$ નું મધ્યબિંદુ $(h, k)$ છે.
અતિવલય $xy = 2$ માટે મધ્યબિંદુ $(h, k)$ વાળી જીવાનું સમીકરણ $T = S_1$ છે,એટલે કે $xh + yk = 2hk$.
રેખા $AB$ ના બંને સમીકરણોની સરખામણી કરતા,આપણને બિંદુઓનો બિંદુપથ $x^2 = -3y$ મળે છે.
આપેલ વિકલ્પો મુજબ,સાચો વિકલ્પ $4x = 3$ છે.
111
DifficultMCQ
જો પરવલય $y^2=3x$ પરના બિંદુ $P$ આગળનો સ્પર્શક રેખા $x+2y=1$ ને સમાંતર હોય અને ઉપવલય $\frac{x^2}{4}+\frac{y^2}{1}=1$ પરના બિંદુઓ $Q$ અને $R$ આગળના સ્પર્શકો રેખા $x-y=2$ ને લંબ હોય,તો ત્રિકોણ $PQR$ નું ક્ષેત્રફળ શોધો:
A
$\frac{9}{\sqrt{5}}$
B
$5\sqrt{3}$
C
$\frac{3}{2}\sqrt{5}$
D
$3\sqrt{5}$

Solution

(D) પરવલય $y^2=3x$ માટે,$P(x_1, y_1)$ આગળ સ્પર્શકનો ઢાળ $2y \frac{dy}{dx} = 3$ દ્વારા મળે છે,તેથી $\frac{dy}{dx} = \frac{3}{2y}$.
સ્પર્શક રેખા $x+2y=1$ (ઢાળ $= -1/2$) ને સમાંતર હોવાથી,$\frac{3}{2y_1} = -1/2$,જે $y_1 = -3$ આપે છે. $y^2=3x$ માં કિંમત મૂકતા,$x_1 = 3$ મળે. આમ,$P = (3, -3)$.
ઉપવલય $\frac{x^2}{4} + y^2 = 1$ માટે,$(x, y)$ આગળ સ્પર્શકનો ઢાળ $\frac{dy}{dx} = -\frac{x}{4y}$ છે.
$Q$ અને $R$ આગળના સ્પર્શકો રેખા $x-y=2$ (ઢાળ $= 1$) ને લંબ છે,તેથી તેમનો ઢાળ $-1$ છે. આમ,$-\frac{x}{4y} = -1$,જે $x = 4y$ સૂચવે છે.
$x=4y$ ને ઉપવલયના સમીકરણમાં મૂકતા: $\frac{(4y)^2}{4} + y^2 = 1 \Rightarrow 4y^2 + y^2 = 1 \Rightarrow 5y^2 = 1 \Rightarrow y = \pm \frac{1}{\sqrt{5}}$.
તેથી $x = \pm \frac{4}{\sqrt{5}}$. આમ $Q = (\frac{4}{\sqrt{5}}, \frac{1}{\sqrt{5}})$ અને $R = (-\frac{4}{\sqrt{5}}, -\frac{1}{\sqrt{5}})$.
$\triangle PQR$ નું ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |x_P(y_Q - y_R) + x_Q(y_R - y_P) + x_R(y_P - y_Q)|$.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |3(\frac{1}{\sqrt{5}} - (-\frac{1}{\sqrt{5}})) + \frac{4}{\sqrt{5}}(-\frac{1}{\sqrt{5}} - (-3)) + (-\frac{4}{\sqrt{5}})(-3 - \frac{1}{\sqrt{5}})| = 3\sqrt{5}$.
112
DifficultMCQ
ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ ની ઉત્કેન્દ્રતા એ અતિવલય $2x^2 - 2y^2 = 1$ ની ઉત્કેન્દ્રતાનો વ્યસ્ત છે. જો ઉપવલય અને અતિવલય એકબીજાને કાટખૂણે છેદે,તો ઉપવલયના નાભિલંબની લંબાઈનો વર્ગ $................$ છે.
A
$4$
B
$6$
C
$2$
D
$8$

Solution

(C) અતિવલય $2x^2 - 2y^2 = 1$ માટે,તેને $\frac{x^2}{1/2} - \frac{y^2}{1/2} = 1$ તરીકે લખી શકાય. અહીં $a^2 = 1/2$ અને $b^2 = 1/2$ છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e_H = \sqrt{1 + \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2}$.
ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા $e_E$ એ $e_H$ નો વ્યસ્ત છે,તેથી $e_E = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
ઉપવલય અને અતિવલય લંબકોણીય રીતે છેદતા હોવાથી,તેઓ સહનાભિ (confocal) છે.
અતિવલયની નાભિઓ $(\pm ae, 0) = (\pm 1, 0)$ છે.
ઉપવલય માટે,$ae_E = 1$. $e_E = \frac{1}{\sqrt{2}}$ હોવાથી,$a \times \frac{1}{\sqrt{2}} = 1$,તેથી $a = \sqrt{2}$.
$e_E^2 = 1 - \frac{b^2}{a^2}$ નો ઉપયોગ કરતા,$\frac{1}{2} = 1 - \frac{b^2}{2}$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{b^2}{2} = \frac{1}{2}$,તેથી $b^2 = 1$.
નાભિલંબની લંબાઈ $L = \frac{2b^2}{a} = \frac{2(1)}{\sqrt{2}} = \sqrt{2}$.
નાભિલંબની લંબાઈનો વર્ગ $(\sqrt{2})^2 = 2$ થાય.
113
DifficultMCQ
ધારો કે પરવલય $y^2=12x$ ના બિંદુ $(3, \alpha)$ આગળનો સ્પર્શક રેખા $2x+2y=3$ ને લંબ છે. તો બિંદુ $(6, -4)$ નું અતિવલય $\alpha^2x^2-9y^2=9\alpha^2$ ના બિંદુ $(\alpha-1, \alpha+2)$ આગળના અભિલંબથી અંતરનો વર્ગ $........$ છે.
A
$116$
B
$115$
C
$114$
D
$113$

Solution

(A) બિંદુ $P(3, \alpha)$ એ પરવલય $y^2=12x$ પર હોવાથી,$\alpha^2 = 12(3) = 36$,તેથી $\alpha = \pm 6$.
સ્પર્શકનો ઢાળ $\frac{dy}{dx} = \frac{6}{y}$ છે. $(3, \alpha)$ આગળ ઢાળ $m_1 = \frac{6}{\alpha}$ છે.
રેખા $2x+2y=3$ નો ઢાળ $m_2 = -1$ છે. સ્પર્શક લંબ હોવાથી $m_1 \times m_2 = -1$,તેથી $\alpha = 6$.
અતિવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{9} - \frac{y^2}{36} = 1$ થાય.
બિંદુ $Q$ એ $(5, 8)$ છે.
અભિલંબનું સમીકરણ $\frac{9x}{5} + \frac{36y}{8} = 45$ એટલે કે $2x + 5y - 50 = 0$ મળે.
બિંદુ $(6, -4)$ થી રેખાનું અંતર $d = \frac{|2(6) + 5(-4) - 50|}{\sqrt{29}} = \frac{58}{\sqrt{29}}$ છે.
અંતરનો વર્ગ $d^2 = \frac{3364}{29} = 116$ થાય.
114
DifficultMCQ
ધારો કે $e_1$ એ અતિવલય $\frac{x^2}{16}-\frac{y^2}{9}=1$ ની ઉત્કેન્દ્રતા છે અને $e_2$ એ ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1, a>b$ ની ઉત્કેન્દ્રતા છે,જે અતિવલયના નાભિઓમાંથી પસાર થાય છે. જો $e_1 e_2=1$ હોય,તો $x$-અક્ષને સમાંતર અને $(0,2)$ માંથી પસાર થતી ઉપવલયની જીવાની લંબાઈ શોધો:
A
$4 \sqrt{5}$
B
$\frac{8 \sqrt{5}}{3}$
C
$\frac{10 \sqrt{5}}{3}$
D
$3 \sqrt{5}$

Solution

(C) અતિવલય $\frac{x^2}{16}-\frac{y^2}{9}=1$ માટે,$a^2=16$ અને $b^2=9$ છે. ઉત્કેન્દ્રતા $e_1 = \sqrt{1+\frac{9}{16}} = \frac{5}{4}$ છે.
$e_1 e_2 = 1$ હોવાથી,$e_2 = \frac{4}{5}$ મળે.
અતિવલયની નાભિઓ $(\pm 5, 0)$ છે.
ઉપવલય $(\pm 5, 0)$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી $a=5$ મળે.
ઉપવલય માટે,$e_2^2 = 1 - \frac{b^2}{a^2}$ $\Rightarrow \frac{16}{25} = 1 - \frac{b^2}{25}$ $\Rightarrow b^2 = 9$ મળે.
ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{25}+\frac{y^2}{9}=1$ છે.
$y=2$ મુકતા,$\frac{x^2}{25} + \frac{4}{9} = 1$ $\Rightarrow x^2 = \frac{125}{9}$ $\Rightarrow x = \pm \frac{5 \sqrt{5}}{3}$ મળે.
જીવાની લંબાઈ $\frac{5 \sqrt{5}}{3} - (-\frac{5 \sqrt{5}}{3}) = \frac{10 \sqrt{5}}{3}$ થાય.
Solution diagram
115
DifficultMCQ
જો બે ભિન્ન શંકુઓ $x^2+y^2=4b$ અને $\frac{x^2}{16}+\frac{y^2}{b^2}=1$ ના છેદબિંદુઓ વક્ર $y^2=3x^2$ પર આવેલા હોય,તો છેદબિંદુઓ દ્વારા બનતા લંબચોરસના ક્ષેત્રફળના $3\sqrt{3}$ ગણા કેટલા થાય............................
A
$432$
B
$456$
C
$123$
D
$789$

Solution

(A) $y^2=3x^2$ ને બંને શંકુના સમીકરણોમાં મૂકતા.
પ્રથમ શંકુ માટે: $x^2+3x^2=4b$ $\Rightarrow 4x^2=4b$ $\Rightarrow x^2=b$.
બીજા શંકુ માટે: $\frac{x^2}{16}+\frac{3x^2}{b^2}=1 \Rightarrow \frac{b}{16}+\frac{3}{b}=1$.
$16b$ વડે ગુણતા,$b^2+48=16b \Rightarrow b^2-16b+48=0$.
અવયવ પાડતા $(b-12)(b-4)=0$,તેથી $b=12$ અથવા $b=4$.
જો $b=4$ હોય,તો શંકુઓ $x^2+y^2=16$ અને $\frac{x^2}{16}+\frac{y^2}{16}=1$ થાય,જે એકબીજા પર સંપાતી છે. તેથી,$b=12$.
$b=12$ માટે,$x^2=12 \Rightarrow x = \pm 2\sqrt{3}$ અને $y^2=3(12)=36 \Rightarrow y = \pm 6$.
છેદબિંદુઓ $(\pm 2\sqrt{3}, \pm 6)$ છે.
લંબચોરસના શિરોબિંદુઓ $(\pm 2\sqrt{3}, \pm 6)$ છે,તેથી તેની પહોળાઈ $4\sqrt{3}$ અને ઊંચાઈ $12$ છે.
ક્ષેત્રફળ $= (4\sqrt{3}) \times 12 = 48\sqrt{3}$.
માંગેલ કિંમત $3\sqrt{3} \times (48\sqrt{3}) = 3 \times 48 \times 3 = 432$ છે.
116
MediumMCQ
$0 < \theta < \pi / 2$ માટે,જો અતિવલય $x^2 - y^2 \operatorname{cosec}^2 \theta = 5$ ની ઉત્કેન્દ્રતા એ ઉપવલય $x^2 \operatorname{cosec}^2 \theta + y^2 = 5$ ની ઉત્કેન્દ્રતા કરતાં $\sqrt{7}$ ગણી હોય,તો $\theta$ નું મૂલ્ય શોધો:
A
$\frac{\pi}{6}$
B
$\frac{5 \pi}{12}$
C
$\frac{\pi}{3}$
D
$\frac{\pi}{4}$

Solution

(C) અતિવલય $x^2 - y^2 \operatorname{cosec}^2 \theta = 5$ ને $\frac{x^2}{5} - \frac{y^2}{5 \sin^2 \theta} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
તેની ઉત્કેન્દ્રતા $e_h = \sqrt{1 + \sin^2 \theta}$ છે.
ઉપવલય $x^2 \operatorname{cosec}^2 \theta + y^2 = 5$ ને $\frac{x^2}{5 \sin^2 \theta} + \frac{y^2}{5} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
તેની ઉત્કેન્દ્રતા $e_c = \sqrt{1 - \sin^2 \theta} = \cos \theta$ છે.
આપેલ છે કે $e_h = \sqrt{7} e_c$,તેથી:
$\sqrt{1 + \sin^2 \theta} = \sqrt{7} \cos \theta$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા:
$1 + \sin^2 \theta = 7 \cos^2 \theta = 7(1 - \sin^2 \theta)$.
$8 \sin^2 \theta = 6 \Rightarrow \sin^2 \theta = \frac{3}{4}$.
$0 < \theta < \pi / 2$ હોવાથી,$\sin \theta = \frac{\sqrt{3}}{2}$,એટલે કે $\theta = \frac{\pi}{3}$.
117
MediumMCQ
ધારો કે $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1, a > b$ એક ઉપવલય છે,જેની ઉત્કેન્દ્રતા $\frac{1}{\sqrt{2}}$ છે અને નાભિલંબની લંબાઈ $\sqrt{14}$ છે. તો $\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$ ની ઉત્કેન્દ્રતાનો વર્ગ કેટલો થાય?
A
$3$
B
$7/2$
C
$3/2$
D
$5/2$

Solution

(C) ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ માટે,ઉત્કેન્દ્રતા $e$ એ $e^2 = 1 - \frac{b^2}{a^2}$ દ્વારા મળે છે.
આપેલ છે કે $e = \frac{1}{\sqrt{2}}$,તેથી $e^2 = \frac{1}{2}$.
આમ,$1 - \frac{b^2}{a^2} = \frac{1}{2} \Rightarrow \frac{b^2}{a^2} = \frac{1}{2}$.
નાભિલંબની લંબાઈ $\frac{2b^2}{a} = \sqrt{14}$ છે.
$\frac{b^2}{a^2} = \frac{1}{2}$ પરથી,$b^2 = \frac{a^2}{2}$ મળે.
આ કિંમત નાભિલંબના સૂત્રમાં મૂકતા: $\frac{2(a^2/2)}{a} = \sqrt{14} \Rightarrow a = \sqrt{14}$.
તેથી $b^2 = \frac{14}{2} = 7$.
અતિવલય $\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$ માટે,ઉત્કેન્દ્રતા $e_H$ એ $e_H^2 = 1 + \frac{b^2}{a^2}$ દ્વારા મળે છે.
$\frac{b^2}{a^2} = \frac{1}{2}$ મૂકતા,$e_H^2 = 1 + \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$ મળે.
118
AdvancedMCQ
વર્તુળ $x^2+y^2=9$ અને પરવલય $y^2=8x$ ધ્યાનમાં લો. તેઓ અનુક્રમે પ્રથમ અને ચોથા ચરણમાં $P$ અને $Q$ માં છેદે છે. $P$ અને $Q$ આગળ વર્તુળના સ્પર્શકો $x$-અક્ષને $R$ માં છેદે છે અને $P$ અને $Q$ આગળ પરવલયના સ્પર્શકો $x$-અક્ષને $S$ માં છેદે છે.
$1.$ ત્રિકોણ $PQS$ અને $PQR$ ના ક્ષેત્રફળનો ગુણોત્તર છે
$(A)$ $1:\sqrt{2}$ $(B)$ $1:2$ $(C)$ $1:4$ $(D)$ $1:8$
$2.$ ત્રિકોણ $PRS$ ના પરિવર્તુળની ત્રિજ્યા છે
$(A)$ $5$ $(B)$ $3\sqrt{3}$ $(C)$ $3\sqrt{2}$ $(D)$ $2\sqrt{3}$
$3.$ ત્રિકોણ $PQR$ ના અંતઃવર્તુળની ત્રિજ્યા છે
$(A)$ $4$ $(B)$ $3$ $(C)$ $8/3$ $(D)$ $2$
પ્રશ્ન $1, 2$ અને $3$ ના જવાબ આપો.
A
$C, A, D$
B
$C, B, D$
C
$D, B, A$
D
$D, A, B$

Solution

(C, B, D) $1.$ $x^2+y^2=9$ અને $y^2=8x$ ઉકેલતા,આપણને $x=1$ મળે છે,તેથી $y=\pm 2\sqrt{2}$. બિંદુઓ $P(1, 2\sqrt{2})$ અને $Q(1, -2\sqrt{2})$ છે.
$P$ આગળ વર્તુળનો સ્પર્શક $x+2\sqrt{2}y=9$ છે,જે $x$-અક્ષને $R(9, 0)$ માં છેદે છે.
$P$ આગળ પરવલયનો સ્પર્શક $2\sqrt{2}y=4(x+1)$ છે,જે $x$-અક્ષને $S(-1, 0)$ માં છેદે છે.
$\triangle PQR$ નું ક્ષેત્રફળ $= 18\sqrt{2}$ અને $\triangle PQS$ નું ક્ષેત્રફળ $= 2\sqrt{2}$ છે. ગુણોત્તર $1:9$ છે (વિકલ્પો મુજબ $C$ પસંદ કરેલ છે).
$2.$ $\triangle PRS$ ના પરિવર્તુળનું સમીકરણ $x^2+y^2-8x+2\sqrt{2}y-9=0$ મળે છે. તેની ત્રિજ્યા $\sqrt{16+2+9} = 3\sqrt{3}$ છે.
$3.$ $\triangle PQR$ માટે,બાજુઓ $4\sqrt{2}, 6\sqrt{2}, 6\sqrt{2}$ છે. અર્ધ-પરિમિતિ $s=8\sqrt{2}$ અને ક્ષેત્રફળ $\Delta=18\sqrt{2}$ છે. અંતઃત્રિજ્યા $r = \frac{\Delta}{s} = 2.25$ છે,જે વિકલ્પ $D$ ની નજીક છે.
Solution diagram
119
AdvancedMCQ
ધારો કે $P(x_1, y_1)$ અને $Q(x_2, y_2)$,જ્યાં $y_1 < 0$ અને $y_2 < 0$,એ ઉપવલય $x^2 + 4y^2 = 4$ ના નાભિલંબના અંત્યબિંદુઓ છે. નાભિલંબ $PQ$ ધરાવતા પરવલયોના સમીકરણો કયા છે?
$(A) x^2 + 2\sqrt{3}y = 3 + \sqrt{3}$
$(B) x^2 - 2\sqrt{3}y = 3 + \sqrt{3}$
$(C) x^2 + 2\sqrt{3}y = 3 - \sqrt{3}$
$(D) x^2 - 2\sqrt{3}y = 3 - \sqrt{3}$
A
$B, D$
B
$C, A$
C
$B, C$
D
$B, C$

Solution

(C) આપેલ ઉપવલય $\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{1} = 1$ છે. અહીં $a^2 = 4$ અને $b^2 = 1$ છે.
ઉત્કેન્દ્રિયતા $e$ એ $b^2 = a^2(1 - e^2)$ $\Rightarrow 1 = 4(1 - e^2)$ $\Rightarrow e = \frac{\sqrt{3}}{2}$ દ્વારા મળે છે.
નાભિના યામ $(\pm ae, 0) = (\pm \sqrt{3}, 0)$ છે.
$P$ અને $Q$ એ નાભિલંબના અંત્યબિંદુઓ હોવાથી અને $y < 0$ હોવાથી,$x = \pm \sqrt{3}$ મળે. ઉપવલયના સમીકરણમાં મૂકતા: $3 + 4y^2 = 4 \Rightarrow y = -\frac{1}{2}$.
તેથી,$P = (\sqrt{3}, -\frac{1}{2})$ અને $Q = (-\sqrt{3}, -\frac{1}{2})$.
નાભિલંબ $PQ$ ની લંબાઈ $2\sqrt{3}$ છે.
પરવલય માટે,નાભિલંબની લંબાઈ $4a' = 2\sqrt{3} \Rightarrow a' = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
$PQ$ નું મધ્યબિંદુ $R = (0, -\frac{1}{2})$ છે. પરવલયનું શિરોબિંદુ $(0, y_v)$ છે,જ્યાં $y_v = -\frac{1}{2} \pm \frac{\sqrt{3}}{2}$.
કિસ્સો $1$: શિરોબિંદુ $(0, -\frac{1}{2} - \frac{\sqrt{3}}{2})$. સમીકરણ $x^2 - 2\sqrt{3}y = 3 + \sqrt{3}$ મળે.
કિસ્સો $2$: શિરોબિંદુ $(0, -\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2})$. સમીકરણ $x^2 + 2\sqrt{3}y = 3 - \sqrt{3}$ મળે.
આમ,સાચા સમીકરણો $B$ અને $C$ છે.
Solution diagram
120
AdvancedMCQ
સ્તંભ $I$ માં આપેલા શંકુઓને સ્તંભ $II$ માં આપેલા વિધાનો/પદાવલિઓ સાથે જોડો.
સ્તંભ $I$ સ્તંભ $II$
$(A)$ વર્તુળ $(p)$ બિંદુ $(h, k)$ નો બિંદુપથ જેના માટે રેખા $h x+k y=1$ એ વર્તુળ $x^2+y^2=4$ ને સ્પર્શે છે
$(B)$ પરવલય $(q)$ સંકર સમતલમાં બિંદુઓ $z$ જે $|z+2|-|z-2|= \pm 3$ નું સમાધાન કરે છે
$(C)$ ઉપવલય $(r)$ શંકુના બિંદુઓનું પ્રચલ સ્વરૂપ $x=\sqrt{3}\left(\frac{1-t^2}{1+t^2}\right), y=\frac{2 t}{1+t^2}$ છે
$(D)$ અતિવલય $(s)$ શંકુની ઉત્કેન્દ્રતા $1 \leq x < \infty$ અંતરાલમાં છે
$(t)$ સંકર સમતલમાં બિંદુઓ $z$ જે $\operatorname{Re}(z+1)^2=|z|^2+1$ નું સમાધાન કરે છે
A
$A-p, B-s, t, C-r, D-q, s$
B
$A-r, B-q, t, C-r, D-p, s$
C
$A-q, B-s, p, C-q, D-q, p$
D
$A-p, B-s, t, C-t, D-q, t$

Solution

(A) $(p)$ રેખા $hx+ky=1$ એ $x^2+y^2=4$ ને સ્પર્શે છે જો ઉગમબિંદુ $(0,0)$ થી રેખાનું લંબ અંતર ત્રિજ્યા $2$ જેટલું હોય.
$\frac{|h(0)+k(0)-1|}{\sqrt{h^2+k^2}}=2 \Rightarrow \frac{1}{\sqrt{h^2+k^2}}=2 \Rightarrow h^2+k^2=\frac{1}{4}$. આ એક વર્તુળ છે.
$(q)$ $|z+2|-|z-2|=\pm 3$. આ બે નિશ્ચિત બિંદુઓ $(\pm 2, 0)$ થી અંતરનો તફાવત અચળ $3$ દર્શાવે છે. $3 < 4$ હોવાથી,આ એક અતિવલય છે.
$(r)$ $x=\sqrt{3}\left(\frac{1-t^2}{1+t^2}\right), y=\frac{2 t}{1+t^2}$. ધારો કે $t=\tan \theta$. તો $x=\sqrt{3}\cos 2\theta$ અને $y=\sin 2\theta$. આમ,$\frac{x^2}{3}+y^2=1$,જે એક ઉપવલય છે.
$(s)$ પરવલય માટે ઉત્કેન્દ્રતા $e=1$ અને અતિવલય માટે $e>1$ હોય છે. તેથી,$1 \leq e < \infty$ એ પરવલય અને અતિવલય બંનેને આવરી લે છે.
$(t)$ ધારો કે $z=x+iy$. $\operatorname{Re}(z+1)^2 = \operatorname{Re}((x+1+iy)^2) = (x+1)^2-y^2$. આપેલ છે કે $(x+1)^2-y^2 = x^2+y^2+1 \Rightarrow x^2+2x+1-y^2 = x^2+y^2+1 \Rightarrow 2x = 2y^2 \Rightarrow x=y^2$. આ એક પરવલય છે.
જોડકાં: $A-p, B-s, t, C-r, D-q, s$.
121
AdvancedMCQ
ધારો કે $F_1(-1, 0)$ અને $F_2(1, 0)$ એ ઉપવલય $\frac{x^2}{9}+\frac{y^2}{8}=1$ ના નાભિઓ છે. ધારો કે એક પરવલય જેનું શિરોબિંદુ ઉગમબિંદુ પર છે અને નાભિ $F_2$ પર છે,તે ઉપવલયને પ્રથમ ચરણમાં બિંદુ $M$ પર અને ચોથા ચરણમાં બિંદુ $N$ પર છેદે છે.
$(1)$ ત્રિકોણ $F_1 M N$ નું લંબકેન્દ્ર છે
$(A)$ $\left(-\frac{9}{10}, 0\right)$ $(B)$ $\left(\frac{2}{3}, 0\right)$ $(C)$ $\left(\frac{9}{10}, 0\right)$ $(D)$ $\left(\frac{2}{3}, \sqrt{6}\right)$
$(2)$ જો ઉપવલયના $M$ અને $N$ બિંદુએ દોરેલા સ્પર્શકો $R$ માં મળે અને પરવલયના $M$ બિંદુએ દોરેલો અભિલંબ $x$-અક્ષને $Q$ માં મળે,તો ત્રિકોણ $M Q R$ ના ક્ષેત્રફળ અને ચતુષ્કોણ $M F_1 N F_2$ ના ક્ષેત્રફળનો ગુણોત્તર છે
$(A)$ $3: 4$ $(B)$ $4: 5$ $(C)$ $5: 8$ $(D)$ $2: 3$
A
$A, B$
B
$A, D$
C
$A, C$
D
$A, B, D$

Solution

(C) $1.$ સાચો વિકલ્પ $A \left(-\frac{9}{10}, 0\right)$ છે.
ઉપવલયનું સમીકરણ: $\frac{x^2}{9}+\frac{y^2}{8}=1$. અહીં $a^2=9, b^2=8$. ઉત્કેન્દ્રિયતા $e = \sqrt{1-\frac{8}{9}} = \frac{1}{3}$. નાભિઓ $(\pm ae, 0) = (\pm 1, 0)$ છે.
શિરોબિંદુ $(0,0)$ અને નાભિ $F_2(1,0)$ ધરાવતા પરવલયનું સમીકરણ $y^2 = 4x$ છે.
ઉપવલયના સમીકરણમાં $y^2=4x$ મૂકતા: $\frac{x^2}{9} + \frac{4x}{8} = 1 \Rightarrow 2x^2 + 9x - 18 = 0 \Rightarrow (2x-3)(x+6)=0$. $x>0$ હોવાથી,$x=\frac{3}{2}$. તેથી $y^2 = 4(\frac{3}{2}) = 6$,એટલે કે $y = \pm \sqrt{6}$. આમ $M = (\frac{3}{2}, \sqrt{6})$ અને $N = (\frac{3}{2}, -\sqrt{6})$.
$\triangle F_1 M N$ માં,$M$ માંથી $F_1 N$ પરના વેધનો ઢાળ $m_1 = \frac{\sqrt{6} - 0}{3/2 - (-1)} = \frac{2\sqrt{6}}{5}$. વેધનો ઢાળ $m_{alt} = -\frac{1}{-2\sqrt{6}/5} = \frac{5}{2\sqrt{6}}$.
$M$ માંથી વેધનું સમીકરણ: $y - \sqrt{6} = \frac{5}{2\sqrt{6}}(x - \frac{3}{2})$. લંબકેન્દ્ર $x$-અક્ષ પર હોવાથી,$y=0$ મૂકતા: $-\sqrt{6} = \frac{5}{2\sqrt{6}}(x - \frac{3}{2}) \Rightarrow -12 = 5x - 7.5 \Rightarrow 5x = -4.5 \Rightarrow x = -\frac{9}{10}$.
$2.$ $M(\frac{3}{2}, \sqrt{6})$ આગળ ઉપવલયનો સ્પર્શક $\frac{x}{6} + \frac{y\sqrt{6}}{8} = 1$ છે. $y=0$ માટે $x=6$,તેથી $R(6,0)$.
$M(\frac{3}{2}, \sqrt{6})$ આગળ પરવલયનો અભિલંબ: સ્પર્શકનો ઢાળ $\frac{2}{\sqrt{6}}$ છે,તેથી અભિલંબનો ઢાળ $-\frac{\sqrt{6}}{2}$ છે. સમીકરણ: $y - \sqrt{6} = -\frac{\sqrt{6}}{2}(x - \frac{3}{2})$. $y=0$ માટે $x = \frac{7}{2}$. તેથી $Q(\frac{7}{2}, 0)$.
ક્ષેત્રફળ $\triangle MQR = \frac{1}{2} \times |6 - 3.5| \times \sqrt{6} = \frac{5\sqrt{6}}{4}$.
ચતુષ્કોણ $MF_1NF_2$ નું ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} \times 2 \times 2\sqrt{6} = 2\sqrt{6}$.
ગુણોત્તર $= \frac{5\sqrt{6}/4}{2\sqrt{6}} = \frac{5}{8}$.
Solution diagram
122
AdvancedMCQ
ધારો કે $T_1$ અને $T_2$ એ ઉપવલય $E: \frac{x^2}{6}+\frac{y^2}{3}=1$ અને પરવલય $P: y^2=12x$ ના બે ભિન્ન સામાન્ય સ્પર્શકો છે. ધારો કે સ્પર્શક $T_1$ એ $P$ અને $E$ ને અનુક્રમે $A_1$ અને $A_2$ બિંદુએ સ્પર્શે છે અને સ્પર્શક $T_2$ એ $P$ અને $E$ ને અનુક્રમે $A_4$ અને $A_3$ બિંદુએ સ્પર્શે છે. તો નીચેનામાંથી કયું વિધાન સાચું છે?
$(A)$ ચતુષ્કોણ $A_1 A_2 A_3 A_4$ નું ક્ષેત્રફળ $35$ ચોરસ એકમ છે.
$(B)$ ચતુષ્કોણ $A_1 A_2 A_3 A_4$ નું ક્ષેત્રફળ $36$ ચોરસ એકમ છે.
$(C)$ સ્પર્શકો $T_1$ અને $T_2$ એ $x$-અક્ષને $(-3,0)$ બિંદુએ મળે છે.
$(D)$ સ્પર્શકો $T_1$ અને $T_2$ એ $x$-અક્ષને $(-6,0)$ બિંદુએ મળે છે.
A
$A, C$
B
$A, D$
C
$B, C$
D
$B, D$

Solution

(A) પરવલય $y^2 = 12x$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = mx + \frac{3}{m}$ છે.
આ રેખા ઉપવલય $\frac{x^2}{6} + \frac{y^2}{3} = 1$ નો સ્પર્શક હોય,તો તે $c^2 = a^2m^2 + b^2$ શરતનું પાલન કરે,જ્યાં $c = \frac{3}{m}$,$a^2 = 6$,અને $b^2 = 3$.
આ કિંમતો મૂકતા: $(\frac{3}{m})^2 = 6m^2 + 3 \implies \frac{9}{m^2} = 6m^2 + 3 \implies 3 = 2m^4 + m^2 \implies 2m^4 + m^2 - 3 = 0$.
ધારો કે $u = m^2$,તો $2u^2 + u - 3 = 0 \implies (2u + 3)(u - 1) = 0$. $u = m^2 > 0$ હોવાથી,$m^2 = 1$,એટલે કે $m = \pm 1$.
સ્પર્શકો $y = x + 3$ અને $y = -x - 3$ છે. બંને $x$-અક્ષને $(-3, 0)$ પર મળે છે. તેથી,વિધાન $(C)$ સાચું છે.
$T_1: y = x + 3$ માટે,$P$ પર સ્પર્શબિંદુ $A_1(3, 6)$ છે અને $E$ પર $A_2(-2, 1)$ છે.
$T_2: y = -x - 3$ માટે,$P$ પર સ્પર્શબિંદુ $A_4(3, -6)$ છે અને $E$ પર $A_3(-2, -1)$ છે.
ચતુષ્કોણ $A_1 A_2 A_3 A_4$ એ સમાંતર બાજુઓ $A_1 A_4$ (લંબાઈ $6 - (-6) = 12$) અને $A_2 A_3$ (લંબાઈ $1 - (-1) = 2$) વાળો સમલંબ ચતુષ્કોણ છે. ઊંચાઈ $x = 3$ અને $x = -2$ વચ્ચેનું અંતર છે,જે $3 - (-2) = 5$ છે.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} \times (12 + 2) \times 5 = \frac{1}{2} \times 14 \times 5 = 35$ ચોરસ એકમ. તેથી,વિધાન $(A)$ સાચું છે.
સાચા વિધાનો $(A)$ અને $(C)$ છે.
Solution diagram
123
AdvancedMCQ
સ્તંભ $1, 2$ અને $3$ માં અનુક્રમે શંકુઓ,સ્પર્શકોના સમીકરણો અને સ્પર્શબિંદુઓ આપેલા છે.
(કોષ્ટક માટે અંગ્રેજી સંસ્કરણ જુઓ)
$(1)$ યોગ્ય શંકુ (સ્તંભ $1$) પર $(\sqrt{3}, 1/2)$ આગળનો સ્પર્શક $\sqrt{3}x+2y=4$ છે. કયું સંયોજન સાચું છે?
$(2)$ જો યોગ્ય શંકુ (સ્તંભ $1$) નો સ્પર્શક $y=x+8$ હોય અને તેનું સ્પર્શબિંદુ $(8, 16)$ હોય,તો કયું સંયોજન સાચું છે?
$(3)$ $a=\sqrt{2}$ માટે,જો યોગ્ય શંકુ (સ્તંભ $1$) પર $(-1, 1)$ બિંદુએ સ્પર્શક દોરવામાં આવે,તો કયું સંયોજન સાચું છે?
A
$A, D, C$
B
$D, A, D$
C
$B, A, C$
D
$D, C, B$

Solution

(C) $(1)$ બિંદુ $(\sqrt{3}, 1/2)$ એ ઉપવલય $x^2+4y^2=4$ પર છે,જે $x^2+a^2y^2=a^2$ છે જ્યાં $a=2$. સ્પર્શક $\sqrt{3}x+2y=4$ નો ઢાળ $m=-\sqrt{3}/2$ છે. સ્પર્શકનું સમીકરણ $y=mx+\sqrt{a^2m^2+1}$ છે. તેથી,$(II)(iv)(R)$ સાચું સંયોજન છે.
$(2)$ બિંદુ $(8, 16)$ એ પરવલય $y^2=4ax$ પર છે. $y^2=4ax$ માટે,$16^2=4a(8) \implies 256=32a \implies a=8$. સ્પર્શક $y=x+8$ નો ઢાળ $m=1$ છે. સમીકરણ $my=m^2x+a \implies y=x+8$ છે. સ્પર્શબિંદુ $(a/m^2, 2a/m) = (8, 16)$ છે. તેથી,$(III)(i)(P)$ સાચું સંયોજન છે.
$(3)$ $a=\sqrt{2}$ માટે,બિંદુ $(-1, 1)$ એ $x^2+y^2=a^2$ પર છે. $x^2+y^2=2$ પર $(-1, 1)$ આગળનો સ્પર્શક $-x+y=2 \implies y=x+2$ છે. $y=mx+a\sqrt{m^2+1}$ સાથે સરખાવતા,$m=1$ અને $a\sqrt{m^2+1} = 2$ મળે છે. સ્પર્શબિંદુ $(-ma/\sqrt{m^2+1}, a/\sqrt{m^2+1}) = (-1, 1)$ છે. તેથી,$(I)(ii)(Q)$ સાચું સંયોજન છે.
124
DifficultMCQ
એક ઉપવલય,અતિવલય $2x^2 - 2y^2 = 1$ ને લંબરૂપે છેદે છે. ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા એ અતિવલયની ઉત્કેન્દ્રતાનો વ્યસ્ત છે. જો ઉપવલયના અક્ષો યામ અક્ષો પર હોય,તો:
$(A)$ ઉપવલયનું સમીકરણ $x^2 + 2y^2 = 2$ છે
$(B)$ ઉપવલયના નાભિઓ $(\pm 1, 0)$ છે
$(C)$ ઉપવલયનું સમીકરણ $x^2 + 2y^2 = 4$ છે
$(D)$ ઉપવલયના નાભિઓ $(\pm \sqrt{2}, 0)$ છે
A
$(B, C)$
B
$(A, D)$
C
$(A, C)$
D
$(A, B)$

Solution

(D) આપેલ અતિવલય: $2x^2 - 2y^2 = 1 \Rightarrow \frac{x^2}{1/2} - \frac{y^2}{1/2} = 1$.
અહીં,$a^2 = 1/2, b^2 = 1/2$. ઉત્કેન્દ્રતા $e_h = \sqrt{1 + \frac{b^2}{a^2}} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2}$.
ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા $e = \frac{1}{e_h} = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ છે. $e^2 = 1 - \frac{b^2}{a^2} = \frac{1}{2}$ હોવાથી,$\frac{b^2}{a^2} = \frac{1}{2} \Rightarrow a^2 = 2b^2$.
ઉપવલયનું સમીકરણ: $x^2 + 2y^2 = 2b^2$.
લંબરૂપે છેદવા માટે,છેદબિંદુ $(x_0, y_0)$ પર સ્પર્શકોના ઢાળનો ગુણાકાર $-1$ થાય.
અતિવલય માટે: $4x - 4y y' = 0 \Rightarrow y' = \frac{x}{y}$.
ઉપવલય માટે: $2x + 4y y' = 0 \Rightarrow y' = -\frac{x}{2y}$.
ગુણાકાર: $(\frac{x_0}{y_0})(-\frac{x_0}{2y_0}) = -1 \Rightarrow x_0^2 = 2y_0^2$.
$x_0^2 = 2y_0^2$ ને અતિવલયના સમીકરણમાં મૂકતા: $2(2y_0^2) - 2y_0^2 = 1$ $\Rightarrow 2y_0^2 = 1$ $\Rightarrow y_0^2 = 1/2$ અને $x_0^2 = 1$.
$(x_0^2, y_0^2) = (1, 1/2)$ ને ઉપવલયના સમીકરણમાં મૂકતા: $1 + 2(1/2) = 2b^2$ $\Rightarrow 2b^2 = 2$ $\Rightarrow b^2 = 1$.
આમ,$a^2 = 2(1) = 2$. સમીકરણ $x^2 + 2y^2 = 2$ છે.
નાભિઓ $(\pm ae, 0) = (\pm \sqrt{2} \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}, 0) = (\pm 1, 0)$ છે.
તેથી,વિકલ્પો $(A)$ અને $(B)$ સાચા છે.
125
DifficultMCQ
ધારો કે $a, b$ અને $\lambda$ ધન વાસ્તવિક સંખ્યાઓ છે. ધારો કે $P$ એ પરવલય $y^2 = 4 \lambda x$ ના નાભિલંબનું અંત્યબિંદુ છે,અને ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ એ બિંદુ $P$ માંથી પસાર થાય છે. જો બિંદુ $P$ આગળ પરવલય અને ઉપવલયના સ્પર્શકો એકબીજાને લંબ હોય,તો ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા કેટલી થાય?
A
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
B
$\frac{1}{2}$
C
$\frac{1}{3}$
D
$\frac{2}{5}$

Solution

(A) પરવલય $y^2 = 4 \lambda x$ છે. નાભિલંબનું અંત્યબિંદુ $P(\lambda, 2 \lambda)$ છે.
પરવલયના સ્પર્શકનો ઢાળ $m_1 = 1$ મળે છે.
ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ ના સ્પર્શકનો ઢાળ $m_2 = -\frac{b^2}{2a^2}$ મળે છે.
સ્પર્શકો લંબ હોવાથી $m_1 \times m_2 = -1$,તેથી $\frac{b^2}{a^2} = 2$ મળે છે.
બિંદુ $P$ ઉપવલય પર હોવાથી,$\frac{\lambda^2}{a^2} + \frac{4 \lambda^2}{b^2} = 1$ મળે છે.
$\frac{b^2}{a^2} = 2$ મૂકતા,$a^2 = 3 \lambda^2$ અને $b^2 = 6 \lambda^2$ મળે છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{a^2}{b^2}} = \sqrt{1 - \frac{1}{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$.
126
MediumMCQ
વર્તુળ $x^2+y^2=2$ અને પરવલય $y^2=8x$ ના સામાન્ય સ્પર્શકો વર્તુળને $P, Q$ બિંદુઓ પર અને પરવલયને $R, S$ બિંદુઓ પર સ્પર્શે છે. તો ચતુષ્કોણ $PQRS$ નું ક્ષેત્રફળ શોધો.
A
$3$
B
$6$
C
$9$
D
$15$

Solution

(D) પરવલય $y^2=8x$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y=mx+\frac{2}{m}$ છે.
વર્તુળ $x^2+y^2=2$ માટે,કેન્દ્ર $(0,0)$ થી રેખા $mx-y+\frac{2}{m}=0$ નું લંબ અંતર ત્રિજ્યા $\sqrt{2}$ જેટલું હોવું જોઈએ.
$\left|\frac{2/m}{\sqrt{m^2+1}}\right|=\sqrt{2}$ $\Rightarrow m^2=1$ $\Rightarrow m=\pm 1$.
સામાન્ય સ્પર્શકો $y=x+2$ અને $y=-x-2$ છે.
વર્તુળ પરના સ્પર્શબિંદુઓ $P=(-1, 1)$ અને $Q=(-1, -1)$ છે.
પરવલય પરના સ્પર્શબિંદુઓ $R=(2, 4)$ અને $S=(2, -4)$ છે.
ચતુષ્કોણ $PQRS$ એ સમલંબ ચતુષ્કોણ છે.
$PQ = 2$,$RS = 8$ અને ઊંચાઈ $h = 3$.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2}(2+8) \times 3 = 15$.
Solution diagram
127
DifficultMCQ
ધારો કે ઉપવલય $\frac{x^2}{9}+\frac{y^2}{5}=1$ ના નાભિઓ $(f_1, 0)$ અને $(f_2, 0)$ છે,જ્યાં $f_1 > 0$ અને $f_2 < 0$ છે. ધારો કે $P_1$ અને $P_2$ બે પરવલયો છે જેનું શિરોબિંદુ $(0,0)$ છે અને નાભિઓ અનુક્રમે $(f_1, 0)$ અને $(2f_2, 0)$ છે. ધારો કે $T_1$ એ $P_1$ નો સ્પર્શક છે જે $(2f_2, 0)$ માંથી પસાર થાય છે અને $T_2$ એ $P_2$ નો સ્પર્શક છે જે $(f_1, 0)$ માંથી પસાર થાય છે. જો $m_1$ એ $T_1$ નો ઢાળ હોય અને $m_2$ એ $T_2$ નો ઢાળ હોય,તો $(\frac{1}{m_1^2} + m_2^2)$ ની કિંમત શું છે?
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(D) ઉપવલય $\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{5} = 1$ માટે,$a^2 = 9$ અને $b^2 = 5$. ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{5}{9}} = \frac{2}{3}$ છે.
નાભિઓ $(\pm ae, 0) = (\pm 3 \times \frac{2}{3}, 0) = (\pm 2, 0)$ છે. તેથી $f_1 = 2$ અને $f_2 = -2$.
પરવલય $P_1$ નું શિરોબિંદુ $(0,0)$ અને નાભિ $(f_1, 0) = (2, 0)$ છે,તેથી તેનું સમીકરણ $y^2 = 8x$ છે.
પરવલય $P_2$ નું શિરોબિંદુ $(0,0)$ અને નાભિ $(2f_2, 0) = (-4, 0)$ છે,તેથી તેનું સમીકરણ $y^2 = -16x$ છે.
$P_1$ નો સ્પર્શક $T_1$ એ $(-4, 0)$ માંથી પસાર થાય છે. $y^2 = 4ax$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = m_1x + \frac{a}{m_1}$ છે. અહીં $a=2$,તેથી $y = m_1x + \frac{2}{m_1}$.
$(-4, 0)$ મૂકતા: $0 = -4m_1 + \frac{2}{m_1}$ $\Rightarrow m_1^2 = \frac{1}{2}$ $\Rightarrow \frac{1}{m_1^2} = 2$.
$P_2$ નો સ્પર્શક $T_2$ એ $(2, 0)$ માંથી પસાર થાય છે. $y^2 = -4ax$ ના સ્પર્શકનું સમીકરણ $y = m_2x - \frac{a}{m_2}$ છે. અહીં $a=4$,તેથી $y = m_2x - \frac{4}{m_2}$.
$(2, 0)$ મૂકતા: $0 = 2m_2 - \frac{4}{m_2} \Rightarrow m_2^2 = 2$.
તેથી,$\frac{1}{m_1^2} + m_2^2 = 2 + 2 = 4$.
128
DifficultMCQ
ધારો કે $E : \frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1, a > b$ અને $H : \frac{x^2}{A^2} - \frac{y^2}{B^2} = 1$. ધારો કે $E$ ના નાભિઓ અને $H$ ના નાભિઓ વચ્ચેનું અંતર $2\sqrt{3}$ છે. જો $a - A = 2$,અને $E$ અને $H$ ની ઉત્કેન્દ્રતાનો ગુણોત્તર $\frac{1}{3}$ હોય,તો તેમના લેટસ રેક્ટમની લંબાઈનો સરવાળો કેટલો થાય :
A
$10$
B
$7$
C
$8$
D
$9$

Solution

(C) ઉપવલય $E$ માટે,નાભિઓ $(\pm ae, 0)$ છે,તેથી નાભિઓ વચ્ચેનું અંતર $2ae = 2\sqrt{3} \Rightarrow ae = \sqrt{3}$ છે.
અતિવલય $H$ માટે,નાભિઓ $(\pm Ae', 0)$ છે,તેથી નાભિઓ વચ્ચેનું અંતર $2Ae' = 2\sqrt{3} \Rightarrow Ae' = \sqrt{3}$ છે.
આમ,$ae = Ae' \Rightarrow \frac{e}{e'} = \frac{A}{a}$ થાય.
આપેલ છે કે $\frac{e}{e'} = \frac{1}{3}$,તેથી $\frac{A}{a} = \frac{1}{3} \Rightarrow a = 3A$ મળે.
આપેલ છે કે $a - A = 2$,$a = 3A$ મૂકતા $3A - A = 2$ $\Rightarrow 2A = 2$ $\Rightarrow A = 1$ અને $a = 3$ મળે.
$ae = \sqrt{3}$ હોવાથી,$3e = \sqrt{3} \Rightarrow e = \frac{1}{\sqrt{3}}$ મળે. તેથી $b^2 = a^2(1 - e^2) = 9(1 - \frac{1}{3}) = 9(\frac{2}{3}) = 6$ મળે.
$Ae' = \sqrt{3}$ હોવાથી,$1 \cdot e' = \sqrt{3} \Rightarrow e' = \sqrt{3}$ મળે. તેથી $B^2 = A^2((e')^2 - 1) = 1(3 - 1) = 2$ મળે.
$E$ ના લેટસ રેક્ટમની લંબાઈ $L_E = \frac{2b^2}{a} = \frac{2(6)}{3} = 4$ છે.
$H$ ના લેટસ રેક્ટમની લંબાઈ $L_H = \frac{2B^2}{A} = \frac{2(2)}{1} = 4$ છે.
તેમના લેટસ રેક્ટમની લંબાઈનો સરવાળો $4 + 4 = 8$ થાય.
129
DifficultMCQ
ધારો કે વર્તુળ $C$ રેખા $x - y + 1 = 0$ ને સ્પર્શે છે,તેનું કેન્દ્ર ધન $x$-અક્ષ પર છે,અને રેખા $-3x + 2y = 1$ પર $\frac{4}{\sqrt{13}}$ લંબાઈની જીવા કાપે છે. ધારો કે $H$ એ અતિવલય $\frac{x^2}{\alpha^2} - \frac{y^2}{\beta^2} = 1$ છે,જેની એક નાભિ $C$ નું કેન્દ્ર છે અને પ્રધાન અક્ષની લંબાઈ $C$ નો વ્યાસ છે. તો $2\alpha^2 + 3\beta^2$ ની કિંમત . . . . . . છે.
A
$20$
B
$21$
C
$19$
D
$25$

Solution

(C) ધારો કે વર્તુળ $C$ નું કેન્દ્ર $(\alpha, 0)$ છે જ્યાં $\alpha > 0$. વર્તુળ રેખા $x - y + 1 = 0$ ને સ્પર્શતું હોવાથી,ત્રિજ્યા $r$ એ કેન્દ્રથી રેખાનું લંબ અંતર છે:
$r = \left| \frac{\alpha - 0 + 1}{\sqrt{1^2 + (-1)^2}} \right| = \frac{\alpha + 1}{\sqrt{2}}$
તેથી,$r^2 = \frac{(\alpha + 1)^2}{2} \quad \dots(1)$
વર્તુળ રેખા $3x - 2y + 1 = 0$ પર $L = \frac{4}{\sqrt{13}}$ લંબાઈની જીવા કાપે છે. કેન્દ્ર $(\alpha, 0)$ થી આ રેખાનું લંબ અંતર $d$ છે:
$d = \left| \frac{3\alpha - 2(0) + 1}{\sqrt{3^2 + (-2)^2}} \right| = \frac{3\alpha + 1}{\sqrt{13}}$
સંબંધ $r^2 = d^2 + (L/2)^2$ નો ઉપયોગ કરતા:
$r^2 = \frac{(3\alpha + 1)^2}{13} + \left( \frac{2}{\sqrt{13}} \right)^2 = \frac{(3\alpha + 1)^2 + 4}{13} \quad \dots(2)$
$(1)$ અને $(2)$ ને સરખાવતા:
$\frac{(\alpha + 1)^2}{2} = \frac{(3\alpha + 1)^2 + 4}{13}$
$13(\alpha^2 + 2\alpha + 1) = 2(9\alpha^2 + 6\alpha + 1 + 4)$
$13\alpha^2 + 26\alpha + 13 = 18\alpha^2 + 12\alpha + 10$
$5\alpha^2 - 14\alpha - 3 = 0$
$(5\alpha + 1)(\alpha - 3) = 0$
$\alpha > 0$ હોવાથી,$\alpha = 3$. તેથી $r^2 = \frac{(3 + 1)^2}{2} = 8$,એટલે કે $r = 2\sqrt{2}$.
અતિવલય $\frac{x^2}{a^2} - \frac{y^2}{b^2} = 1$ માટે,નાભિ $(\alpha, 0) = (3, 0)$ છે,તેથી $ae = 3$. પ્રધાન અક્ષની લંબાઈ $2a = 2r = 4\sqrt{2}$ છે,તેથી $a = 2\sqrt{2}$ અને $a^2 = 8$.
$a^2e^2 = 9$ હોવાથી,$8e^2 = 9$,તેથી $e^2 = \frac{9}{8}$.
$b^2 = a^2(e^2 - 1) = 8(\frac{9}{8} - 1) = 8(\frac{1}{8}) = 1$.
આમ,$2a^2 + 3b^2 = 2(8) + 3(1) = 16 + 3 = 19$.
Solution diagram
130
AdvancedMCQ
જો $\theta \in \left[-\frac{\pi}{3}, 0\right]$ માટે,બિંદુઓ $(x, y) = \left(3 \tan \left(\theta+\frac{\pi}{3}\right), 2 \tan \left(\theta+\frac{\pi}{6}\right)\right)$ એ $xy+\alpha x+\beta y+\gamma=0$ પર આવેલા હોય,તો $\alpha^2+\beta^2+\gamma^2$ ની કિંમત શોધો:
A
$80$
B
$72$
C
$92$
D
$75$

Solution

(D) આપેલ છે $x = 3 \tan \left(\theta + \frac{\pi}{3}\right) = 3 \left( \frac{\tan \theta + \sqrt{3}}{1 - \sqrt{3} \tan \theta} \right)$.
ગોઠવતા,$x(1 - \sqrt{3} \tan \theta) = 3 \tan \theta + 3\sqrt{3}$ $\Rightarrow x - 3\sqrt{3} = \tan \theta (3 + \sqrt{3}x)$ $\Rightarrow \tan \theta = \frac{x - 3\sqrt{3}}{3 + \sqrt{3}x} \dots (1)$.
આપેલ છે $y = 2 \tan \left(\theta + \frac{\pi}{6}\right) = 2 \left( \frac{\tan \theta + \frac{1}{\sqrt{3}}}{1 - \frac{\tan \theta}{\sqrt{3}}} \right) = 2 \left( \frac{\sqrt{3} \tan \theta + 1}{\sqrt{3} - \tan \theta} \right)$.
ગોઠવતા,$y(\sqrt{3} - \tan \theta) = 2\sqrt{3} \tan \theta + 2 \dots (2)$.
$(1)$ ને $(2)$ માં મૂકતા:
$y \left( \sqrt{3} - \frac{x - 3\sqrt{3}}{3 + \sqrt{3}x} \right) = 2\sqrt{3} \left( \frac{x - 3\sqrt{3}}{3 + \sqrt{3}x} \right) + 2$.
$y \left( \frac{3\sqrt{3} + 3x - x + 3\sqrt{3}}{3 + \sqrt{3}x} \right) = \frac{2\sqrt{3}x - 18 + 6 + 2\sqrt{3}x}{3 + \sqrt{3}x}$.
$y(2x + 6\sqrt{3}) = 4\sqrt{3}x - 12 \Rightarrow 2xy + 6\sqrt{3}y = 4\sqrt{3}x - 12$.
$2$ વડે ભાગતા: $xy - 2\sqrt{3}x + 3\sqrt{3}y + 6 = 0$.
$xy + \alpha x + \beta y + \gamma = 0$ સાથે સરખાવતા,$\alpha = -2\sqrt{3}$,$\beta = 3\sqrt{3}$,$\gamma = 6$ મળે.
આમ,$\alpha^2 + \beta^2 + \gamma^2 = (-2\sqrt{3})^2 + (3\sqrt{3})^2 + (6)^2 = 12 + 27 + 36 = 75$.
131
DifficultMCQ
ધારો કે $e_1$ અને $e_2$ એ ઉપવલય $\frac{x^2}{b^2} + \frac{y^2}{25} = 1$ અને અતિવલય $\frac{x^2}{16} - \frac{y^2}{b^2} = 1$ ની ઉત્કેન્દ્રતા છે. જો $b < 5$ અને $e_1 e_2 = 1$ હોય,તો યામ અક્ષો પર અક્ષો ધરાવતા અને ચારેય નાભિઓ (બે ઉપવલયની અને બે અતિવલયની) માંથી પસાર થતા ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા શોધો:
A
$\frac{4}{5}$
B
$\frac{3}{5}$
C
$\frac{\sqrt{7}}{4}$
D
$\frac{\sqrt{3}}{2}$

Solution

(B) ઉપવલય $\frac{x^2}{b^2} + \frac{y^2}{25} = 1$ માટે,$b < 5$ હોવાથી,મુખ્ય અક્ષ $y$-અક્ષ પર છે. તેથી,$e_1^2 = 1 - \frac{b^2}{25}$.
અતિવલય $\frac{x^2}{16} - \frac{y^2}{b^2} = 1$ માટે,$e_2^2 = 1 + \frac{b^2}{16}$.
આપેલ છે કે $e_1 e_2 = 1$,તેથી $e_1^2 e_2^2 = 1$.
$(1 - \frac{b^2}{25})(1 + \frac{b^2}{16}) = 1$.
$1 + \frac{b^2}{16} - \frac{b^2}{25} - \frac{b^4}{400} = 1$.
$\frac{9b^2}{400} = \frac{b^4}{400} \Rightarrow b^2 = 9$.
ઉપવલયની નાભિઓ $(0, \pm ae_1) = (0, \pm \sqrt{25-9}) = (0, \pm 4)$ છે.
અતિવલયની નાભિઓ $(\pm ae_2, 0) = (\pm \sqrt{16+9}, 0) = (\pm 5, 0)$ છે.
$(\pm 5, 0)$ અને $(0, \pm 4)$ માંથી પસાર થતો ઉપવલય $\frac{x^2}{25} + \frac{y^2}{16} = 1$ છે.
તેની ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 - \frac{16}{25}} = \sqrt{\frac{9}{25}} = \frac{3}{5}$ છે.
132
MediumMCQ
જો બે વક્રો $x^2-4y^2=2$ અને $8x^2=40-my^2$ એકબીજાને લંબ હોય,તો $m=$
A
$2$
B
$16$
C
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
D
$4$

Solution

(B) આપેલ વક્રો $C_1: x^2-4y^2=2$ અને $C_2: 8x^2+my^2=40$ છે.
$C_1$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા: $2x - 8y \frac{dy}{dx} = 0 \implies \frac{dy}{dx} = \frac{x}{4y} = m_1$.
$C_2$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા: $16x + 2my \frac{dy}{dx} = 0 \implies \frac{dy}{dx} = -\frac{8x}{my} = m_2$.
વક્રો લંબ હોવાથી,$m_1 \times m_2 = -1$.
$(\frac{x}{4y}) \times (-\frac{8x}{my}) = -1 \implies \frac{8x^2}{4my^2} = 1 \implies 2x^2 = my^2$.
$C_1$ પરથી,$x^2 = 2 + 4y^2$. આ કિંમત શરતમાં મૂકતા: $2(2 + 4y^2) = my^2 \implies 4 + 8y^2 = my^2 \implies (m-8)y^2 = 4$.
વક્રો બિંદુ $(x, y)$ પર છેદે છે,તેથી સમીકરણો ઉકેલતા: $x^2 - 4y^2 = 2$ અને $8x^2 + my^2 = 40$.
પ્રથમ સમીકરણને $8$ વડે ગુણતા: $8x^2 - 32y^2 = 16$.
બીજામાંથી બાદ કરતા: $(m+32)y^2 = 24 \implies y^2 = \frac{24}{m+32}$.
$y^2$ ની કિંમત $x^2 = 2 + 4y^2$ માં મૂકતા: $x^2 = 2 + \frac{96}{m+32} = \frac{2m+160}{m+32}$.
$2x^2 = my^2$ માં મૂકતા: $2(\frac{2m+160}{m+32}) = m(\frac{24}{m+32}) \implies 4m + 320 = 24m \implies 20m = 320 \implies m = 16$.
133
MediumMCQ
જો વક્રો $y^2 = 6x$ અને $9x^2 + by^2 = 16$ એકબીજાને કાટખૂણે છેદે,તો $b$ ની કિંમત શોધો.
A
$4$
B
$\frac{7}{2}$
C
$6$
D
$\frac{9}{2}$

Solution

(D) ધારો કે છેદબિંદુ $(x_1, y_1)$ છે.
વક્ર $y^2 = 6x$ માટે,$x$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરતા $2y \frac{dy}{dx} = 6$,તેથી $\frac{dy}{dx} = \frac{3}{y_1}$ મળે. ધારો કે $m_1 = \frac{3}{y_1}$.
વક્ર $9x^2 + by^2 = 16$ માટે,$x$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરતા $18x + 2by \frac{dy}{dx} = 0$,તેથી $\frac{dy}{dx} = -\frac{9x_1}{by_1}$ મળે. ધારો કે $m_2 = -\frac{9x_1}{by_1}$.
વક્રો કાટખૂણે છેદતા હોવાથી,$m_1 \times m_2 = -1$,જેનો અર્થ છે કે $(\frac{3}{y_1}) \times (-\frac{9x_1}{by_1}) = -1$,તેથી $\frac{27x_1}{by_1^2} = 1$. $y_1^2 = 6x_1$ હોવાથી,$\frac{27x_1}{b(6x_1)} = 1$,જેનું સાદું રૂપ આપતા $\frac{27}{6b} = 1$,તેથી $b = \frac{27}{6} = \frac{9}{2}$ મળે.
134
DifficultMCQ
જો વક્રો $y^2=6x$ અને $9x^2+by^2=16$ એકબીજાને કાટખૂણે છેદે,તો $b$ ની કિંમત શોધો.
A
$\frac{9}{2}$
B
$6$
C
$7$
D
$\frac{7}{2}$

Solution

(A) આપેલ વક્રો $y^2=6x$ $(i)$ અને $9x^2+by^2=16$ $(ii)$ છે.
$(i)$ માટે,$x$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરતા: $2y \frac{dy}{dx} = 6 \Rightarrow \frac{dy}{dx} = \frac{3}{y}$.
$(ii)$ માટે,$x$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરતા: $18x + 2by \frac{dy}{dx} = 0 \Rightarrow \frac{dy}{dx} = -\frac{9x}{by}$.
વક્રો કાટખૂણે છેદતા હોવાથી,તેમના સ્પર્શકોના ઢાળનો ગુણાકાર $-1$ થાય:
$(\frac{3}{y}) \times (-\frac{9x}{by}) = -1$
$\frac{27x}{by^2} = 1 \Rightarrow by^2 = 27x$.
આ સમીકરણમાં $y^2 = 6x$ મૂકતા:
$b(6x) = 27x \Rightarrow 6b = 27 \Rightarrow b = \frac{27}{6} = \frac{9}{2}$.
135
EasyMCQ
જો ઉપવલય $\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ $(b^{2} < 16)$ અને અતિવલય $\frac{x^{2}}{144}-\frac{y^{2}}{81}=\frac{1}{25}$ ના નાભિઓ એક જ હોય,તો $b^{2}$ ની કિંમત શોધો.
A
$4$
B
$9$
C
$14$
D
$7$

Solution

(D) આપેલ અતિવલય $\frac{x^{2}}{144}-\frac{y^{2}}{81}=\frac{1}{25}$ છે.
પ્રમાણિત સ્વરૂપમાં: $\frac{x^{2}}{144/25} - \frac{y^{2}}{81/25} = 1$.
અહીં,$a^{2} = \frac{144}{25}$ અને $b^{2} = \frac{81}{25}$.
અતિવલયની ઉત્કેન્દ્રતા $e = \sqrt{1 + \frac{81}{144}} = \frac{15}{12} = \frac{5}{4}$.
અતિવલયના નાભિઓ $(\pm ae, 0) = (\pm 3, 0)$ છે.
ઉપવલય $\frac{x^{2}}{16} + \frac{y^{2}}{b^{2}} = 1$ માટે,$a^{2} = 16$. ધારો કે તેની ઉત્કેન્દ્રતા $e'$ છે.
ઉપવલયના નાભિઓ $(\pm 4e', 0)$ છે.
નાભિઓ સમાન હોવાથી,$4e' = 3 \Rightarrow e' = \frac{3}{4}$.
ઉપવલય માટે $e'^{2} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$(\frac{3}{4})^{2} = 1 - \frac{b^{2}}{16} \Rightarrow \frac{9}{16} = 1 - \frac{b^{2}}{16}$.
$\frac{b^{2}}{16} = \frac{7}{16} \Rightarrow b^{2} = 7$.
136
EasyMCQ
જો $e_{1}$ એ ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ (જ્યાં $a > b$) ની ઉત્કેન્દ્રતા હોય અને $e_{2}$ એ અતિવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ ની ઉત્કેન્દ્રતા હોય,તો $e_{1}^{2}+e_{2}^{2}$ ની કિંમત શોધો.
A
$2$
B
$4$
C
$1$
D
$3$

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}+\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ (જ્યાં $a > b$) માટે,ઉત્કેન્દ્રતા $e_{1}$ એ $e_{1}^{2} = 1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}$ દ્વારા મળે છે.
અતિવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{b^{2}}=1$ માટે,ઉત્કેન્દ્રતા $e_{2}$ એ $e_{2}^{2} = 1 + \frac{b^{2}}{a^{2}}$ દ્વારા મળે છે.
આ બંને સમીકરણોનો સરવાળો કરતા,$e_{1}^{2} + e_{2}^{2} = (1 - \frac{b^{2}}{a^{2}}) + (1 + \frac{b^{2}}{a^{2}})$.
તેથી,$e_{1}^{2} + e_{2}^{2} = 1 + 1 = 2$.
137
MediumMCQ
વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=2$ અને પરવલય $y^{2}=8x$ ના સામાન્ય સ્પર્શકનું સમીકરણ શું છે?
A
$y=x+2$
B
$y=x+1$
C
$y=x-2$
D
$y=-x+2$

Solution

(A) આપેલ પરવલય $y^{2}=8x$ છે,તેથી $4a=8 \Rightarrow a=2$.
પરવલયનો કોઈપણ સ્પર્શક $y=mx+\frac{a}{m}$ સ્વરૂપમાં હોય છે,જે $y=mx+\frac{2}{m}$ અથવા $mx-y+\frac{2}{m}=0$ છે.
આ રેખા વર્તુળ $x^{2}+y^{2}=2$ (કેન્દ્ર $(0,0)$ અને ત્રિજ્યા $r=\sqrt{2}$) નો સ્પર્શક હોય,તો કેન્દ્રથી રેખાનું લંબ અંતર ત્રિજ્યા જેટલું હોવું જોઈએ.
$\frac{|m(0)-(0)+\frac{2}{m}|}{\sqrt{m^{2}+(-1)^{2}}}=\sqrt{2}$
$\frac{2}{|m|\sqrt{m^{2}+1}}=\sqrt{2}$
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $\frac{4}{m^{2}(m^{2}+1)}=2 \Rightarrow m^{2}(m^{2}+1)=2$
$m^{4}+m^{2}-2=0$
$(m^{2}+2)(m^{2}-1)=0$
$m$ વાસ્તવિક હોવાથી,$m^{2}=1 \Rightarrow m=\pm 1$.
$m=1$ માટે,સ્પર્શક $y=x+2$ છે.
$m=-1$ માટે,સ્પર્શક $y=-x-2$ છે.
138
MediumMCQ
શંકુઓ $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{3}=1$ અને $\frac{x^{2}}{4}-\frac{y^{2}}{3}=1$ ની ઉત્કેન્દ્રતાઓના વર્ગોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$2$
B
$\sqrt{\frac{7}{3}}$
C
$\sqrt{7}$
D
$\sqrt{3}$

Solution

(A) આપેલ ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{4}+\frac{y^{2}}{3}=1$ છે.
અહીં,$a^{2}=4$ અને $b^{2}=3$.
ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા $e_{1}=\sqrt{1-\frac{b^{2}}{a^{2}}}=\sqrt{1-\frac{3}{4}}=\sqrt{\frac{1}{4}}=\frac{1}{2}$ છે.
આપેલ અતિવલયનું સમીકરણ $\frac{x^{2}}{4}-\frac{y^{2}}{3}=1$ છે.
અહીં,$a^{2}=4$ અને $b^{2}=3$.
અતિવલયની ઉત્કેન્દ્રતા $e_{2}=\sqrt{1+\frac{b^{2}}{a^{2}}}=\sqrt{1+\frac{3}{4}}=\sqrt{\frac{7}{4}}=\frac{\sqrt{7}}{2}$ છે.
ઉત્કેન્દ્રતાઓના વર્ગોનો સરવાળો $e_{1}^{2}+e_{2}^{2} = (\frac{1}{2})^{2} + (\frac{\sqrt{7}}{2})^{2} = \frac{1}{4} + \frac{7}{4} = \frac{8}{4} = 2$ થાય.
139
DifficultMCQ
જો $\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{4}=1$ અને $\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{9}=1$ ના નાભિઓ એકરૂપ હોય,તો $a$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$\sqrt{3}$
B
$\frac{1}{\sqrt{3}}$
C
$2$
D
$1$

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^{2}}{16}+\frac{y^{2}}{4}=1$ માટે,$a^2=16$ અને $b^2=4$ છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e_1$ માટે $b^2 = a^2(1-e_1^2)$,તેથી $4 = 16(1-e_1^2)$,જે $1-e_1^2 = \frac{1}{4}$ આપે છે,તેથી $e_1^2 = \frac{3}{4}$,$e_1 = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
નાભિઓ $(\pm a_1 e_1, 0) = (\pm 4 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}, 0) = (\pm 2\sqrt{3}, 0)$ છે.
અતિવલય $\frac{x^{2}}{a^{2}}-\frac{y^{2}}{9}=1$ માટે,$A^2=a^2$ અને $B^2=9$ છે.
ઉત્કેન્દ્રતા $e_2$ માટે $B^2 = A^2(e_2^2-1)$,તેથી $9 = a^2(e_2^2-1) = a^2 e_2^2 - a^2$.
નાભિઓ $(\pm A e_2, 0) = (\pm a e_2, 0)$ છે.
નાભિઓ સમાન હોવાથી,$a e_2 = 2\sqrt{3}$,તેથી $a^2 e_2^2 = 12$.
અતિવલયના સમીકરણમાં કિંમત મૂકતા: $9 = 12 - a^2$.
આમ,$a^2 = 3$,જેનો અર્થ છે કે $a = \sqrt{3}$.
140
DifficultMCQ
વક્ર $y^{2}=4x$ અને $x^{2}+y^{2}=12$ વચ્ચે તેમના છેદબિંદુ આગળનો ખૂણો શોધો.
A
$\tan^{-1} \sqrt{2}$
B
$\tan^{-1} 2$
C
$\tan^{-1} 2\sqrt{2}$
D
$\tan^{-1}\left(\frac{1}{2}\right)$

Solution

(C) આપેલ વક્રોના સમીકરણો:
$y^{2}=4x$ $(i)$
$x^{2}+y^{2}=12$ (ii)
પ્રથમ,$(i)$ ને (ii) માં મૂકીને છેદબિંદુઓ શોધો:
$x^{2}+4x=12 \Rightarrow x^{2}+4x-12=0$
$(x+6)(x-2)=0$
$y^{2}=4x$ હોવાથી,$x \ge 0$ હોવું જોઈએ,તેથી $x=2$.
$x=2$ માટે,$y^{2}=8 \Rightarrow y=\pm 2\sqrt{2}$.
છેદબિંદુઓ $(2, 2\sqrt{2})$ અને $(2, -2\sqrt{2})$ છે.
હવે,વિકલન કરીને ઢાળ $m_{1}$ અને $m_{2}$ શોધો:
$(i)$ માટે: $2y \frac{dy}{dx} = 4 \Rightarrow m_{1} = \frac{2}{y}$.
(ii) માટે: $2x + 2y \frac{dy}{dx} = 0 \Rightarrow m_{2} = -\frac{x}{y}$.
બિંદુ $(2, 2\sqrt{2})$ આગળ:
$m_{1} = \frac{2}{2\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}}$ અને $m_{2} = -\frac{2}{2\sqrt{2}} = -\frac{1}{\sqrt{2}}$.
ખૂણો $\theta$ માટે $\tan \theta = \left| \frac{m_{1}-m_{2}}{1+m_{1}m_{2}} \right|$.
$\tan \theta = \left| \frac{\frac{1}{\sqrt{2}} - (-\frac{1}{\sqrt{2}})}{1 + (\frac{1}{\sqrt{2}})(-\frac{1}{\sqrt{2}})} \right| = \left| \frac{\frac{2}{\sqrt{2}}}{1 - \frac{1}{2}} \right| = \left| \frac{\sqrt{2}}{\frac{1}{2}} \right| = 2\sqrt{2}$.
આમ,$\theta = \tan^{-1}(2\sqrt{2})$.
141
MediumMCQ
જો પરવલય $y^2=4x$ પર બિંદુ $(t^2, 2t)$ આગળ દોરેલો સ્પર્શક એ ઉપવલય $4x^2+5y^2=20$ પર બિંદુ $(\sqrt{5} \cos \theta, 2 \sin \theta)$ આગળનો અભિલંબ હોય,તો
A
$5t^4+4t^2=1$
B
$\frac{5}{t^4}+\frac{100}{t^2}=1$
C
$t=\sin \theta$
D
$\cos \theta=t+1$

Solution

(A) પરવલય $y^2=4x$ માટે $(t^2, 2t)$ આગળ સ્પર્શકનું સમીકરણ $yt = x + t^2$ છે,જે $y = \frac{1}{t}x + t$ તરીકે લખી શકાય ... $(i)$.
ઉપવલયનું સમીકરણ $4x^2+5y^2=20$ છે,અથવા $\frac{x^2}{5} + \frac{y^2}{4} = 1$.
ઉપવલય પર બિંદુ $(x_1, y_1) = (\sqrt{5} \cos \theta, 2 \sin \theta)$ આગળ અભિલંબનું સમીકરણ $\frac{a^2x}{x_1} - \frac{b^2y}{y_1} = a^2 - b^2$ છે.
અહીં $a^2=5$ અને $b^2=4$ છે,તેથી $\frac{5x}{\sqrt{5} \cos \theta} - \frac{4y}{2 \sin \theta} = 5 - 4 = 1$.
$\sqrt{5} \sec \theta \cdot x - 2 \csc \theta \cdot y = 1$.
$y$ માટે ગોઠવતા: $2 \csc \theta \cdot y = \sqrt{5} \sec \theta \cdot x - 1$ $\Rightarrow y = \frac{\sqrt{5}}{2} \tan \theta \cdot x - \frac{1}{2} \sin \theta$ ... $(ii)$.
$(i)$ અને $(ii)$ ની સરખામણી કરતા:
$\frac{1}{t} = \frac{\sqrt{5}}{2} \tan \theta$ ... $(iii)$
$t = -\frac{1}{2} \sin \theta \Rightarrow \sin \theta = -2t$ ... $(iv)$
$(iv)$ પરથી,$\cos^2 \theta = 1 - \sin^2 \theta = 1 - 4t^2$,તેથી $\tan^2 \theta = \frac{\sin^2 \theta}{\cos^2 \theta} = \frac{4t^2}{1-4t^2}$.
$(iii)$ માં મૂકતા: $\frac{1}{t^2} = \frac{5}{4} \tan^2 \theta = \frac{5}{4} \cdot \frac{4t^2}{1-4t^2} = \frac{5t^2}{1-4t^2}$.
$1 - 4t^2 = 5t^4 \Rightarrow 5t^4 + 4t^2 = 1$.
142
EasyMCQ
ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ $(b>a)$ અને પરવલય $y^2=4ax$ કાટખૂણે છેદે છે. જો $e$ એ ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા હોય,તો $2e^2=$
A
$1$
B
$\frac{1}{2}$
C
$\frac{1}{8}$
D
$\frac{1}{3}$

Solution

(A) ધારો કે છેદબિંદુ $(x_0, y_0)$ છે. પરવલય $y^2=4ax$ માટે,સ્પર્શકનો ઢાળ $m_1 = \frac{2a}{y_0}$ છે.
ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1$ માટે,સ્પર્શકનો ઢાળ $m_2 = -\frac{b^2 x_0}{a^2 y_0}$ છે.
તેઓ કાટખૂણે છેદે છે,તેથી $m_1 m_2 = -1$,એટલે કે $\left(\frac{2a}{y_0}\right) \left(-\frac{b^2 x_0}{a^2 y_0}\right) = -1 \Rightarrow \frac{2b^2 x_0}{a y_0^2} = 1$.
$y_0^2 = 4ax_0$ મૂકતા,$\frac{2b^2 x_0}{a(4ax_0)} = 1$ $\Rightarrow \frac{b^2}{2a^2} = 1$ $\Rightarrow b^2 = 2a^2$.
ઉપવલયની ઉત્કેન્દ્રતા $e$ માટે $a^2 = b^2(1-e^2)$ $\Rightarrow a^2 = 2a^2(1-e^2)$ $\Rightarrow 1 = 2(1-e^2)$ $\Rightarrow 2e^2 = 1$.
143
EasyMCQ
$\lambda$ ના એવા મૂલ્યો,જેના માટે બિંદુ $(\lambda, \lambda-2)$ એ ઉપવલય $4x^2+9y^2=36$ ની અંદર અને પરવલય $y^2=x$ ની બહાર આવેલું હોય,તે નીચેનામાંથી કઈ શરતનું પાલન કરે છે?
A
$0 < \lambda < 1$
B
$0 \leq \lambda \leq 1$
C
$0 < \lambda < \frac{36}{13}$
D
$\lambda \in [1, 4]$

Solution

(A) બિંદુ $(\lambda, \lambda-2)$ એ ઉપવલય $4x^2+9y^2=36$ ની અંદર આવેલું છે.
ઉપવલયના સમીકરણમાં બિંદુ મૂકતા:
$4\lambda^2 + 9(\lambda-2)^2 < 36$
$4\lambda^2 + 9(\lambda^2 - 4\lambda + 4) < 36$
$13\lambda^2 - 36\lambda < 0$
$\lambda(13\lambda - 36) < 0$
તેથી,$0 < \lambda < \frac{36}{13}$ $(i)$.
બિંદુ $(\lambda, \lambda-2)$ એ પરવલય $y^2=x$ ની બહાર આવેલું છે.
પરવલયની શરત $y^2 - x > 0$ માં બિંદુ મૂકતા:
$(\lambda-2)^2 - \lambda > 0$
$\lambda^2 - 5\lambda + 4 > 0$
$(\lambda-4)(\lambda-1) > 0$
તેથી,$\lambda \in (-\infty, 1) \cup (4, \infty)$ (ii).
$(i)$ અને (ii) નો છેદગણ લેતા:
$0 < \lambda < 1$ મળે છે.
144
MediumMCQ
વર્તુળ $4x^2 + 4y^2 = 25$ અને ઉપવલય $4x^2 + 9y^2 = 36$ ને દોરેલા સામાન્ય સ્પર્શકના ઢાળનો વર્ગ કેટલો થાય?
A
$1$
B
$\frac{9}{11}$
C
$\frac{2}{3}$
D
$2$

Solution

(B) વર્તુળનું સમીકરણ $x^2 + y^2 = \frac{25}{4}$ છે,તેથી $r^2 = \frac{25}{4}$.
ઉપવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{4} = 1$ છે,તેથી $a^2 = 9$ અને $b^2 = 4$.
રેખા $y = mx + c$ વર્તુળનો સ્પર્શક હોય તેની શરત $c^2 = r^2(1 + m^2) = \frac{25}{4}(1 + m^2)$ છે.
તે જ રેખા ઉપવલયનો સ્પર્શક હોય તેની શરત $c^2 = a^2m^2 + b^2 = 9m^2 + 4$ છે.
$c^2$ માટે બંને પદોને સરખાવતા:
$\frac{25}{4}(1 + m^2) = 9m^2 + 4$
$25 + 25m^2 = 36m^2 + 16$
$11m^2 = 9$
$m^2 = \frac{9}{11}$.
145
EasyMCQ
જો ઉપવલય $3x^2+4y^2=19$ પરના બિંદુ $(1,2)$ આગળનો સ્પર્શક એ પરવલય $y^2-kx=0$ નો પણ સ્પર્શક હોય,તો $k=$
A
$\frac{57}{16}$
B
$\frac{-57}{64}$
C
$\frac{57}{64}$
D
$\frac{-57}{16}$

Solution

(D) ઉપવલય $3x^2+4y^2=19$ પરના બિંદુ $(1,2)$ આગળના સ્પર્શકનું સમીકરણ $3x(1) + 4y(2) = 19$ છે,જે $3x + 8y = 19$ થાય છે.
આને $x = \frac{19-8y}{3}$ તરીકે લખી શકાય.
આ રેખા પરવલય $y^2 = kx$ નો પણ સ્પર્શક હોવાથી,આપણે $x$ ની કિંમત પરવલયના સમીકરણમાં મૂકીએ:
$y^2 = k \left( \frac{19-8y}{3} \right)$
$3y^2 = 19k - 8ky$
$3y^2 + 8ky - 19k = 0$.
રેખા સ્પર્શક હોવાથી,$y$ માંના દ્વિઘાત સમીકરણના બીજ સમાન હોવા જોઈએ,એટલે કે તેનો વિવેચક $D = 0$ થાય.
$D = (8k)^2 - 4(3)(-19k) = 0$
$64k^2 + 228k = 0$
$4k(16k + 57) = 0$.
અહીં $k \neq 0$ હોવાથી,$16k + 57 = 0$,તેથી $k = \frac{-57}{16}$.
146
MediumMCQ
જો ઉપવલય $\frac{x^2}{4} + \frac{y^2}{3} = 1$ પર દોરેલો અભિલંબ અતિવલય $\frac{x^2}{4} - \frac{y^2}{3} = 1$ ને સ્પર્શે,તો તે અભિલંબના ઢાળનો વર્ગ કેટલો થાય?
A
$3$
B
$4$
C
$9$
D
$16$

Solution

(A) ઉપવલય $\frac{x^2}{a^2} + \frac{y^2}{b^2} = 1$ ના બિંદુ $(x_1, y_1)$ આગળના અભિલંબનું સમીકરણ $\frac{a^2 x}{x_1} - \frac{b^2 y}{y_1} = a^2 - b^2$ છે.
અહીં $a^2 = 4$ અને $b^2 = 3$ છે,તેથી અભિલંબ $\frac{4x}{x_1} - \frac{3y}{y_1} = 1$ થાય.
આ અભિલંબનો ઢાળ $m = \frac{4y_1}{3x_1}$ છે.
આ રેખા અતિવલય $\frac{x^2}{4} - \frac{y^2}{3} = 1$ નો સ્પર્શક છે.
રેખા $y = mx + c$ એ $\frac{x^2}{A^2} - \frac{y^2}{B^2} = 1$ નો સ્પર્શક હોય તેની શરત $c^2 = A^2 m^2 - B^2$ છે.
અભિલંબને $y = \frac{4y_1}{3x_1} x - \frac{y_1}{3}$ તરીકે લખતા,$m = \frac{4y_1}{3x_1}$ અને $c = -\frac{y_1}{3}$ મળે.
શરતમાં કિંમત મૂકતા: $(-\frac{y_1}{3})^2 = 4(\frac{4y_1}{3x_1})^2 - 3$.
$(x_1, y_1)$ ઉપવલય પર હોવાથી,$\frac{x_1^2}{4} + \frac{y_1^2}{3} = 1$,તેથી $x_1^2 = \frac{4(3 - y_1^2)}{3}$.
આ કિંમત મૂકતા $m^2 = 3$ મળે છે.
147
EasyMCQ
જો ઉપવલય $4x^2 + 9y^2 = 36$ એ એક અતિવલય સાથે સમનાભિ હોય,જેની પ્રધાન અક્ષની લંબાઈ $2$ છે,તો ઉપવલય અને અતિવલયના છેદબિંદુઓ કયા વર્તુળ પર આવેલા છે?
A
$x^2 + y^2 = 81$
B
$x^2 + y^2 = 16$
C
$x^2 + y^2 = 25$
D
$x^2 + y^2 = 5$

Solution

(D) આપેલ ઉપવલય: $4x^2 + 9y^2 = 36$,જેને $\frac{x^2}{9} + \frac{y^2}{4} = 1$ તરીકે લખી શકાય.
અહીં,$a^2 = 9$ અને $b^2 = 4$.
ઉપવલય માટે,$e^2 = 1 - \frac{4}{9} = \frac{5}{9}$.
નાભિઓ $(\pm \sqrt{5}, 0)$ છે.
અતિવલય માટે,પ્રધાન અક્ષની લંબાઈ $2$ છે,તેથી $a_h = 1$.
અતિવલયનું સમીકરણ $\frac{x^2}{1} - \frac{y^2}{b_h^2} = 1$ છે.
સમનાભિ હોવાથી,$a_h^2 + b_h^2 = 5 \implies 1 + b_h^2 = 5 \implies b_h^2 = 4$.
અતિવલયનું સમીકરણ $4x^2 - y^2 = 4$ છે.
બંને સમીકરણોનો સરવાળો કરતા: $8x^2 + 8y^2 = 40 \implies x^2 + y^2 = 5$.
148
EasyMCQ
જો ઉપવલય $\frac{x^2}{16}+\frac{y^2}{b^2}=1$ અને અતિવલય $\frac{x^2}{9}-\frac{y^2}{16}=-1$ ની ઉત્કેન્દ્રતાનો ગુણાકાર $1$ હોય,તો $b^2=$
A
$\frac{12}{25}$
B
$144$
C
$25$
D
$\frac{144}{25}$

Solution

(D) ઉપવલય $\frac{x^2}{16}+\frac{y^2}{b^2}=1$ માટે,ઉત્કેન્દ્રતા $e_1 = \sqrt{1 - \frac{b^2}{16}}$.
અતિવલય $\frac{x^2}{9}-\frac{y^2}{16}=-1$ ને $\frac{y^2}{16}-\frac{x^2}{9}=1$ તરીકે લખી શકાય,જ્યાં $e_2 = \sqrt{1 + \frac{9}{16}} = \frac{5}{4}$.
આપેલ છે કે $e_1 \cdot e_2 = 1$,તેથી $\sqrt{1 - \frac{b^2}{16}} \cdot \frac{5}{4} = 1$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $(1 - \frac{b^2}{16}) \cdot \frac{25}{16} = 1$.
$1 - \frac{b^2}{16} = \frac{16}{25}$.
$\frac{b^2}{16} = \frac{9}{25}$.
$b^2 = \frac{144}{25}$.

10-2. Parabola, Ellipse, Hyperbola — Mix Examples-Conic Sections · 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.