Gujarati

Geometry of complex numbers Questions in Gujarati

Class 11 Mathematics · 4-1.Complex numbers · Geometry of complex numbers

467+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 467 questions in Gujarati

101
DifficultMCQ
ધારો કે $z_1, z_2, z_3$ એ $|z| = 2$ વર્તુળમાં અંતર્ગત સમબાજુ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ છે. જો $z_1 = 1 + i\sqrt{3}$ હોય,તો $z_3$ અને $z_2$ ની કિંમતો અનુક્રમે શું હશે?
A
$ -2, 1 - i\sqrt{3} $
B
$ 2, 1 + i\sqrt{3} $
C
$ 1 + i\sqrt{3}, -2 $
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) ઉગમબિંદુ પર કેન્દ્ર ધરાવતા વર્તુળમાં અંતર્ગત સમબાજુ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ પ્રથમ શિરોબિંદુને ઉગમબિંદુની આસપાસ $120^\circ$ ($2\pi/3$ રેડિયન) અને $240^\circ$ ($4\pi/3$ રેડિયન) ફેરવીને મેળવી શકાય છે.
આપેલ છે $z_1 = 1 + i\sqrt{3} = 2e^{i\pi/3}$.
અન્ય શિરોબિંદુઓ $z_2 = z_1 e^{i2\pi/3} = 2e^{i\pi/3} e^{i2\pi/3} = 2e^{i\pi} = -2$ છે.
અને $z_3 = z_1 e^{i4\pi/3} = 2e^{i\pi/3} e^{i4\pi/3} = 2e^{i5\pi/3} = 2(\cos(5\pi/3) + i\sin(5\pi/3)) = 1 - i\sqrt{3}$.
આમ,$z_3$ અને $z_2$ ની કિંમતો $1 - i\sqrt{3}$ અને $-2$ છે. વિકલ્પ $A$ સાચો જવાબ છે.
102
DifficultMCQ
જો સંકર સંખ્યા $z = x + iy$ નું ઓછામાં ઓછું એક મૂલ્ય શરત $|z + \sqrt{2}| = a^2 - 3a + 2$ અને અસમતા $|z + i\sqrt{2}| < a^2$ નું પાલન કરે,તો
A
$a > 2$
B
$a = 2$
C
$a < 2$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) શરત $|z + \sqrt{2}| = a^2 - 3a + 2$ એ કેન્દ્ર $A(-\sqrt{2}, 0)$ અને ત્રિજ્યા $R_1 = \sqrt{a^2 - 3a + 2}$ ધરાવતું વર્તુળ દર્શાવે છે.
$R_1$ વ્યાખ્યાયિત થવા માટે,$a^2 - 3a + 2 \ge 0$ હોવું જોઈએ,જેનો અર્થ છે $(a-1)(a-2) \ge 0$,તેથી $a \le 1$ અથવા $a \ge 2$.
અસમતા $|z + i\sqrt{2}| < a^2$ એ કેન્દ્ર $B(0, -\sqrt{2})$ અને ત્રિજ્યા $R_2 = a$ ધરાવતા વર્તુળનો અંદરનો ભાગ દર્શાવે છે.
કેન્દ્રો $A$ અને $B$ વચ્ચેનું અંતર $d = \sqrt{(-\sqrt{2} - 0)^2 + (0 - (-\sqrt{2}))^2} = \sqrt{2 + 2} = 2$ છે.
બંને પ્રદેશોમાં ઓછામાં ઓછું એક સામાન્ય બિંદુ હોય તે માટે,અંતર $d$ એ ત્રિજ્યાઓના સરવાળા કરતા ઓછું હોવું જોઈએ: $d < R_1 + R_2$.
$2 < \sqrt{a^2 - 3a + 2} + a$.
$2 - a < \sqrt{a^2 - 3a + 2}$.
જો $2 - a < 0$ (એટલે કે $a > 2$),તો અસમતા સાચી છે કારણ કે જમણી બાજુ ધન છે.
જો $2 - a \ge 0$ (એટલે કે $a \le 2$),બંને બાજુ વર્ગ કરતા $4 - 4a + a^2 < a^2 - 3a + 2$ મળે,જેનું સાદું રૂપ $-a < -2$ અથવા $a > 2$ થાય છે. આ $a \le 2$ સાથે વિરોધાભાસ ધરાવે છે.
આમ,શરત $a > 2$ માટે સંતોષાય છે.
103
EasyMCQ
જો $z, iz$ અને $z + iz$ એ એક ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ હોય જેનું ક્ષેત્રફળ $2$ એકમ છે,તો $|z|$ નું મૂલ્ય શું છે?
A
$1$
B
$2$
C
$4$
D
$8$

Solution

(B) ધારો કે $z = x + iy$. તો $iz = i(x + iy) = -y + ix$ અને $z + iz = (x - y) + i(x + y)$.
આ શિરોબિંદુઓ $A(x, y)$,$B(-y, x)$,અને $C(x - y, x + y)$ છે.
ત્રિકોણનું ક્ષેત્રફળ $\frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |x(x - (x + y)) + (-y)((x + y) - y) + (x - y)(y - x)|$.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |x(-y) - y(x) + (x - y)(-(x - y))|$.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |-xy - xy - (x - y)^2| = \frac{1}{2} |-2xy - (x^2 - 2xy + y^2)| = \frac{1}{2} |-x^2 - y^2| = \frac{1}{2} |x^2 + y^2| = \frac{1}{2} |z|^2$.
આપેલ છે કે ક્ષેત્રફળ $2$ છે,તેથી $\frac{1}{2} |z|^2 = 2$.
તેથી,$|z|^2 = 4$,જેનો અર્થ છે કે $|z| = 2$.
104
DifficultMCQ
જો ${z^2} + z|z| + |z|^2 = 0$ હોય,તો $z$ નો બિંદુપથ શું છે?
A
$A$. એક વર્તુળ
B
$B$. એક સીધી રેખા
C
$C$. બે સીધી રેખાઓની જોડ
D
$D$. આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(C) આપેલ સમીકરણ: ${z^2} + z|z| + |z|^2 = 0$
$|z|^2$ વડે ભાગતા ($z \neq 0$ ધારીને):
${\left( {\frac{z}{|z|}} \right)^2} + \frac{z}{|z|} + 1 = 0$
ધારો કે $u = \frac{z}{|z|}$. તો $u^2 + u + 1 = 0$.
તેના ઉકેલ $u = \omega$ અથવા $u = \omega^2$ છે,જ્યાં $\omega = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}$.
કિસ્સો $1$: $\frac{z}{|z|} = \omega = -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}$
$z = |z|\left( -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} \right)$
$x + iy = -\frac{1}{2}|z| + i\frac{\sqrt{3}}{2}|z|$
વાસ્તવિક અને કાલ્પનિક ભાગોની સરખામણી કરતા: $x = -\frac{1}{2}|z|$ અને $y = \frac{\sqrt{3}}{2}|z|$.
આમ,$y = -\sqrt{3}x$,અથવા $y + \sqrt{3}x = 0$.
કિસ્સો $2$: $\frac{z}{|z|} = \omega^2 = -\frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2}$
$x + iy = -\frac{1}{2}|z| - i\frac{\sqrt{3}}{2}|z|$
વાસ્તવિક અને કાલ્પનિક ભાગોની સરખામણી કરતા: $x = -\frac{1}{2}|z|$ અને $y = -\frac{\sqrt{3}}{2}|z|$.
આમ,$y = \sqrt{3}x$,અથવા $y - \sqrt{3}x = 0$.
બંનેને જોડતા,બિંદુપથ બે સીધી રેખાઓની જોડ છે: $(y + \sqrt{3}x)(y - \sqrt{3}x) = 0$,જે $y^2 - 3x^2 = 0$ માં પરિણમે છે.
105
EasyMCQ
બિંદુ $(-\sqrt{3}, 1)$ ના ધ્રુવીય યામ કયા છે?
A
$(2, 5\pi/6)$
B
$(2, 7\pi/6)$
C
$(2, \pi/6)$
D
$(2, 11\pi/6)$

Solution

(A) આપેલ બિંદુ $(x, y) = (-\sqrt{3}, 1)$ છે.
ધ્રુવીય યામ $(r, \theta)$ શોધવા માટે,આપણે $r = \sqrt{x^2 + y^2}$ નો ઉપયોગ કરીએ છીએ.
$r = \sqrt{(-\sqrt{3})^2 + (1)^2} = \sqrt{3 + 1} = \sqrt{4} = 2$.
બિંદુ $(-\sqrt{3}, 1)$ બીજા ચરણમાં હોવાથી,ખૂણો $\theta$ એ $\tan \theta = y/x = 1/(-\sqrt{3})$ દ્વારા મળે છે.
આમ,$\theta = \pi - \pi/6 = 5\pi/6$.
તેથી,ધ્રુવીય યામ $(2, 5\pi/6)$ છે.
106
MediumMCQ
જો $|z + 4| \le 3$ હોય,તો $|z + 1|$ ની મહત્તમ કિંમત કેટલી થાય?
A
$6$
B
$0$
C
$4$
D
$10$

Solution

(A) અસમતા $|z - (-4)| \le 3$ એ એવા તમામ બિંદુઓ $z$ નો સમૂહ દર્શાવે છે જે કેન્દ્ર $C(-4, 0)$ અને ત્રિજ્યા $r = 3$ ધરાવતા વર્તુળ પર અથવા તેની અંદર આવેલા છે.
આપણે $|z - (-1)|$ ની મહત્તમ કિંમત શોધવી છે,જે $z$ અને બિંદુ $A(-1, 0)$ વચ્ચેનું અંતર દર્શાવે છે.
કેન્દ્ર $C(-4, 0)$ અને બિંદુ $A(-1, 0)$ વચ્ચેનું અંતર $d = \sqrt{(-1 - (-4))^2 + (0 - 0)^2} = \sqrt{3^2} = 3$ છે.
વર્તુળની અંદર અથવા તેના પરના કોઈપણ બિંદુ $z$ થી બિંદુ $A$ સુધીનું મહત્તમ અંતર $d + r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,મહત્તમ કિંમત $3 + 3 = 6$ છે.
Solution diagram
107
MediumMCQ
સંકર સંખ્યાઓ $z$ ની સંખ્યા શોધો કે જેથી $|z - 1| = |z + 1| = |z - i|$ થાય.
A
$1$
B
$2$
C
$\infty$
D
$0$

Solution

(A) ધારો કે $z = x + iy$. આપેલ શરત $|z - 1| = |z + 1| = |z - i|$ છે.
$|z - 1| = |z + 1|$ પરથી,આપણને $|x - 1 + iy| = |x + 1 + iy|$ મળે છે,જેનો અર્થ થાય છે $(x - 1)^2 + y^2 = (x + 1)^2 + y^2$.
આનું વિસ્તરણ કરતા,$x^2 - 2x + 1 + y^2 = x^2 + 2x + 1 + y^2$,જેનું સાદું રૂપ $4x = 0$ થાય છે,તેથી $x = 0$.
હવે,$|z + 1| = |z - i|$ પરથી,આપણને $|x + 1 + iy| = |x + i(y - 1)|$ મળે છે,જેનો અર્થ થાય છે $(x + 1)^2 + y^2 = x^2 + (y - 1)^2$.
$x = 0$ મૂકતા,આપણને $(0 + 1)^2 + y^2 = 0^2 + (y - 1)^2$ મળે છે.
$1 + y^2 = y^2 - 2y + 1$.
આનું સાદું રૂપ $-2y = 0$ થાય છે,તેથી $y = 0$.
આમ,શરતનું પાલન કરતી એકમાત્ર સંકર સંખ્યા $z = 0 + 0i = 0$ છે.
તેથી,આવી માત્ર $1$ સંકર સંખ્યા છે.
108
DifficultMCQ
જો $z \neq 1$ અને $\frac{z^2}{z-1}$ વાસ્તવિક હોય,તો સંકર સંખ્યા $z$ દ્વારા દર્શાવતું બિંદુ ક્યાં આવેલું છે?
A
કાં તો વાસ્તવિક અક્ષ પર અથવા ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતા વર્તુળ પર
B
ઉગમબિંદુ પર કેન્દ્ર ધરાવતા વર્તુળ પર
C
કાં તો વાસ્તવિક અક્ષ પર અથવા ઉગમબિંદુમાંથી પસાર ન થતા વર્તુળ પર
D
કાલ્પનિક અક્ષ પર

Solution

(A) આપેલ છે કે $\frac{z^2}{z-1}$ વાસ્તવિક છે,તેથી તે તેના અનુબદ્ધ (conjugate) જેટલું જ હોય: $\frac{z^2}{z-1} = \frac{\overline{z}^2}{\overline{z}-1}$.
ગુણાકાર કરતા: $z^2(\overline{z}-1) = \overline{z}^2(z-1)$.
પદોને વિસ્તૃત કરતા: $z^2\overline{z} - z^2 = \overline{z}^2z - \overline{z}^2$.
પદોને ગોઠવતા: $z^2\overline{z} - \overline{z}^2z - z^2 + \overline{z}^2 = 0$.
અવયવ પાડતા: $z\overline{z}(z-\overline{z}) - (z-\overline{z})(z+\overline{z}) = 0$.
$(z-\overline{z})(z\overline{z} - (z+\overline{z})) = 0$.
આનો અર્થ એ છે કે કાં તો $z-\overline{z} = 0$ અથવા $z\overline{z} - z - \overline{z} = 0$.
$z-\overline{z} = 0$ સૂચવે છે કે $z$ વાસ્તવિક છે (વાસ્તવિક અક્ષ પર છે).
$z\overline{z} - z - \overline{z} = 0$ ને $(z-1)(\overline{z}-1) = 1$ તરીકે લખી શકાય,એટલે કે $|z-1|^2 = 1$,જે $1$ કેન્દ્ર અને $1$ ત્રિજ્યા ધરાવતું વર્તુળ છે. આ વર્તુળ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થાય છે કારણ કે $|0-1| = 1$.
આમ,$z$ વાસ્તવિક અક્ષ પર અથવા ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતા વર્તુળ પર આવેલું છે.
109
MediumMCQ
જો $z$ એક એવી સંકર સંખ્યા હોય કે જેથી $|z| \ge 2$ થાય,તો $|z + \frac{1}{2}|$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય:
A
$\frac{5}{2}$ કરતા મોટું છે
B
$\frac{3}{2}$ કરતા મોટું પણ $\frac{5}{2}$ કરતા નાનું છે
C
$\frac{5}{2}$ ની બરાબર છે
D
અંતરાલ $(1, 2)$ માં આવેલું છે

Solution

(D) આપેલ છે કે $|z| \ge 2$,જે $(0, 0)$ કેન્દ્ર અને $2$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળ પર અથવા તેની બહારનો વિસ્તાર દર્શાવે છે.
પદ $|z + \frac{1}{2}|$ એ સંકર સંખ્યા $z$ અને બિંદુ $-\frac{1}{2}$ વચ્ચેનું અંતર દર્શાવે છે.
$|z - (-\frac{1}{2})|$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય શોધવા માટે,આપણે બિંદુ $-\frac{1}{2}$ થી વર્તુળ $|z| = 2$ ની સીમા સુધીનું અંતર ધ્યાનમાં લઈએ છીએ.
ઉગમબિંદુ $(0, 0)$ થી બિંદુ $-\frac{1}{2}$ સુધીનું અંતર $\frac{1}{2}$ છે.
કારણ કે બિંદુ $-\frac{1}{2}$ એ વર્તુળ $|z| = 2$ ની અંદર આવેલું છે,તેથી બિંદુ $-\frac{1}{2}$ થી વર્તુળ પરના કોઈપણ બિંદુ $z$ સુધીનું ન્યૂનતમ અંતર $R - d$ દ્વારા મળે છે,જ્યાં $R = 2$ એ ત્રિજ્યા છે અને $d = \frac{1}{2}$ એ ઉગમબિંદુથી બિંદુનું અંતર છે.
ન્યૂનતમ મૂલ્ય = $2 - \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$.
આમ,$\frac{3}{2} = 1.5$,જે અંતરાલ $(1, 2)$ માં આવે છે,તેથી સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
110
DifficultMCQ
એક સંકર સંખ્યા $z$ ને યુનિમોડ્યુલર કહેવામાં આવે છે જો $|z| = 1$ હોય. ધારો કે $z_1$ અને $z_2$ એવી સંકર સંખ્યાઓ છે કે જેથી $\frac{z_1 - 2z_2}{2 - z_1 \overline{z_2}}$ યુનિમોડ્યુલર છે અને $z_2$ યુનિમોડ્યુલર નથી. તો બિંદુ $z_1$ શેના પર આવેલું છે?
A
$\sqrt{2}$ ત્રિજ્યાનું વર્તુળ
B
$x$-અક્ષને સમાંતર સીધી રેખા
C
$y$-અક્ષને સમાંતર સીધી રેખા
D
$2$ ત્રિજ્યાનું વર્તુળ

Solution

(D) આપેલ છે કે $\left|\frac{z_1 - 2z_2}{2 - z_1 \overline{z_2}}\right| = 1$.
આનો અર્થ એ છે કે $|z_1 - 2z_2|^2 = |2 - z_1 \overline{z_2}|^2$.
$|w|^2 = w \overline{w}$ ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરતા:
$(z_1 - 2z_2)(\overline{z_1} - 2\overline{z_2}) = (2 - z_1 \overline{z_2})(2 - \overline{z_1} z_2)$.
બંને બાજુ વિસ્તરણ કરતા:
$|z_1|^2 + 4|z_2|^2 = 4 + |z_1|^2 |z_2|^2$.
પદોને ગોઠવતા:
$|z_1|^2 - |z_1|^2 |z_2|^2 + 4|z_2|^2 - 4 = 0$.
$(|z_1|^2 - 4)(1 - |z_2|^2) = 0$.
આપેલ છે કે $z_2$ યુનિમોડ્યુલર નથી,તેથી $|z_2| \neq 1$,એટલે કે $1 - |z_2|^2 \neq 0$.
તેથી,$|z_1|^2 = 4$,જેનો અર્થ છે કે $|z_1| = 2$.
આ $2$ ત્રિજ્યાનું વર્તુળ દર્શાવે છે.
111
DifficultMCQ
સંકર સંખ્યાઓ $z_1, z_2$ અને $z_3$ જે $\frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} = \frac{1 - i\sqrt{3}}{2}$ નું સમાધાન કરે છે,તે ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ છે જે
A
ક્ષેત્રફળ = $0$ ધરાવે છે
B
કાટકોણ સમદ્વિબાજુ છે
C
સમબાજુ છે
D
ગુરુકોણ સમદ્વિબાજુ છે

Solution

(C) આપેલ છે $\frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} = \frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2}$.
બંને બાજુ માનાંક લેતા,આપણને મળે $\left| \frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} \right| = \sqrt{\left( \frac{1}{2} \right)^2 + \left( -\frac{\sqrt{3}}{2} \right)^2} = \sqrt{\frac{1}{4} + \frac{3}{4}} = 1$.
આનો અર્થ એ છે કે $|z_1 - z_3| = |z_2 - z_3|$,એટલે કે ત્રિકોણની બે બાજુઓ સમાન છે.
હવે,સંકર સંખ્યાનો કોણાંક $\text{amp}\left( \frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} \right) = \tan^{-1}\left( \frac{-\sqrt{3}/2}{1/2} \right) = \tan^{-1}(-\sqrt{3}) = -\frac{\pi}{3}$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે બાજુઓ $z_1 - z_3$ અને $z_2 - z_3$ વચ્ચેનો ખૂણો $60^\circ$ છે.
બે બાજુઓ સમાન હોવાથી અને તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $60^\circ$ હોવાથી,ત્રિકોણ સમબાજુ છે.
112
DifficultMCQ
ધારો કે ${z_1}$ અને ${z_2}$ એ સમીકરણ ${z^2 + az + b = 0}$ ના બે બીજ છે,જ્યાં ${z}$ એ સંકર સંખ્યા છે. વધુમાં,ધારો કે ઉગમબિંદુ,${z_1}$ અને ${z_2}$ એક સમબાજુ ત્રિકોણ બનાવે છે. તો:
A
${a^2 = b}$
B
${a^2 = 2b}$
C
${a^2 = 3b}$
D
${a^2 = 4b}$

Solution

(C) આપેલ છે કે ${z_1}$ અને ${z_2}$ એ સમીકરણ ${z^2 + az + b = 0}$ ના બીજ છે.
વિયેટાના સૂત્રો મુજબ,${z_1 + z_2 = -a}$ અને ${z_1 z_2 = b}$ મળે છે.
ઉગમબિંદુ $({z_3 = 0})$,${z_1}$,અને ${z_2}$ સમબાજુ ત્રિકોણ બનાવે છે,તેથી શરત ${z_1^2 + z_2^2 + z_3^2 = z_1 z_2 + z_2 z_3 + z_3 z_1}$ છે.
${z_3 = 0}$ મૂકતા,${z_1^2 + z_2^2 = z_1 z_2}$ મળે છે.
બંને બાજુ ${2 z_1 z_2}$ ઉમેરતા,${z_1^2 + z_2^2 + 2 z_1 z_2 = 3 z_1 z_2}$ મળે છે.
આથી ${(z_1 + z_2)^2 = 3 z_1 z_2}$ થાય છે.
કિંમતો મૂકતા,${(-a)^2 = 3b}$ એટલે કે ${a^2 = 3b}$ મળે છે.
113
MediumMCQ
એક સંકર સંખ્યા $z$ એવી છે કે $arg\left( \frac{z - 2}{z + 2} \right) = \frac{\pi}{3}$ થાય છે. આ સંકર સંખ્યા દર્શાવતા બિંદુઓ શેના પર આવેલા હશે?
A
$\text{ઉપવલય}$
B
$\text{પરવલય}$
C
$\text{વર્તુળ}$
D
$\text{સીધી રેખા}$

Solution

(C) ધારો કે $z = x + iy$. આપેલ શરત $arg\left( \frac{z - 2}{z + 2} \right) = \frac{\pi}{3}$ છે.
$z = x + iy$ મુકતા, $\frac{(x - 2) + iy}{(x + 2) + iy} = \frac{((x - 2) + iy)((x + 2) - iy)}{(x + 2)^2 + y^2} = \frac{(x^2 + y^2 - 4) + i(4y)}{(x + 2)^2 + y^2}$ મળે.
$arg(w) = \theta$ હોવાથી, $\tan(\theta) = \frac{Im(w)}{Re(w)}$ થાય.
તેથી, $\frac{4y}{x^2 + y^2 - 4} = \tan\left(\frac{\pi}{3}\right) = \sqrt{3}$.
$4y = \sqrt{3}(x^2 + y^2 - 4)$.
પદોને ગોઠવતા, $\sqrt{3}x^2 + \sqrt{3}y^2 - 4y - 4\sqrt{3} = 0$ મળે.
આ એક વર્તુળનું સમીકરણ છે.
114
MediumMCQ
જો $|z + 4| \le 3$ હોય,તો $|z + 1|$ ની મહત્તમ અને ન્યૂનતમ કિંમત શું થાય?
A
$6, -6$
B
$6, 0$
C
$7, 2$
D
$0, -1$

Solution

(B) આપેલ છે $|z + 4| \le 3$.
ધારો કે $w = z + 4$. તો $|w| \le 3$.
આપણે $|z + 1|$ ની રેન્જ શોધવી છે.
નોંધો કે $z + 1 = (z + 4) - 3$.
ત્રિકોણ અસમતા મુજબ,$||z + 4| - |-3|| \le |z + 1| \le |z + 4| + |-3|$.
$|z + 4| \le 3$ મૂકતા:
$|3 - 3| \le |z + 1| \le 3 + 3$.
$0 \le |z + 1| \le 6$.
આમ,મહત્તમ કિંમત $6$ અને ન્યૂનતમ કિંમત $0$ છે.
115
MediumMCQ
જો સંકર સંખ્યા $z = x + iy$ એવી રીતે લેવામાં આવે કે જેથી અપૂર્ણાંક $\frac{z - 1}{z + 1}$ નો કોણાંક (amplitude) હંમેશા $\frac{\pi}{4}$ હોય,તો:
A
$x^2 + y^2 + 2y = 1$
B
$x^2 + y^2 - 2y = 0$
C
$x^2 + y^2 + 2y = -1$
D
$x^2 + y^2 - 2y = 1$

Solution

(D) ધારો કે $z = x + iy$. તો $\frac{z - 1}{z + 1} = \frac{(x - 1) + iy}{(x + 1) + iy}$.
છેદની અનુબદ્ધ સંકર સંખ્યા $(x + 1) - iy$ વડે અંશ અને છેદને ગુણતા:
$\frac{z - 1}{z + 1} = \frac{((x - 1) + iy)((x + 1) - iy)}{(x + 1)^2 + y^2} = \frac{(x^2 + y^2 - 1) + i(2y)}{(x + 1)^2 + y^2}$.
આપેલ છે કે કોણાંક $\frac{\pi}{4}$ છે,તેથી $\tan(\frac{\pi}{4}) = \frac{\text{કાલ્પનિક ભાગ}}{\text{વાસ્તવિક ભાગ}} = \frac{2y}{x^2 + y^2 - 1}$.
$\tan(\frac{\pi}{4}) = 1$ હોવાથી,$1 = \frac{2y}{x^2 + y^2 - 1}$.
તેથી,$x^2 + y^2 - 1 = 2y$,જેનું સાદું રૂપ $x^2 + y^2 - 2y = 1$ થાય છે.
116
EasyMCQ
જો સંકર સંખ્યાઓ $z_1, z_2, z_3$ એ સમબાજુ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ દર્શાવે છે કે જેથી $|z_1| = |z_2| = |z_3|$ થાય,તો $z_1 + z_2 + z_3 = $
A
$0$
B
$1$
C
$-1$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) ધારો કે સંકર સંખ્યાઓ $z_1, z_2, z_3$ એ સમબાજુ ત્રિકોણ $ABC$ ના શિરોબિંદુઓ $A, B, C$ દર્શાવે છે.
$|z_1| = |z_2| = |z_3|$ હોવાથી,ઉગમબિંદુ $O$ એ બધા શિરોબિંદુઓ $A, B, C$ થી સમાન અંતરે છે.
આનો અર્થ એ છે કે ઉગમબિંદુ $O$ એ સમબાજુ ત્રિકોણ $ABC$ નું પરિકેન્દ્ર છે.
સમબાજુ ત્રિકોણ માટે,પરિકેન્દ્ર,મધ્યકેન્દ્ર અને લંબકેન્દ્ર એક જ બિંદુ પર હોય છે.
જો $G$ એ મધ્યકેન્દ્ર હોય,તો $G = \frac{z_1 + z_2 + z_3}{3}$.
મધ્યકેન્દ્ર $G$ એ પરિકેન્દ્ર $O$ (જે ઉગમબિંદુ $0$ છે) સાથે સંપાતી હોવાથી,$\frac{z_1 + z_2 + z_3}{3} = 0$ મળે.
તેથી,$z_1 + z_2 + z_3 = 0$.
117
AdvancedMCQ
આર્ગેન્ડ સમતલમાં બિંદુ $z$ નો બિંદુપથ જે સમીકરણ $|z - (1 - i)| - |z - (2 + i)| = 3$ નું સમાધાન કરે છે તે:
A
$3$ ત્રિજ્યા અને $z = 3/2$ કેન્દ્ર ધરાવતું વર્તુળ છે
B
$1 - i$ અને $2 + i$ પર નાભિઓ અને $3$ જેટલી મુખ્ય ધરી ધરાવતું ઉપવલય છે
C
$1 - i$ અને $2 + i$ પર નાભિઓ અને $3$ જેટલી અનુપ્રસ્થ ધરી ધરાવતું અતિવલય છે
D
ઉપરનામાંથી કોઈ પણ નહીં

Solution

(D) ધારો કે $F_1$ બિંદુ $(1, -1)$ છે અને $F_2$ બિંદુ $(2, 1)$ છે.
આપેલ સમીકરણ $|z - F_1| - |z - F_2| = 3$ છે,જે બે નિશ્ચિત બિંદુઓથી અંતરનો તફાવત દર્શાવે છે.
નાભિઓ $F_1$ અને $F_2$ વચ્ચેનું અંતર $d = |F_1F_2| = \sqrt{(2 - 1)^2 + (1 - (-1))^2} = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5}$ છે.
$|PF_1 - PF_2| = 2a$ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત અતિવલય માટે,શરત $2a < d$ સંતોષાવી જોઈએ,જ્યાં $2a$ એ અનુપ્રસ્થ ધરીની લંબાઈ છે.
અહીં,$2a = 3$ અને $d = \sqrt{5} \approx 2.236$ છે.
કારણ કે $3 > \sqrt{5}$,તેથી શરત $2a < d$ નું પાલન થતું નથી.
તેથી,આર્ગેન્ડ સમતલમાં એવું કોઈ બિંદુ $z$ અસ્તિત્વ ધરાવતું નથી જે આપેલ સમીકરણનું સમાધાન કરે.
118
AdvancedMCQ
જો $x + iy = \sqrt{\phi + i\psi}$,જ્યાં $i = \sqrt{-1}$ અને $\phi$ તથા $\psi$ એ શૂન્યતર વાસ્તવિક પ્રાચલો છે,તો $\phi = \text{constant}$ અને $\psi = \text{constant}$ એ લંબ અતિવલયની બે પ્રણાલીઓ દર્શાવે છે જે કેટલા ખૂણે છેદે છે?
A
$\frac{\pi}{6}$
B
$\frac{\pi}{3}$
C
$\frac{\pi}{4}$
D
$\frac{\pi}{2}$

Solution

(D) આપેલ છે કે $x + iy = \sqrt{\phi + i\psi}$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$(x + iy)^2 = \phi + i\psi$ મળે.
$x^2 - y^2 + 2xyi = \phi + i\psi$.
વાસ્તવિક અને કાલ્પનિક ભાગોને સરખાવતા,$x^2 - y^2 = \phi$ અને $2xy = \psi$ મળે.
આ લંબ અતિવલયના બે કુટુંબો દર્શાવે છે.
ધારો કે $f(x, y) = x^2 - y^2 - \phi = 0$ અને $g(x, y) = 2xy - \psi = 0$.
પ્રથમ વક્રનો ઢાળ $\nabla f = (2x, -2y)$ અને બીજા વક્રનો ઢાળ $\nabla g = (2y, 2x)$ છે.
ઢાળનો ડોટ ગુણાકાર $(2x)(2y) + (-2y)(2x) = 4xy - 4xy = 0$ થાય છે.
ડોટ ગુણાકાર $0$ હોવાથી,વક્રો લંબ છે,એટલે કે તેઓ $\frac{\pi}{2}$ ના ખૂણે છેદે છે.
119
AdvancedMCQ
આપેલ છે કે $z$ એક એવી સંકર સંખ્યા છે કે જેથી $|z| < 2$,તો $|iz + 6 - 8i|$ નું મહત્તમ મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$10$
B
$8$
C
$12$
D
$6$

Solution

(C) આપણને $|z| < 2$ આપેલ છે. આપણે $|iz + 6 - 8i|$ નું મહત્તમ મૂલ્ય શોધવાનું છે.
ત્રિકોણ અસમતા $|z_1 + z_2| \leq |z_1| + |z_2|$ નો ઉપયોગ કરતા:
$|iz + 6 - 8i| = |iz - (8i - 6)| \leq |iz| + |6 - 8i|$.
અહીં $|iz| = |i| |z| = 1 \cdot |z| < 2$ અને $|6 - 8i| = \sqrt{6^2 + (-8)^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10$.
તેથી,$|iz + 6 - 8i| < 2 + 10 = 12$.
જેમ $|z|$ એ $2$ ની નજીક પહોંચે છે,તેમ $|iz + 6 - 8i|$ નું મૂલ્ય $12$ ની નજીક પહોંચે છે.
120
AdvancedMCQ
કોઈપણ પૂર્ણાંક $k$ માટે,ધારો કે $w_k = \cos \left( \frac{k\pi}{11} \right) + i \sin \left( \frac{k\pi}{11} \right)$,જ્યાં $i = \sqrt{-1}$. પદાવલિ $\frac{\sum_{k=1}^8 |w_{2k+1} - w_{2k}|}{\sum_{k=1}^4 |w_{3k-1} - w_{3k-2}|}$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) આપેલ છે કે $w_k = e^{i \frac{k\pi}{11}}$.
નોંધો કે $|w_{m} - w_{n}| = |e^{i \frac{m\pi}{11}} - e^{i \frac{n\pi}{11}}| = |e^{i \frac{(m-n)\pi}{11}} - 1| = 2 |\sin \frac{(m-n)\pi}{22}|$.
અંશ માટે: $\sum_{k=1}^8 |w_{2k+1} - w_{2k}| = \sum_{k=1}^8 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1| = 8 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|$.
છેદ માટે: $\sum_{k=1}^4 |w_{3k-1} - w_{3k-2}| = \sum_{k=1}^4 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1| = 4 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|$.
તેથી,ગુણોત્તર $\frac{8 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|}{4 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|} = \frac{8}{4} = 2$ થાય.
Solution diagram
121
AdvancedMCQ
જો $\left| \frac{z - 1}{z - 4} \right| = 2$ અને $\left| \frac{w - 4}{w - 1} \right| = 2$ હોય,તો $|z - w|_{\max} + |z - w|_{\min}$ ની કિંમત શોધો.
A
$8$
B
$9$
C
$10$
D
$11$

Solution

(A) આપેલ છે કે $\left| \frac{z - 1}{z - 4} \right| = 2$ અને $\left| \frac{w - 4}{w - 1} \right| = 2$.
આપેલ આકૃતિ પરથી,$z$ અને $w$ ના બિંદુઓ વર્તુળો દર્શાવે છે.
કેન્દ્રો વચ્ચેનું અંતર $d = 4$ છે અને બંને વર્તુળોની ત્રિજ્યા $r_1 = 2$ અને $r_2 = 2$ છે.
તેથી,$|z - w|_{\max} = d + r_1 + r_2 = 4 + 2 + 2 = 8$.
અને $|z - w|_{\min} = |d - (r_1 + r_2)| = |4 - (2 + 2)| = 0$.
તેથી,$|z - w|_{\max} + |z - w|_{\min} = 8 + 0 = 8$.
Solution diagram
122
AdvancedMCQ
સીધી રેખા $z = -i \bar{z}$ માં સંકર સંખ્યા $(3 + 2i)$ નું પ્રતિબિંબ શું છે?
A
$(-2 - 3i)$
B
$(2 - 3i)$
C
$(2 + 3i)$
D
$(i + 5)$

Solution

(A) ધારો કે $z = x + iy$. આપેલી રેખા $z = -i \bar{z}$ છે.
$z = x + iy$ અને $\bar{z} = x - iy$ મૂકતા:
$x + iy = -i(x - iy) = -ix - i^2y = -ix + y$.
વાસ્તવિક અને કાલ્પનિક ભાગોને સરખાવતા,આપણને $x = y$ અને $y = -x$ મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $x + y = 0$.
આપણે રેખા $x + y = 0$ માં બિંદુ $(3, 2)$ નું પ્રતિબિંબ શોધવાનું છે.
ધારો કે પ્રતિબિંબિત બિંદુ $(\alpha, \beta)$ છે.
$(3, 2)$ અને $(\alpha, \beta)$ ને જોડતા રેખાખંડનું મધ્યબિંદુ રેખા $x + y = 0$ પર આવેલું છે:
$\frac{\alpha + 3}{2} + \frac{\beta + 2}{2} = 0 \Rightarrow \alpha + \beta + 5 = 0$.
$(3, 2)$ અને $(\alpha, \beta)$ ને જોડતી રેખાનો ઢાળ $x + y = 0$ ના ઢાળ (જે $-1$ છે) ને લંબ હોવો જોઈએ:
$\frac{\beta - 2}{\alpha - 3} = 1$ $\Rightarrow \beta - 2 = \alpha - 3$ $\Rightarrow \beta = \alpha - 1$.
$\beta = \alpha - 1$ ને $\alpha + \beta + 5 = 0$ માં મૂકતા:
$\alpha + (\alpha - 1) + 5 = 0$ $\Rightarrow 2\alpha + 4 = 0$ $\Rightarrow \alpha = -2$.
તેથી $\beta = -2 - 1 = -3$.
પ્રતિબિંબિત બિંદુ $(-2, -3)$ છે,જે સંકર સંખ્યા $(-2 - 3i)$ ને અનુરૂપ છે.
Solution diagram
123
AdvancedMCQ
ધારો કે $z_1$ અને $z_2$ એ બે સંકર સંખ્યાઓ છે અને તે સમીકરણ $z^2 + az + b = 0$ ના બીજ છે. જો $O$ ઉગમબિંદુ હોય અને $OA = OB$ તથા $a^2 = \lambda b \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ હોય,જ્યાં $\alpha$ એ $\angle AOB$ ખૂણો છે,તો $\lambda$ ની કિંમત શોધો:
Question diagram
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(D) આપેલ છે કે $z_1$ અને $z_2$ એ $z^2 + az + b = 0$ ના બીજ છે,તેથી $z_1 + z_2 = -a$ અને $z_1 z_2 = b$ મળે.
$OA = OB$ અને તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $\alpha$ હોવાથી,આપણે $z_2 = z_1 e^{i \alpha}$ લખી શકીએ.
તેથી $\frac{z_2}{z_1} = e^{i \alpha}$ મળે.
હવે,$\frac{a^2}{b} = \frac{(z_1 + z_2)^2}{z_1 z_2} = \frac{z_1^2 + z_2^2 + 2z_1 z_2}{z_1 z_2} = \frac{z_1}{z_2} + \frac{z_2}{z_1} + 2$.
$\frac{z_2}{z_1} = e^{i \alpha}$ મૂકતા,$\frac{a^2}{b} = e^{-i \alpha} + e^{i \alpha} + 2 = 2 \cos \alpha + 2$ મળે.
નિત્યસમ $1 + \cos \alpha = 2 \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા,$\frac{a^2}{b} = 2(1 + \cos \alpha) = 2(2 \cos^2 \frac{\alpha}{2}) = 4 \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ મળે.
આમ,$a^2 = 4b \cos^2 \frac{\alpha}{2}$.
આને $a^2 = \lambda b \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ સાથે સરખાવતા,$\lambda = 4$ મળે.
124
AdvancedMCQ
$z_1$ અને $z_2$ એ $3z^2 + 3z + b = 0$ ના બીજ છે. જો ઉગમબિંદુ,$A(z_1)$ અને $B(z_2)$ સમબાજુ ત્રિકોણ બનાવે,તો $b$ ની કિંમત કેટલી થાય?
A
$0$
B
$1$
C
$2$
D
$3$

Solution

(B) આપેલ દ્વિઘાત સમીકરણ $3z^2 + 3z + b = 0$ માટે,બીજ $z_1$ અને $z_2$ નો સરવાળો અને ગુણાકાર:
$z_1 + z_2 = -\frac{3}{3} = -1$
$z_1 z_2 = \frac{b}{3}$
ત્રણ સંકર સંખ્યાઓ $z_1, z_2, z_3$ સમબાજુ ત્રિકોણ બનાવે તેની શરત $z_1^2 + z_2^2 + z_3^2 = z_1 z_2 + z_2 z_3 + z_3 z_1$ છે.
અહીં,શિરોબિંદુઓ $z_1, z_2$ અને ઉગમબિંદુ $z_3 = 0$ છે.
શરતમાં $z_3 = 0$ મૂકતા:
$z_1^2 + z_2^2 + 0^2 = z_1 z_2 + z_2(0) + (0)z_1$
$z_1^2 + z_2^2 = z_1 z_2$
બંને બાજુ $z_1 z_2$ ઉમેરતા:
$(z_1 + z_2)^2 - 2z_1 z_2 = z_1 z_2$
$(z_1 + z_2)^2 = 3z_1 z_2$
બીજના સરવાળા અને ગુણાકારની કિંમતો મૂકતા:
$(-1)^2 = 3 \left(\frac{b}{3}\right)$
$1 = b$
આમ,$b$ ની કિંમત $1$ છે.
Solution diagram
125
AdvancedMCQ
જો $\mu = \frac{2z + 5i}{z - 3}$ અને $|\mu| = 2$ હોય,તો $z$ નો બિંદુપથ શું છે?
A
સીધી રેખા
B
વર્તુળ
C
પરવલય
D
ઉપવલય

Solution

(A) આપેલ છે કે $\mu = \frac{2z + 5i}{z - 3}$ અને $|\mu| = 2$.
બંને બાજુ માનાંક લેતા: $\left| \frac{2z + 5i}{z - 3} \right| = 2$.
આનો અર્થ એ થાય કે $|2z + 5i| = 2|z - 3|$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $|2z + 5i|^2 = 4|z - 3|^2$.
ધારો કે $z = x + iy$. તો $|2(x + iy) + 5i|^2 = 4|x + iy - 3|^2$.
$|2x + i(2y + 5)|^2 = 4|(x - 3) + iy|^2$.
$(2x)^2 + (2y + 5)^2 = 4((x - 3)^2 + y^2)$.
$4x^2 + 4y^2 + 20y + 25 = 4(x^2 - 6x + 9 + y^2)$.
$4x^2 + 4y^2 + 20y + 25 = 4x^2 - 24x + 36 + 4y^2$.
$20y + 25 = -24x + 36$.
$24x + 20y - 11 = 0$.
આ એક સીધી રેખાનું સમીકરણ છે.
126
AdvancedMCQ
$\text{Arg}(z + i) - \text{Arg}(z - i) = \frac{2\pi}{3}$ દ્વારા આપવામાં આવેલ $z$ ના બિંદુપથ અને કાલ્પનિક અક્ષ દ્વારા ઘેરાયેલા પ્રદેશનું ક્ષેત્રફળ શોધો:
A
$\frac{2\pi}{9} - \frac{1}{\sqrt{3}}$
B
$\frac{4\pi}{9} - \frac{1}{\sqrt{3}}$
C
$\frac{2\pi}{9} - \frac{2}{\sqrt{3}}$
D
$\frac{4\pi}{9} - \frac{2}{\sqrt{3}}$

Solution

(B) $\text{Arg}\left(\frac{z+i}{z-i}\right) = \frac{2\pi}{3}$ નું પાલન કરતા $z$ નો બિંદુપથ એક વર્તુળનો ચાપ છે.
ધારો કે $z = x + iy$. બિંદુઓ $A(0, -1)$ અને $B(0, 1)$ નિશ્ચિત છે.
ચાપ પરના કોઈપણ બિંદુ $z$ પર જીવા $AB$ દ્વારા બનતો ખૂણો $\alpha = \frac{2\pi}{3}$ છે.
વર્તુળનું કેન્દ્ર વાસ્તવિક અક્ષ પર $C\left(-\cot\left(\frac{2\pi}{3}\right), 0\right) = C\left(-\frac{1}{\sqrt{3}}, 0\right)$ પર આવેલું છે.
ત્રિજ્યા $R = \frac{AB}{2\sin(\alpha)} = \frac{2}{2\sin(2\pi/3)} = \frac{2}{\sqrt{3}}$ છે.
વર્તુળાકાર ખંડનું ક્ષેત્રફળ $\frac{1}{2}R^2(\theta - \sin \theta)$ દ્વારા મળે છે,જ્યાં $\theta$ એ કેન્દ્રિય ખૂણો છે.
કેન્દ્રિય ખૂણો $\theta = 2(\pi - \alpha) = 2(\pi - 2\pi/3) = 2\pi/3$.
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} \left(\frac{2}{\sqrt{3}}\right)^2 \left(\frac{2\pi}{3} - \sin\left(\frac{2\pi}{3}\right)\right) = \frac{2}{3} \left(\frac{2\pi}{3} - \frac{\sqrt{3}}{2}\right) = \frac{4\pi}{9} - \frac{1}{\sqrt{3}}$.
Solution diagram
127
AdvancedMCQ
જો $z_1, z_2, z_3$ એ આર્ગેન્ડ સમતલમાં ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ હોય કે જેથી $|z_1 - z_2| = |z_1 - z_3|$ થાય,તો $\arg \left( \frac{2z_1 - z_2 - z_3}{z_3 - z_2} \right)$ શું થાય?
A
$\pm \frac{\pi}{3}$
B
$0$
C
$\pm \frac{\pi}{2}$
D
$\pm \frac{\pi}{6}$

Solution

(C) ધારો કે ત્રિકોણ $\triangle Z_1 Z_2 Z_3$ છે. આપેલ છે કે $|z_1 - z_2| = |z_1 - z_3|$,તેથી ત્રિકોણ સમદ્વિબાજુ છે.
ધારો કે $M$ એ પાયા $Z_2 Z_3$ નું મધ્યબિંદુ છે. $M$ ને દર્શાવતી સંકર સંખ્યા $z_M = \frac{z_2 + z_3}{2}$ છે.
સમદ્વિબાજુ ત્રિકોણમાં,શિરોબિંદુ $Z_1$ માંથી પાયા $Z_2 Z_3$ પર દોરેલો મધ્યગા પાયાને લંબ હોય છે.
તેથી,સદિશ $Z_1 - M$ એ સદિશ $Z_3 - Z_2$ ને લંબ છે.
સંકર સંખ્યા $z_1 - z_M = \frac{2z_1 - z_2 - z_3}{2}$ એ $M$ થી $Z_1$ સુધીનો સદિશ દર્શાવે છે.
સદિશ $z_3 - z_2$ એ પાયો $Z_2 Z_3$ દર્શાવે છે.
મધ્યગા પાયાને લંબ હોવાથી,આ બે સંકર સંખ્યાઓના ગુણોત્તરનો કોણાંક (argument) $\pm \frac{\pi}{2}$ થાય.
તેથી,$\arg \left( \frac{2z_1 - z_2 - z_3}{z_3 - z_2} \right) = \pm \frac{\pi}{2}$.
Solution diagram
128
AdvancedMCQ
જો $|z_1| = 2$,$|z_2| = 3$,$|z_3| = 4$ અને $|2z_1 + 3z_2 + 4z_3| = 9$ હોય,તો $|8z_2z_3 + 27z_3z_1 + 64z_1z_2|$ નું મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$216$
B
$18$
C
$64$
D
કોઈ નહીં

Solution

(A) આપેલ છે કે $|z_1| = 2$,$|z_2| = 3$,$|z_3| = 4$ અને $|2z_1 + 3z_2 + 4z_3| = 9$.
આપણે જાણીએ છીએ કે કોઈપણ સંકર સંખ્યા $z$ માટે,$z\bar{z} = |z|^2$,તેથી $\bar{z} = \frac{|z|^2}{z}$.
$|8z_2z_3 + 27z_3z_1 + 64z_1z_2|$ પદને ધ્યાનમાં લો.
$z_1z_2z_3$ ને સામાન્ય લેતા:
$|z_1z_2z_3| \left| \frac{8}{z_1} + \frac{27}{z_2} + \frac{64}{z_3} \right|$.
$|z_1|=2, |z_2|=3, |z_3|=4$ હોવાથી,$|z_1|^2=4, |z_2|^2=9, |z_3|^2=16$ થાય.
$8 = 2|z_1|^2$,$27 = 3|z_2|^2$,અને $64 = 4|z_3|^2$ મૂકતા:
$|z_1z_2z_3| \left| \frac{2|z_1|^2}{z_1} + \frac{3|z_2|^2}{z_2} + \frac{4|z_3|^2}{z_3} \right| = |z_1z_2z_3| |2\bar{z}_1 + 3\bar{z}_2 + 4\bar{z}_3|$.
$|z| = |\bar{z}|$ હોવાથી,$|2\bar{z}_1 + 3\bar{z}_2 + 4\bar{z}_3| = |\overline{2z_1 + 3z_2 + 4z_3}| = |2z_1 + 3z_2 + 4z_3| = 9$.
તેથી,મૂલ્ય $|z_1| |z_2| |z_3| \times 9 = 2 \times 3 \times 4 \times 9 = 216$ થાય.
129
AdvancedMCQ
ધારો કે $z_1 = 6 + i$ અને $z_2 = 4 - 3i$. ધારો કે $z$ એક એવી સંકર સંખ્યા છે કે જેથી $\arg \left( \frac{z - z_1}{z_2 - z} \right) = \frac{\pi}{2}$ થાય,તો $z$ નીચેનામાંથી કઈ શરતનું પાલન કરે છે?
A
$|z - (5 - i)| = \sqrt{5}$
B
$|z - (5 - i)| = 5$
C
$|z - (5 + i)| = \sqrt{5}$
D
$|z - (5 + i)| = 5$

Solution

(A) શરત $\arg \left( \frac{z - z_1}{z_2 - z} \right) = \frac{\pi}{2}$ સૂચવે છે કે $z_1$ અને $z_2$ ને જોડતા રેખાખંડ દ્વારા $z$ પર બનતો ખૂણો $\frac{\pi}{2}$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે $z$ એવા વર્તુળ પર આવેલું છે જેનો વ્યાસ $z_1z_2$ છે.
વર્તુળનું કેન્દ્ર $C$ એ $z_1$ અને $z_2$ નું મધ્યબિંદુ છે:
$C = \frac{z_1 + z_2}{2} = \frac{(6 + i) + (4 - 3i)}{2} = \frac{10 - 2i}{2} = 5 - i$.
વર્તુળની ત્રિજ્યા $r$ એ $z_1$ અને $z_2$ વચ્ચેના અંતર કરતા અડધી છે:
$r = \frac{|z_1 - z_2|}{2} = \frac{|(6 + i) - (4 - 3i)|}{2} = \frac{|2 + 4i|}{2} = |1 + 2i| = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5}$.
આમ,વર્તુળનું સમીકરણ $|z - C| = r$ છે,જે $|z - (5 - i)| = \sqrt{5}$ થાય છે.
130
AdvancedMCQ
જો $z = \frac{3}{2 + \cos \theta + i \sin \theta}$ હોય,તો $z$ નો બિંદુપથ :-
A
એક સીધી રેખા છે
B
એક વર્તુળ છે જેનું કેન્દ્ર $x$-અક્ષ પર છે
C
એક વર્તુળ છે જેનું કેન્દ્ર $y$-અક્ષ પર છે
D
એક પરવલય છે

Solution

(B) આપેલ છે $z = \frac{3}{2 + \cos \theta + i \sin \theta}$.
પદોને ફરીથી ગોઠવતા,$2 + \cos \theta + i \sin \theta = \frac{3}{z}$ મળે.
$\cos \theta + i \sin \theta = \frac{3}{z} - 2 = \frac{3 - 2z}{z}$.
બંને બાજુ માનાંક લેતા,$|\cos \theta + i \sin \theta| = \left| \frac{3 - 2z}{z} \right|$.
કારણ કે $|\cos \theta + i \sin \theta| = 1$,તેથી $1 = \frac{|3 - 2z|}{|z|}$,જેનો અર્થ છે કે $|z| = |3 - 2z|$.
ધારો કે $z = x + iy$. તો $|x + iy| = |3 - 2(x + iy)| = |(3 - 2x) - i(2y)|$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $x^2 + y^2 = (3 - 2x)^2 + (-2y)^2$.
$x^2 + y^2 = 9 - 12x + 4x^2 + 4y^2$.
$3x^2 + 3y^2 - 12x + 9 = 0$.
$3$ વડે ભાગતા: $x^2 + y^2 - 4x + 3 = 0$.
આ એક વર્તુળનું સમીકરણ છે જેનું કેન્દ્ર $(2, 0)$ છે,જે $x$-અક્ષ પર આવેલું છે.
131
AdvancedMCQ
જો $\text{Im} \left( \frac{2z + 1}{iz + 1} \right) = -3$ હોય,તો $z$ નો બિંદુપથ શું છે :-
A
એક વર્તુળ
B
એક પરવલય
C
એક સીધી રેખા
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) ધારો કે $z = x + iy$.
તેથી,$\frac{2z + 1}{iz + 1} = \frac{(2x + 1) + 2iy}{(1 - y) + ix}$.
છેદના અનુબદ્ધ વડે ગુણતા:
કાલ્પનિક ભાગ $\frac{2y(1 - y) - x(2x + 1)}{(1 - y)^2 + x^2} = -3$ મળે છે.
સાદુરૂપ આપતા $x^2 + y^2 - x - 4y + 3 = 0$ મળે છે.
આ એક વર્તુળનું સમીકરણ છે.
132
AdvancedMCQ
જો $|z_1|=1, |z_2|=2, |z_3|=3$ અને $|9z_1z_2 + 4z_1z_3 + z_2z_3| = 12$ હોય,તો $|z_1 + z_2 + z_3|$ ની કિંમત કેટલી થાય :-
A
$2$
B
$3$
C
$4$
D
$6$

Solution

(A) આપેલ છે $|z_1|=1, |z_2|=2, |z_3|=3$.
આનો અર્થ છે $|z_1|^2 = 1 \Rightarrow z_1 \bar{z}_1 = 1$,$|z_2|^2 = 4 \Rightarrow z_2 \bar{z}_2 = 4$,અને $|z_3|^2 = 9 \Rightarrow z_3 \bar{z}_3 = 9$.
આપણને $|9z_1z_2 + 4z_1z_3 + z_2z_3| = 12$ આપેલ છે.
કિંમતો $9 = z_3 \bar{z}_3$,$4 = z_2 \bar{z}_2$,અને $1 = z_1 \bar{z}_1$ ને પદાવલિમાં મૂકતા:
$|z_3 \bar{z}_3 z_1 z_2 + z_2 \bar{z}_2 z_1 z_3 + z_1 \bar{z}_1 z_2 z_3| = 12$.
$|z_1 z_2 z_3|$ સામાન્ય કાઢતા:
$|z_1 z_2 z_3| |\bar{z}_3 + \bar{z}_2 + \bar{z}_1| = 12$.
કારણ કે $|z_1 z_2 z_3| = |z_1| |z_2| |z_3| = 1 \times 2 \times 3 = 6$,તેથી:
$6 |\bar{z}_1 + \bar{z}_2 + \bar{z}_3| = 12$.
$|\bar{z}_1 + \bar{z}_2 + \bar{z}_3| = 2$.
$|\bar{z}| = |z|$ હોવાથી,$|z_1 + z_2 + z_3| = 2$ મળે છે.
133
AdvancedMCQ
જો સંકર સંખ્યાઓ $z_1$ અને $z_2$ બંને $z + \overline{z} = 2 |z - 1|$ અને $\arg(z_1 - z_2) = \frac{\pi}{3}$ નું સમાધાન કરે છે,તો $\text{Im}(z_1 + z_2)$ ની કિંમત શું થાય,જ્યાં $\text{Im}(z)$ એ $z$ નો કાલ્પનિક ભાગ દર્શાવે છે?
A
$\sin \frac{\pi}{3}$
B
$\csc \frac{\pi}{3}$
C
$\tan \frac{\pi}{3}$
D
$\cot \frac{\pi}{3}$

Solution

(B) ધારો કે $z = x + iy$. સમીકરણ $z + \overline{z} = 2|z - 1|$ એ $2x = 2\sqrt{(x-1)^2 + y^2}$ બને છે.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,$x^2 = (x-1)^2 + y^2$,જેનું સાદું રૂપ $y^2 = 2x - 1$ થાય છે.
ધારો કે $z_1 = x_1 + iy_1$ અને $z_2 = x_2 + iy_2$. $y^2 = 2x - 1$ હોવાથી,આપણે $z$ ને $z = \frac{t^2 + 1}{2} + it$ તરીકે દર્શાવી શકીએ.
તેથી $z_1 - z_2 = \frac{t_1^2 - t_2^2}{2} + i(t_1 - t_2) = \frac{(t_1 - t_2)(t_1 + t_2)}{2} + i(t_1 - t_2)$.
આપેલ છે કે $\arg(z_1 - z_2) = \frac{\pi}{3}$,તેથી $\tan(\frac{\pi}{3}) = \frac{t_1 - t_2}{\frac{(t_1 - t_2)(t_1 + t_2)}{2}} = \frac{2}{t_1 + t_2} = \sqrt{3}$.
આમ,$t_1 + t_2 = \frac{2}{\sqrt{3}}$.
કારણ કે $\text{Im}(z_1 + z_2) = t_1 + t_2$,તેથી કિંમત $\frac{2}{\sqrt{3}} = \csc \frac{\pi}{3}$ થાય છે.
134
AdvancedMCQ
જો $\omega$ એ એકમનું સંકર ઘનમૂળ હોય જેનો કાલ્પનિક ભાગ ધન છે અને $|z - \omega| = |z + \omega|$ હોય,તો $arg(z)$ શું હોઈ શકે?
A
$\frac{\pi}{3}$
B
$\frac{5\pi}{6}$
C
$\frac{\pi}{6}$
D
$\frac{\pi}{4}$

Solution

(C) આપેલ છે $|z - \omega| = |z + \omega|$.
આ $z$ નો બિંદુપથ $\omega$ અને $-\omega$ ને જોડતા રેખાખંડનો લંબદ્વિભાજક દર્શાવે છે.
$\omega = e^{i2\pi/3} = -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}$ હોવાથી,બિંદુઓ $\omega$ અને $-\omega = \frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2}$ છે.
$\omega$ અને $-\omega$ ને જોડતો રેખાખંડ ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થાય છે અને ધન $x$-અક્ષ સાથે $120^{\circ}$ (અથવા $2\pi/3$) નો ખૂણો બનાવે છે.
આ રેખાખંડનો લંબદ્વિભાજક ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થાય છે અને ધન $x$-અક્ષ સાથે $120^{\circ} + 90^{\circ} = 210^{\circ}$ અથવા $120^{\circ} - 90^{\circ} = 30^{\circ}$ (એટલે કે $\frac{\pi}{6}$) નો ખૂણો બનાવે છે.
આમ,$arg(z) = \frac{\pi}{6}$ અથવા $arg(z) = \frac{7\pi}{6}$.
વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સાચો જવાબ $\frac{\pi}{6}$ છે.
Solution diagram
135
AdvancedMCQ
$z$ માં સમીકરણ $|z|^2 - (z + \bar{z}) + i(z - \bar{z}) + 2 = 0$ ના ઉકેલો શોધો $(i = \sqrt{-1})$.
A
$2 + i, 1 - i$
B
$1 + i, 1 - i$
C
$1 + 2i, -1 - i$
D
$1 + i, 1 + i$

Solution

(B) ધારો કે $z = x + iy$. તો $|z|^2 = x^2 + y^2$,$z + \bar{z} = 2x$,અને $z - \bar{z} = 2iy$.
સમીકરણમાં કિંમતો મૂકતા: $x^2 + y^2 - 2x + i(2iy) + 2 = 0$.
$x^2 + y^2 - 2x - 2y + 2 = 0$.
$(x - 1)^2 + (y - 1)^2 = 0$.
$x$ અને $y$ વાસ્તવિક હોવાથી,$x - 1 = 0$ અને $y - 1 = 0$.
તેથી,$x = 1$ અને $y = 1$.
આમ,$z = 1 + i$ એ ઉકેલ છે.
136
AdvancedMCQ
ધારો કે બિંદુ $P = \alpha + i\beta$,જ્યાં $\alpha, \beta > 0$,આર્ગેન્ડ સમતલ પર ક્રમશઃ નીચે મુજબના ત્રણ રૂપાંતરણોમાંથી પસાર થાય છે:
$(I)$ $\text{amp}(z) = \frac{\pi}{4}$ ની સાપેક્ષમાં પરાવર્તન
$(II)$ વાસ્તવિક અક્ષની ધન દિશામાં $\beta$ એકમ અંતરનું સ્થાનાંતર
$(III)$ ઉગમબિંદુની આસપાસ ઘડિયાળના કાંટાની વિરુદ્ધ દિશામાં $\frac{\pi}{4}$ ખૂણે પરિભ્રમણ
જો બિંદુનું અંતિમ સ્થાન $Q = -\sqrt{2} + i\sqrt{6}$ હોય,તો:
A
$\alpha = -\frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}$
B
$\sqrt{3} - 1 = \beta$
C
$\beta = \frac{1}{2} + \frac{\sqrt{3}}{2}$
D
$\alpha = \sqrt{3} + 1$

Solution

(D) ધારો કે પ્રારંભિક બિંદુ $P = \alpha + i\beta$ છે.
$(I)$ $\text{amp}(z) = \frac{\pi}{4}$ ની સાપેક્ષમાં $z = x + iy$ નું પરાવર્તન $z' = i\bar{z} = y + ix$ છે. તેથી,$P_1 = \beta + i\alpha$.
$(II)$ $P_1$ ને વાસ્તવિક અક્ષ પર $\beta$ એકમ ખસેડતા $P_2 = 2\beta + i\alpha$ મળે.
$(III)$ $P_2$ ને ઉગમબિંદુની આસપાસ $\frac{\pi}{4}$ ખૂણે પરિભ્રમણ કરાવતા $Q = (2\beta + i\alpha) \left( \frac{1}{\sqrt{2}} + i\frac{1}{\sqrt{2}} \right)$ મળે.
$Q = -\sqrt{2} + i\sqrt{6}$ આપેલ હોવાથી:
$2\beta - \alpha = -2$ અને $2\beta + \alpha = 2\sqrt{3}$.
ઉકેલતા,$\beta = \frac{\sqrt{3} - 1}{2}$ અને $\alpha = \sqrt{3} + 1$ મળે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.
Solution diagram
137
AdvancedMCQ
Argand સમતલ પરના બિંદુઓનો સમૂહ જે $|z| \leq 4$ અને $\operatorname{Arg}(z) = \frac{\pi}{3}$ બંનેનું પાલન કરે છે,તે શું દર્શાવે છે?
A
એક નિશ્ચિત વર્તુળ અને રેખા
B
વર્તુળની ત્રિજ્યા
C
વર્તુળનો વૃત્તાંશ
D
અનંત રેખા

Solution

(B) $|z| \leq 4$ ની શરત એ ઉગમબિંદુ પર કેન્દ્રિત અને $4$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળની અંદરના અથવા તેની સીમા પરના તમામ બિંદુઓનો સમૂહ દર્શાવે છે.
$\operatorname{Arg}(z) = \frac{\pi}{3}$ ની શરત એ ઉગમબિંદુમાંથી નીકળતું એક કિરણ દર્શાવે છે (ઉગમબિંદુ સિવાય) જે ધન વાસ્તવિક અક્ષ સાથે $\frac{\pi}{3}$ નો ખૂણો બનાવે છે.
આ બંને સમૂહોનો છેદગણ એ કિરણનો તે ભાગ છે જે વર્તુળની અંદર આવેલો છે,જે ઉગમબિંદુથી શરૂ થઈને $4$ એકમના અંતરે વર્તુળની સીમા સુધી વિસ્તરેલો રેખાખંડ છે. આ વર્તુળની ત્રિજ્યા છે.
Solution diagram
138
AdvancedMCQ
જો $z_1, z_2, z_3 \in \mathbb{C}$ એવા હોય કે જેથી $|z_1| = |z_2| = |z_3| = 2$ થાય,તો પદાવલિ $|z_1 - z_2||z_2 - z_3| + |z_2 - z_3||z_3 - z_1| + |z_3 - z_1||z_1 - z_2|$ નું મહત્તમ મૂલ્ય શોધો.
A
$18$
B
$36$
C
$9$
D
$72$

Solution

(B) ધારો કે $|z_1| = |z_2| = |z_3| = R = 2$.
ધારો કે $a = |z_1 - z_2|$,$b = |z_2 - z_3|$,અને $c = |z_3 - z_1|$.
આપણે જાણીએ છીએ કે વર્તુળ પરના કોઈપણ સંકર સંખ્યાઓ $z_1, z_2, z_3$ માટે,પદાવલિ $ab + bc + ca$ નું મૂલ્ય ત્યારે મહત્તમ થાય છે જ્યારે બિંદુઓ વર્તુળમાં અંતર્ગત સમબાજુ ત્રિકોણ બનાવે.
$R$ ત્રિજ્યાવાળા વર્તુળમાં અંતર્ગત સમબાજુ ત્રિકોણ માટે,બાજુની લંબાઈ $s = R\sqrt{3}$ છે.
અહીં,$R = 2$,તેથી $s = 2\sqrt{3}$.
તેથી $a = b = c = 2\sqrt{3}$.
પદાવલિ $a^2 + a^2 + a^2 = 3a^2$ બને છે.
$a = 2\sqrt{3}$ મૂકતા,આપણને $3(2\sqrt{3})^2 = 3(4 \times 3) = 3(12) = 36$ મળે છે.
આમ,મહત્તમ મૂલ્ય $36$ છે.
139
AdvancedMCQ
ધારો કે $z_1, z_2 \in \mathbb{C}$ એવા છે કે જેથી $|z_1 + z_2| = \sqrt{3}$ અને $|z_1| = |z_2| = 1$ થાય,તો $|z_1 - z_2|$ ની કિંમત શોધો.
A
$1/2$
B
$2$
C
$1$
D
$4$

Solution

(C) આપેલ છે કે $|z_1| = 1$ અને $|z_2| = 1$.
સંકર સંખ્યાઓ માટે સમાંતરબાજુ ચતુષ્કોણના નિયમનો ઉપયોગ કરતા: $|z_1 + z_2|^2 + |z_1 - z_2|^2 = 2(|z_1|^2 + |z_2|^2)$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $(\sqrt{3})^2 + |z_1 - z_2|^2 = 2(1^2 + 1^2)$.
$3 + |z_1 - z_2|^2 = 2(1 + 1)$.
$3 + |z_1 - z_2|^2 = 4$.
$|z_1 - z_2|^2 = 4 - 3 = 1$.
તેથી,$|z_1 - z_2| = \sqrt{1} = 1$.
140
DifficultMCQ
જો $z$ એ એક સંકર સંખ્યા હોય જે $|z - 3| \leq 5$ નું સમાધાન કરે છે,તો $|z + 3i|$ નો વિસ્તાર શોધો (જ્યાં $i = \sqrt{-1}$).
A
$[0, 5 + 3\sqrt{2}]$
B
$[1, 5 + 3\sqrt{2}]$
C
$[2, 5 + 3\sqrt{2}]$
D
$[3, 5 + 3\sqrt{2}]$

Solution

(A) શરત $|z - 3| \leq 5$ એ સંકર સમતલમાં $A = (3, 0)$ કેન્દ્ર અને $R = 5$ ત્રિજ્યા ધરાવતો એક ડિસ્ક (વર્તુળ અને તેનો અંદરનો ભાગ) દર્શાવે છે.
આપણે $|z - (-3i)|$ નો વિસ્તાર શોધવા માંગીએ છીએ,જે ડિસ્કમાં રહેલા બિંદુઓ $z$ નું બિંદુ $C = (0, -3)$ થી અંતર દર્શાવે છે.
ડિસ્કના કેન્દ્ર $A(3, 0)$ અને બિંદુ $C(0, -3)$ વચ્ચેનું અંતર $d = \sqrt{(3 - 0)^2 + (0 - (-3))^2} = \sqrt{3^2 + 3^2} = \sqrt{18} = 3\sqrt{2}$ છે.
કારણ કે બિંદુ $C(0, -3)$ એ ડિસ્કની અંદર આવેલું છે (કારણ કે અંતર $d = 3\sqrt{2} \approx 4.24 < 5$),તેથી $C$ થી ડિસ્કના કોઈપણ બિંદુનું લઘુત્તમ અંતર $0$ છે.
$C$ થી ડિસ્કના કોઈપણ બિંદુનું મહત્તમ અંતર $R + d = 5 + 3\sqrt{2}$ છે.
આમ,$|z + 3i|$ નો વિસ્તાર $[0, 5 + 3\sqrt{2}]$ છે.
Solution diagram
141
AdvancedMCQ
ધારો કે $z_1, z_2, z_3, \omega, z_0, z'_0$ એ સંકર સમતલ પરના એવા નિશ્ચિત બિંદુઓ છે કે જેથી કોઈ પણ $3$ બિંદુઓ સમરેખ નથી,અને તે $Arg\left( \frac{\omega - z_1}{z_2 - z_3} \right) = Arg\left( \frac{\omega - z_2}{z_3 - z_1} \right) = Arg\left( \frac{\omega - z_3}{z_1 - z_2} \right) = \frac{\pi}{2}$ શરતનું પાલન કરે છે. જો $z_1, z_2, z_3$ એ $|z - z_0| = R_1$ સમીકરણનું અને $z_2, \omega, z_3$ એ $|z - z'_0| = R_2$ સમીકરણનું પાલન કરે,તો ગુણોત્તર $\frac{R_1}{R_2}$ ની કિંમત શોધો:
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(A) આપેલ શરત $Arg\left( \frac{\omega - z_1}{z_2 - z_3} \right) = \frac{\pi}{2}$ સૂચવે છે કે સદિશ $(\omega - z_1)$ એ $(z_2 - z_3)$ ને લંબ છે.
તે જ રીતે,$(\omega - z_2) \perp (z_3 - z_1)$ અને $(\omega - z_3) \perp (z_1 - z_2)$.
આ દર્શાવે છે કે $\omega$ એ $z_1, z_2, z_3$ દ્વારા બનતા ત્રિકોણનું લંબકેન્દ્ર છે.
ધારો કે $\Delta = \Delta z_1 z_2 z_3$. $\Delta z_1 z_2 z_3$ ના પરિવર્તુળની ત્રિજ્યા $R_1$ અને કેન્દ્ર $z_0$ છે.
$\Delta z_2 \omega z_3$ ના પરિવર્તુળની ત્રિજ્યા $R_2$ અને કેન્દ્ર $z'_0$ છે.
લંબકેન્દ્રનો એક જાણીતો ગુણધર્મ છે કે લંબકેન્દ્ર અને બે શિરોબિંદુઓ દ્વારા બનતા ત્રિકોણની પરિત્રિજ્યા એ મૂળ ત્રિકોણની પરિત્રિજ્યા જેટલી જ હોય છે.
તેથી,$R_1 = R_2$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{R_1}{R_2} = 1$.
142
AdvancedMCQ
આર્ગેન્ડ સમતલ પર સંકર સંખ્યાઓ $z_1$,$z_2$,અને $-\omega z_1 - \omega^2 z_2$ દ્વારા બનતો ત્રિકોણ કેવો છે?
A
સમદ્વિબાજુ પણ જરૂરી નથી કે સમબાજુ હોય
B
કાટકોણ પણ જરૂરી નથી કે સમદ્વિબાજુ હોય
C
કાટકોણ સમદ્વિબાજુ
D
સમબાજુ

Solution

(D) ધારો કે ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ $A(z_1)$,$B(z_2)$,અને $C(z_3)$ છે,જ્યાં $z_3 = -\omega z_1 - \omega^2 z_2$ છે.
ત્રિકોણ સમબાજુ હોવા માટેની શરત $z_1 + \omega z_2 + \omega^2 z_3 = 0$ છે.
આપેલ છે કે $z_3 = -\omega z_1 - \omega^2 z_2$,જેને $z_3 + \omega z_1 + \omega^2 z_2 = 0$ તરીકે લખી શકાય.
આ શરત દર્શાવે છે કે ત્રિકોણ સમબાજુ છે.
143
AdvancedMCQ
આર્ગેન્ડ સમતલમાં બિંદુ $z$ એવી રીતે ગતિ કરે છે કે જેથી $\operatorname{Re} \left( \frac{iz + 1}{iz - 1} \right) = 2$ થાય. તો $z$ નો બિંદુપથ શું છે?
A
એક સીધી રેખા
B
એક વર્તુળ
C
એક ઉપવલય
D
એક અતિવલય

Solution

(B) ધારો કે $z = x + iy$.
તો $iz + 1 = i(x + iy) + 1 = (1 - y) + ix$ અને $iz - 1 = i(x + iy) - 1 = -(1 + y) + ix$.
પદ $\frac{iz + 1}{iz - 1} = \frac{(1 - y) + ix}{-(1 + y) + ix}$ ને ધ્યાનમાં લો.
અંશ અને છેદને છેદની અનુબદ્ધ સંખ્યા $-(1 + y) - ix$ વડે ગુણો.
છેદ $(-(1 + y))^2 + x^2 = (1 + y)^2 + x^2$ બને છે.
અંશનો વાસ્તવિક ભાગ $(1 - y)(-(1 + y)) + x^2 = -(1 - y^2) + x^2 = x^2 + y^2 - 1$ છે.
આમ, $\operatorname{Re} \left( \frac{iz + 1}{iz - 1} \right) = \frac{x^2 + y^2 - 1}{x^2 + (y + 1)^2} = 2$.
આનું સાદું રૂપ $x^2 + y^2 - 1 = 2(x^2 + y^2 + 2y + 1)$ થાય છે, જે $x^2 + y^2 - 1 = 2x^2 + 2y^2 + 4y + 2$ છે.
પુનઃગોઠવણી કરતા $x^2 + y^2 + 4y + 3 = 0$ મળે છે.
આ વર્તુળનું સમીકરણ $x^2 + (y + 2)^2 = 1$ છે.
144
AdvancedMCQ
સંકર સંખ્યા $z = x + iy$ જે સમીકરણ $\left| \frac{z - 5i}{z + 5i} \right| = 1$ નું સમાધાન કરે છે તે ક્યાં આવેલી છે?
A
વાસ્તવિક અક્ષ પર
B
સીધી રેખા $y = 5$ પર
C
ઉગમબિંદુમાંથી પસાર થતું વર્તુળ
D
કાલ્પનિક અક્ષ પર

Solution

(A) આપેલ સમીકરણ $\left| \frac{z - 5i}{z + 5i} \right| = 1$ છે.
આનો અર્થ એ છે કે $|z - 5i| = |z + 5i|$.
ધારો કે $z = x + iy$.
સમીકરણમાં $z$ ની કિંમત મૂકતા: $|x + i(y - 5)| = |x + i(y + 5)|$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા: $x^2 + (y - 5)^2 = x^2 + (y + 5)^2$.
વર્ગનું વિસ્તરણ કરતા: $x^2 + y^2 - 10y + 25 = x^2 + y^2 + 10y + 25$.
સમીકરણનું સાદું રૂપ આપતા: $-10y = 10y$,જે $20y = 0$ આપે છે,તેથી $y = 0$.
સમીકરણ $y = 0$ એ વાસ્તવિક અક્ષ દર્શાવે છે.
145
AdvancedMCQ
ધારો કે $A, B, C$ એ ત્રણ સંકર સંખ્યાઓના ગણ છે જે $A = \{z : \text{Im}(z) \ge 1\}$,$B = \{z : |z - 2 - i| = 3\}$,અને $C = \{z : \text{Re}((1 - i)z) = \sqrt{2}\}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત છે. જો $z$ એ $A \cap B \cap C$ માં કોઈ બિંદુ હોય,તો $|z + 1 - i|^2 + |z - 5 - i|^2$ ની કિંમત કોની વચ્ચે આવે છે?
A
$25$ અને $29$
B
$30$ અને $34$
C
$35$ અને $39$
D
$40$ અને $44$

Solution

(C) ધારો કે $z = x + iy$. ગણ $A$ એ $y \ge 1$ છે.
ગણ $B$ માટે,$(x-2)^2 + (y-1)^2 = 9$.
ગણ $C$ માટે,$x + y = \sqrt{2}$.
આ સમીકરણો ઉકેલતા,$A \cap B \cap C$ એક બિંદુ મળે છે.
$z_1 = -1+i$ અને $z_2 = 5+i$ બિંદુઓ વચ્ચેનું અંતર $|(5+i) - (-1+i)| = 6$ છે.
વર્તુળ પરના બિંદુ માટે,અંતરના વર્ગોનો સરવાળો $(6)^2 = 36$ થાય છે.
તેથી,કિંમત $36$ છે,જે $35$ અને $39$ ની વચ્ચે છે.
146
AdvancedMCQ
જો $|z - 3i| \le 5$ હોય,તો $|z + 2|$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$0$
B
$2$
C
$5 - \sqrt{13}$
D
$1$

Solution

(A) આપેલ અસમતા $|z - 3i| \le 5$ એ સંકર સમતલમાં કેન્દ્ર $C = (0, 3)$ અને ત્રિજ્યા $R = 5$ ધરાવતું વર્તુળ દર્શાવે છે.
આપણે $|z - (-2)|$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય શોધવું છે,જે બિંદુ $z$ અને બિંદુ $A = (-2, 0)$ વચ્ચેનું અંતર દર્શાવે છે.
કેન્દ્ર $C(0, 3)$ અને બિંદુ $A(-2, 0)$ વચ્ચેનું અંતર $d = \sqrt{(0 - (-2))^2 + (3 - 0)^2} = \sqrt{2^2 + 3^2} = \sqrt{13}$ છે.
કારણ કે બિંદુ $A(-2, 0)$ વર્તુળની અંદર આવેલું છે (કારણ કે $d = \sqrt{13} < 5$),તેથી $A$ થી વર્તુળના કોઈપણ બિંદુ $z$ સુધીનું ન્યૂનતમ અંતર $0$ થાય.
Solution diagram
147
AdvancedMCQ
જો $|z - 3 - 4i| = 4$,જ્યાં $i = \sqrt{-1}$ હોય,તો $|z|$ ની મહત્તમ શક્ય કિંમત કેટલી થાય?
A
$9$
B
$7$
C
$5$
D
$6$

Solution

(A) આપેલ સમીકરણ $|z - (3 + 4i)| = 4$ છે.
આ સંકર સમતલમાં એક વર્તુળ દર્શાવે છે જેનું કેન્દ્ર $C = (3, 4)$ અને ત્રિજ્યા $r = 4$ છે.
ઉગમબિંદુથી કેન્દ્રનું અંતર $|3 + 4i| = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$ છે.
વર્તુળ પરના બિંદુ માટે $|z|$ ની મહત્તમ કિંમત એ ઉગમબિંદુથી કેન્દ્રનું અંતર વત્તા ત્રિજ્યા જેટલી હોય છે.
$|z|_{max} = |3 + 4i| + 4 = 5 + 4 = 9$.
148
AdvancedMCQ
$|z_1| = 12$ અને $|z_2 - (3 + 4i)| = 5$ નું સમાધાન કરતા તમામ સંકર સંખ્યાઓ $z_1$ અને $z_2$ માટે,$|z_1 - z_2|$ નું ન્યૂનતમ મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$0$
B
$2$
C
$7$
D
$17$

Solution

(B) $|z_1| = 12$ એ ઉગમબિંદુ $O(0, 0)$ પર કેન્દ્રિત અને $R_1 = 12$ ત્રિજ્યા ધરાવતું વર્તુળ દર્શાવે છે.
$|z_2 - (3 + 4i)| = 5$ એ $C(3, 4)$ પર કેન્દ્રિત અને $R_2 = 5$ ત્રિજ્યા ધરાવતું વર્તુળ દર્શાવે છે.
કેન્દ્રો $O$ અને $C$ વચ્ચેનું અંતર $d = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = 5$ છે.
કેન્દ્રો વચ્ચેનું અંતર $d = 5$ એ નાના વર્તુળની ત્રિજ્યા $R_2 = 5$ જેટલું હોવાથી,નાનું વર્તુળ ઉગમબિંદુ $O$ માંથી પસાર થાય છે.
$R_1 = 12$ અને $d + R_2 = 5 + 5 = 10 < 12$ હોવાથી,નાનું વર્તુળ મોટા વર્તુળની અંદર સંપૂર્ણપણે આવેલું છે.
બે વર્તુળો પરના બિંદુઓ વચ્ચેનું ન્યૂનતમ અંતર $R_1 - (d + R_2) = 12 - (5 + 5) = 12 - 10 = 2$ થાય.
Solution diagram
149
DifficultMCQ
છાયાંકિત પ્રદેશમાં રહેલા $z$ નો બિંદુપથ શ્રેષ્ઠ રીતે નીચેનામાંથી કોના દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે?
Question diagram
A
$z: |z + 1| > 2, |\arg(z + 1)| < \pi/4$
B
$z: |z - 1| > 2, |\arg(z - 1)| < \pi/4$
C
$z: |z + 1| < 2, |\arg(z + 1)| < \pi/2$
D
$z: |z - 1| < 2, |\arg(z - 1)| < \pi/2$

Solution

(A) છાયાંકિત પ્રદેશ $A(-1, 0)$ પર કેન્દ્રિત છે,જે સંકર સંખ્યા $z_0 = -1$ ને અનુરૂપ છે.
તેથી,$A$ થી અંતર $|z - (-1)| = |z + 1|$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
આ પ્રદેશ $A$ પર કેન્દ્રિત $2$ ત્રિજ્યાવાળા વર્તુળની બહાર છે,તેથી $|z + 1| > 2$.
કોણીય પ્રદેશ $A$ માંથી પસાર થતી રેખાઓ દ્વારા બંધાયેલ છે જેનો ઢાળ $\pm 1$ છે,જે $\pm \pi/4$ ખૂણાને અનુરૂપ છે.
તેથી,આર્ગ્યુમેન્ટની શરત $|\arg(z + 1)| < \pi/4$ છે.
આ બંનેને જોડતા,બિંદુપથ $z: |z + 1| > 2, |\arg(z + 1)| < \pi/4$ મળે છે.
150
AdvancedMCQ
જો $\frac{|3z - i|}{|4z - 2 + 3i|} = K$ $(K \in \mathbb{R}^+)$ એક સીધી રેખા દર્શાવે છે,તો $K$ નું મૂલ્ય શું છે?
A
$\frac{4}{3}$
B
$\frac{3}{4}$
C
$1$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) આપેલ સમીકરણ $\frac{|3z - i|}{|4z - 2 + 3i|} = K$ છે.
આપણે તેને $\frac{3|z - i/3|}{4|z - (2-3i)/4|} = K$ તરીકે ફરીથી લખી શકીએ છીએ.
આનું સાદું રૂપ $\frac{|z - i/3|}{|z - (1/2 - 3i/4)|} = K \cdot \frac{4}{3}$ થાય છે.
$\frac{|z - z_1|}{|z - z_2|} = \lambda$ નું બિંદુઓ $z$ નું બિંદુપથ એક સીધી રેખા ત્યારે જ હોય જો $\lambda = 1$ હોય.
તેથી,$K \cdot \frac{4}{3} = 1$,જે $K = \frac{3}{4}$ આપે છે.

4-1.Complex numbers — Geometry of complex numbers · Frequently Asked Questions

1Are these 4-1.Complex numbers 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 4-1.Complex numbers 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.