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Geometry of complex numbers Questions in Hindi

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

467+

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100%

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Showing 50 of 467 questions in Hindi

101
DifficultMCQ
मान लीजिए कि $z_1, z_2, z_3$ वृत्त $|z| = 2$ में अंकित एक समबाहु त्रिभुज के शीर्ष हैं। यदि $z_1 = 1 + i\sqrt{3}$ है,तो $z_3$ और $z_2$ के मान क्रमशः क्या होंगे?
A
$ -2, 1 - i\sqrt{3} $
B
$ 2, 1 + i\sqrt{3} $
C
$ 1 + i\sqrt{3}, -2 $
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) मूल बिंदु पर केंद्र वाले वृत्त में अंकित एक समबाहु त्रिभुज के शीर्षों को पहले शीर्ष को मूल बिंदु के चारों ओर $120^\circ$ ($2\pi/3$ रेडियन) और $240^\circ$ ($4\pi/3$ रेडियन) घुमाकर प्राप्त किया जा सकता है।
दिया गया है $z_1 = 1 + i\sqrt{3} = 2e^{i\pi/3}$।
अन्य शीर्ष $z_2 = z_1 e^{i2\pi/3} = 2e^{i\pi/3} e^{i2\pi/3} = 2e^{i\pi} = -2$ हैं।
और $z_3 = z_1 e^{i4\pi/3} = 2e^{i\pi/3} e^{i4\pi/3} = 2e^{i5\pi/3} = 2(\cos(5\pi/3) + i\sin(5\pi/3)) = 1 - i\sqrt{3}$।
अतः,$z_3$ और $z_2$ के मान $1 - i\sqrt{3}$ और $-2$ हैं। विकल्प $A$ सही उत्तर है।
102
DifficultMCQ
यदि सम्मिश्र संख्या $z = x + iy$ का कम से कम एक मान शर्त $|z + \sqrt{2}| = a^2 - 3a + 2$ और असमिका $|z + i\sqrt{2}| < a^2$ को संतुष्ट करता है,तो
A
$a > 2$
B
$a = 2$
C
$a < 2$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) शर्त $|z + \sqrt{2}| = a^2 - 3a + 2$ एक वृत्त को दर्शाती है जिसका केंद्र $A(-\sqrt{2}, 0)$ और त्रिज्या $R_1 = \sqrt{a^2 - 3a + 2}$ है।
$R_1$ को परिभाषित होने के लिए,$a^2 - 3a + 2 \ge 0$ होना चाहिए,जिसका अर्थ है $(a-1)(a-2) \ge 0$,इसलिए $a \le 1$ या $a \ge 2$।
असमिका $|z + i\sqrt{2}| < a^2$ केंद्र $B(0, -\sqrt{2})$ और त्रिज्या $R_2 = a$ वाले वृत्त के आंतरिक भाग को दर्शाती है।
केंद्रों $A$ और $B$ के बीच की दूरी $d = \sqrt{(-\sqrt{2} - 0)^2 + (0 - (-\sqrt{2}))^2} = \sqrt{2 + 2} = 2$ है।
दोनों क्षेत्रों में कम से कम एक उभयनिष्ठ बिंदु होने के लिए,दूरी $d$ त्रिज्याओं के योग से कम होनी चाहिए: $d < R_1 + R_2$।
$2 < \sqrt{a^2 - 3a + 2} + a$।
$2 - a < \sqrt{a^2 - 3a + 2}$।
यदि $2 - a < 0$ (अर्थात $a > 2$),तो असमिका सत्य है क्योंकि दाईं ओर धनात्मक है।
यदि $2 - a \ge 0$ (अर्थात $a \le 2$),दोनों पक्षों का वर्ग करने पर $4 - 4a + a^2 < a^2 - 3a + 2$ प्राप्त होता है,जो सरल होकर $-a < -2$ या $a > 2$ हो जाता है। यह $a \le 2$ के साथ विरोधाभास है।
अतः,शर्त $a > 2$ के लिए संतुष्ट होती है।
103
EasyMCQ
यदि $z, iz$ और $z + iz$ एक त्रिभुज के शीर्ष हैं जिसका क्षेत्रफल $2$ इकाई है,तो $|z|$ का मान क्या है?
A
$1$
B
$2$
C
$4$
D
$8$

Solution

(B) मान लीजिए $z = x + iy$ है। तब $iz = i(x + iy) = -y + ix$ और $z + iz = (x - y) + i(x + y)$ होगा।
ये शीर्ष $A(x, y)$,$B(-y, x)$,और $C(x - y, x + y)$ हैं।
त्रिभुज का क्षेत्रफल $\frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|$ सूत्र द्वारा दिया जाता है।
क्षेत्रफल $= \frac{1}{2} |x(x - (x + y)) + (-y)((x + y) - y) + (x - y)(y - x)|$.
क्षेत्रफल $= \frac{1}{2} |x(-y) - y(x) + (x - y)(-(x - y))|$.
क्षेत्रफल $= \frac{1}{2} |-xy - xy - (x - y)^2| = \frac{1}{2} |-2xy - (x^2 - 2xy + y^2)| = \frac{1}{2} |-x^2 - y^2| = \frac{1}{2} |x^2 + y^2| = \frac{1}{2} |z|^2$.
दिया गया है कि क्षेत्रफल $2$ है,इसलिए $\frac{1}{2} |z|^2 = 2$.
अतः,$|z|^2 = 4$,जिसका अर्थ है कि $|z| = 2$.
104
DifficultMCQ
यदि ${z^2} + z|z| + |z|^2 = 0$ है,तो $z$ का बिंदुपथ क्या है?
A
$A$. एक वृत्त
B
$B$. एक सीधी रेखा
C
$C$. दो सीधी रेखाओं का युग्म
D
$D$. इनमें से कोई नहीं

Solution

(C) दिया गया समीकरण: ${z^2} + z|z| + |z|^2 = 0$
$|z|^2$ से विभाजित करने पर ($z \neq 0$ मानते हुए):
${\left( {\frac{z}{|z|}} \right)^2} + \frac{z}{|z|} + 1 = 0$
माना $u = \frac{z}{|z|}$ है। तब $u^2 + u + 1 = 0$ है।
इसके मूल $u = \omega$ या $u = \omega^2$ हैं,जहाँ $\omega = \frac{-1 + i\sqrt{3}}{2}$ है।
स्थिति $1$: $\frac{z}{|z|} = \omega = -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}$
$z = |z|\left( -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2} \right)$
$x + iy = -\frac{1}{2}|z| + i\frac{\sqrt{3}}{2}|z|$
वास्तविक और काल्पनिक भागों की तुलना करने पर: $x = -\frac{1}{2}|z|$ और $y = \frac{\sqrt{3}}{2}|z|$ है।
अतः,$y = -\sqrt{3}x$,या $y + \sqrt{3}x = 0$ है।
स्थिति $2$: $\frac{z}{|z|} = \omega^2 = -\frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2}$
$x + iy = -\frac{1}{2}|z| - i\frac{\sqrt{3}}{2}|z|$
वास्तविक और काल्पनिक भागों की तुलना करने पर: $x = -\frac{1}{2}|z|$ और $y = -\frac{\sqrt{3}}{2}|z|$ है।
अतः,$y = \sqrt{3}x$,या $y - \sqrt{3}x = 0$ है।
दोनों को मिलाने पर,बिंदुपथ दो सीधी रेखाओं का युग्म है: $(y + \sqrt{3}x)(y - \sqrt{3}x) = 0$,जो $y^2 - 3x^2 = 0$ में सरल हो जाता है।
105
EasyMCQ
बिंदु $(-\sqrt{3}, 1)$ के ध्रुवीय निर्देशांक क्या हैं?
A
$(2, 5\pi/6)$
B
$(2, 7\pi/6)$
C
$(2, \pi/6)$
D
$(2, 11\pi/6)$

Solution

(A) दिया गया बिंदु $(x, y) = (-\sqrt{3}, 1)$ है।
ध्रुवीय निर्देशांक $(r, \theta)$ ज्ञात करने के लिए,हम $r = \sqrt{x^2 + y^2}$ का उपयोग करते हैं।
$r = \sqrt{(-\sqrt{3})^2 + (1)^2} = \sqrt{3 + 1} = \sqrt{4} = 2$.
चूंकि बिंदु $(-\sqrt{3}, 1)$ दूसरे चतुर्थांश में स्थित है,कोण $\theta$ का मान $\tan \theta = y/x = 1/(-\sqrt{3})$ द्वारा प्राप्त होता है।
अतः,$\theta = \pi - \pi/6 = 5\pi/6$.
इसलिए,ध्रुवीय निर्देशांक $(2, 5\pi/6)$ हैं।
106
MediumMCQ
यदि $|z + 4| \le 3$ है,तो $|z + 1|$ का अधिकतम मान क्या है?
A
$6$
B
$0$
C
$4$
D
$10$

Solution

(A) असमिका $|z - (-4)| \le 3$ उन सभी बिंदुओं $z$ के समुच्चय को दर्शाती है जो केंद्र $C(-4, 0)$ और त्रिज्या $r = 3$ वाले वृत्त पर या उसके अंदर स्थित हैं।
हमें $|z - (-1)|$ का अधिकतम मान ज्ञात करना है,जो $z$ और बिंदु $A(-1, 0)$ के बीच की दूरी को दर्शाता है।
केंद्र $C(-4, 0)$ और बिंदु $A(-1, 0)$ के बीच की दूरी $d = \sqrt{(-1 - (-4))^2 + (0 - 0)^2} = \sqrt{3^2} = 3$ है।
वृत्त के अंदर या उस पर किसी बिंदु $z$ से बिंदु $A$ तक की अधिकतम दूरी $d + r$ द्वारा दी जाती है।
अतः,अधिकतम मान $3 + 3 = 6$ है।
Solution diagram
107
MediumMCQ
सम्मिश्र संख्याओं $z$ की संख्या ज्ञात कीजिए जिसके लिए $|z - 1| = |z + 1| = |z - i|$ हो।
A
$1$
B
$2$
C
$\infty$
D
$0$

Solution

(A) माना $z = x + iy$ है। दी गई शर्त $|z - 1| = |z + 1| = |z - i|$ है।
$|z - 1| = |z + 1|$ से,हमें $|x - 1 + iy| = |x + 1 + iy|$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $(x - 1)^2 + y^2 = (x + 1)^2 + y^2$।
इसका विस्तार करने पर,$x^2 - 2x + 1 + y^2 = x^2 + 2x + 1 + y^2$,जो सरल होकर $4x = 0$ देता है,इसलिए $x = 0$ है।
अब,$|z + 1| = |z - i|$ से,हमें $|x + 1 + iy| = |x + i(y - 1)|$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $(x + 1)^2 + y^2 = x^2 + (y - 1)^2$।
$x = 0$ प्रतिस्थापित करने पर,हमें $(0 + 1)^2 + y^2 = 0^2 + (y - 1)^2$ प्राप्त होता है।
$1 + y^2 = y^2 - 2y + 1$।
यह सरल होकर $-2y = 0$ देता है,इसलिए $y = 0$ है।
अतः,शर्त को संतुष्ट करने वाली एकमात्र सम्मिश्र संख्या $z = 0 + 0i = 0$ है।
इसलिए,ऐसी केवल $1$ सम्मिश्र संख्या है।
108
DifficultMCQ
यदि $z \neq 1$ और $\frac{z^2}{z-1}$ वास्तविक है,तो सम्मिश्र संख्या $z$ द्वारा निरूपित बिंदु स्थित है:
A
या तो वास्तविक अक्ष पर या मूल बिंदु से गुजरने वाले एक वृत्त पर
B
मूल बिंदु पर केंद्र वाले एक वृत्त पर
C
या तो वास्तविक अक्ष पर या मूल बिंदु से न गुजरने वाले एक वृत्त पर
D
काल्पनिक अक्ष पर

Solution

(A) दिया गया है कि $\frac{z^2}{z-1}$ वास्तविक है,इसलिए यह अपने संयुग्मी (conjugate) के बराबर होना चाहिए: $\frac{z^2}{z-1} = \frac{\overline{z}^2}{\overline{z}-1}$.
वज्र-गुणन करने पर: $z^2(\overline{z}-1) = \overline{z}^2(z-1)$.
पदों का विस्तार करने पर: $z^2\overline{z} - z^2 = \overline{z}^2z - \overline{z}^2$.
पदों को व्यवस्थित करने पर: $z^2\overline{z} - \overline{z}^2z - z^2 + \overline{z}^2 = 0$.
गुणनखंड करने पर: $z\overline{z}(z-\overline{z}) - (z-\overline{z})(z+\overline{z}) = 0$.
$(z-\overline{z})(z\overline{z} - (z+\overline{z})) = 0$.
इसका अर्थ है कि या तो $z-\overline{z} = 0$ या $z\overline{z} - z - \overline{z} = 0$.
$z-\overline{z} = 0$ का अर्थ है कि $z$ वास्तविक है (वास्तविक अक्ष पर स्थित है)।
$z\overline{z} - z - \overline{z} = 0$ को $(z-1)(\overline{z}-1) = 1$ के रूप में लिखा जा सकता है,अर्थात $|z-1|^2 = 1$,जो $1$ केंद्र और $1$ त्रिज्या वाला एक वृत्त है। यह वृत्त मूल बिंदु से गुजरता है क्योंकि $|0-1| = 1$.
अतः,$z$ वास्तविक अक्ष पर या मूल बिंदु से गुजरने वाले वृत्त पर स्थित है।
109
MediumMCQ
यदि $z$ एक ऐसी सम्मिश्र संख्या है कि $|z| \ge 2$,तो $|z + \frac{1}{2}|$ का न्यूनतम मान:
A
$\frac{5}{2}$ से अधिक है
B
$\frac{3}{2}$ से अधिक लेकिन $\frac{5}{2}$ से कम है
C
$\frac{5}{2}$ के बराबर है
D
अंतराल $(1, 2)$ में स्थित है

Solution

(D) दिया गया है $|z| \ge 2$,जो $(0, 0)$ केंद्र और $2$ त्रिज्या वाले वृत्त पर या उसके बाहर के क्षेत्र को दर्शाता है।
व्यंजक $|z + \frac{1}{2}|$ सम्मिश्र संख्या $z$ और बिंदु $-\frac{1}{2}$ के बीच की दूरी को दर्शाता है।
$|z - (-\frac{1}{2})|$ का न्यूनतम मान ज्ञात करने के लिए,हम बिंदु $-\frac{1}{2}$ से वृत्त $|z| = 2$ की परिधि तक की दूरी पर विचार करते हैं।
मूल बिंदु $(0, 0)$ से बिंदु $-\frac{1}{2}$ तक की दूरी $\frac{1}{2}$ है।
चूंकि बिंदु $-\frac{1}{2}$ वृत्त $|z| = 2$ के अंदर स्थित है,इसलिए बिंदु $-\frac{1}{2}$ से वृत्त पर किसी भी बिंदु $z$ तक की न्यूनतम दूरी $R - d$ द्वारा दी जाती है,जहाँ $R = 2$ त्रिज्या है और $d = \frac{1}{2}$ मूल बिंदु से बिंदु की दूरी है।
न्यूनतम मान = $2 - \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$.
चूंकि $\frac{3}{2} = 1.5$,जो अंतराल $(1, 2)$ में स्थित है,इसलिए सही विकल्प $D$ है।
110
DifficultMCQ
एक सम्मिश्र संख्या $z$ को यूनीमॉड्यूलर कहा जाता है यदि $|z| = 1$ हो। मान लीजिए $z_1$ और $z_2$ ऐसी सम्मिश्र संख्याएँ हैं कि $\frac{z_1 - 2z_2}{2 - z_1 \overline{z_2}}$ यूनीमॉड्यूलर है और $z_2$ यूनीमॉड्यूलर नहीं है। तो बिंदु $z_1$ किस पर स्थित है?
A
$\sqrt{2}$ त्रिज्या का वृत्त
B
$x$-अक्ष के समानांतर सीधी रेखा
C
$y$-अक्ष के समानांतर सीधी रेखा
D
$2$ त्रिज्या का वृत्त

Solution

(D) दिया गया है कि $\left|\frac{z_1 - 2z_2}{2 - z_1 \overline{z_2}}\right| = 1$.
इसका अर्थ है $|z_1 - 2z_2|^2 = |2 - z_1 \overline{z_2}|^2$.
$|w|^2 = w \overline{w}$ गुणधर्म का उपयोग करने पर:
$(z_1 - 2z_2)(\overline{z_1} - 2\overline{z_2}) = (2 - z_1 \overline{z_2})(2 - \overline{z_1} z_2)$.
दोनों पक्षों का विस्तार करने पर:
$|z_1|^2 + 4|z_2|^2 = 4 + |z_1|^2 |z_2|^2$.
पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर:
$|z_1|^2 - |z_1|^2 |z_2|^2 + 4|z_2|^2 - 4 = 0$.
$(|z_1|^2 - 4)(1 - |z_2|^2) = 0$.
यह दिया गया है कि $z_2$ यूनीमॉड्यूलर नहीं है,इसलिए $|z_2| \neq 1$,जिसका अर्थ है $1 - |z_2|^2 \neq 0$.
अतः,$|z_1|^2 = 4$,जिसका अर्थ है $|z_1| = 2$.
यह $2$ त्रिज्या का एक वृत्त दर्शाता है।
111
DifficultMCQ
सम्मिश्र संख्याएँ $z_1, z_2$ और $z_3$ जो $\frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} = \frac{1 - i\sqrt{3}}{2}$ को संतुष्ट करती हैं,एक त्रिभुज के शीर्ष हैं जो
A
क्षेत्रफल = $0$ है
B
समकोण समद्विबाहु है
C
समबाहु है
D
अधिककोण समद्विबाहु है

Solution

(C) दिया गया है $\frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} = \frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2}$.
दोनों पक्षों का मापांक लेने पर,हमें प्राप्त होता है $\left| \frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} \right| = \sqrt{\left( \frac{1}{2} \right)^2 + \left( -\frac{\sqrt{3}}{2} \right)^2} = \sqrt{\frac{1}{4} + \frac{3}{4}} = 1$.
इसका अर्थ है कि $|z_1 - z_3| = |z_2 - z_3|$,अर्थात त्रिभुज की दो भुजाएँ बराबर हैं।
अब,सम्मिश्र संख्या का कोणांक $\text{amp}\left( \frac{z_1 - z_3}{z_2 - z_3} \right) = \tan^{-1}\left( \frac{-\sqrt{3}/2}{1/2} \right) = \tan^{-1}(-\sqrt{3}) = -\frac{\pi}{3}$ है।
इसका अर्थ है कि भुजाओं $z_1 - z_3$ और $z_2 - z_3$ के बीच का कोण $60^\circ$ है।
चूंकि दो भुजाएँ बराबर हैं और उनके बीच का कोण $60^\circ$ है,इसलिए त्रिभुज समबाहु है।
112
DifficultMCQ
मान लीजिए कि ${z_1}$ और ${z_2}$ समीकरण ${z^2 + az + b = 0}$ के दो मूल हैं,जहाँ ${z}$ एक सम्मिश्र संख्या है। इसके अलावा,मान लीजिए कि मूल बिंदु,${z_1}$ और ${z_2}$ एक समबाहु त्रिभुज बनाते हैं। तो:
A
${a^2 = b}$
B
${a^2 = 2b}$
C
${a^2 = 3b}$
D
${a^2 = 4b}$

Solution

(C) दिया गया है कि ${z_1}$ और ${z_2}$ समीकरण ${z^2 + az + b = 0}$ के मूल हैं।
विएटा के सूत्रों के अनुसार,${z_1 + z_2 = -a}$ और ${z_1 z_2 = b}$ है।
चूँकि मूल बिंदु $({z_3 = 0})$,${z_1}$,और ${z_2}$ एक समबाहु त्रिभुज बनाते हैं,इसलिए शर्त ${z_1^2 + z_2^2 + z_3^2 = z_1 z_2 + z_2 z_3 + z_3 z_1}$ है।
${z_3 = 0}$ रखने पर,${z_1^2 + z_2^2 = z_1 z_2}$ प्राप्त होता है।
दोनों पक्षों में ${2 z_1 z_2}$ जोड़ने पर,${z_1^2 + z_2^2 + 2 z_1 z_2 = 3 z_1 z_2}$ प्राप्त होता है।
यह ${(z_1 + z_2)^2 = 3 z_1 z_2}$ में सरल हो जाता है।
मान रखने पर,${(-a)^2 = 3b}$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है ${a^2 = 3b}$।
113
MediumMCQ
एक सम्मिश्र संख्या $z$ इस प्रकार है कि $arg\left( \frac{z - 2}{z + 2} \right) = \frac{\pi}{3}$ है। इस सम्मिश्र संख्या को निरूपित करने वाले बिंदु स्थित होंगे
A
$\text{एक दीर्घवृत्त पर}$
B
$\text{एक परवलय पर}$
C
$\text{एक वृत्त पर}$
D
$\text{एक सीधी रेखा पर}$

Solution

(C) माना $z = x + iy$ है। दी गई शर्त $arg\left( \frac{z - 2}{z + 2} \right) = \frac{\pi}{3}$ है।
$z = x + iy$ प्रतिस्थापित करने पर, $\frac{(x - 2) + iy}{(x + 2) + iy} = \frac{((x - 2) + iy)((x + 2) - iy)}{(x + 2)^2 + y^2} = \frac{(x^2 + y^2 - 4) + i(4y)}{(x + 2)^2 + y^2}$ प्राप्त होता है।
चूंकि $arg(w) = \theta$, इसलिए $\tan(\theta) = \frac{Im(w)}{Re(w)}$ होता है।
अतः, $\frac{4y}{x^2 + y^2 - 4} = \tan\left(\frac{\pi}{3}\right) = \sqrt{3}$ है।
$4y = \sqrt{3}(x^2 + y^2 - 4)$।
पदों को व्यवस्थित करने पर, $\sqrt{3}x^2 + \sqrt{3}y^2 - 4y - 4\sqrt{3} = 0$ प्राप्त होता है।
यह एक वृत्त का समीकरण है।
114
MediumMCQ
यदि $|z + 4| \le 3$ है,तो $|z + 1|$ का महत्तम और न्यूनतम मान क्या है?
A
$6, -6$
B
$6, 0$
C
$7, 2$
D
$0, -1$

Solution

(B) दिया गया है $|z + 4| \le 3$।
माना $w = z + 4$ है। तो $|w| \le 3$।
हमें $|z + 1|$ का मान ज्ञात करना है।
ध्यान दें कि $z + 1 = (z + 4) - 3$।
त्रिभुज असमिका के अनुसार,$||z + 4| - |-3|| \le |z + 1| \le |z + 4| + |-3|$।
$|z + 4| \le 3$ रखने पर:
$|3 - 3| \le |z + 1| \le 3 + 3$।
$0 \le |z + 1| \le 6$।
अतः,महत्तम मान $6$ और न्यूनतम मान $0$ है।
115
MediumMCQ
यदि एक सम्मिश्र संख्या $z = x + iy$ इस प्रकार ली जाती है कि भिन्न $\frac{z - 1}{z + 1}$ का आयाम (amplitude) हमेशा $\frac{\pi}{4}$ हो,तो:
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) माना $z = x + iy$ है। तब $\frac{z - 1}{z + 1} = \frac{(x - 1) + iy}{(x + 1) + iy}$ है।
हर के संयुग्मी $(x + 1) - iy$ से अंश और हर को गुणा करने पर:
$\frac{z - 1}{z + 1} = \frac{((x - 1) + iy)((x + 1) - iy)}{(x + 1)^2 + y^2} = \frac{(x^2 + y^2 - 1) + i(2y)}{(x + 1)^2 + y^2}$ प्राप्त होता है।
दिया गया है कि आयाम $\frac{\pi}{4}$ है,इसलिए $\tan(\frac{\pi}{4}) = \frac{\text{काल्पनिक भाग}}{\text{वास्तविक भाग}} = \frac{2y}{x^2 + y^2 - 1}$ है।
चूंकि $\tan(\frac{\pi}{4}) = 1$,इसलिए $1 = \frac{2y}{x^2 + y^2 - 1}$ है।
अतः,$x^2 + y^2 - 1 = 2y$,जिसे सरल करने पर $x^2 + y^2 - 2y = 1$ प्राप्त होता है।
116
EasyMCQ
यदि सम्मिश्र संख्याएँ $z_1, z_2, z_3$ एक समबाहु त्रिभुज के शीर्षों को इस प्रकार निरूपित करती हैं कि $|z_1| = |z_2| = |z_3|$ है,तो $z_1 + z_2 + z_3 = $
A
$0$
B
$1$
C
$-1$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) माना सम्मिश्र संख्याएँ $z_1, z_2, z_3$ एक समबाहु त्रिभुज $ABC$ के शीर्षों $A, B, C$ को निरूपित करती हैं।
चूँकि $|z_1| = |z_2| = |z_3|$ है,मूल बिंदु $O$ सभी शीर्षों $A, B, C$ से समान दूरी पर है।
इसका अर्थ है कि मूल बिंदु $O$ समबाहु त्रिभुज $ABC$ का परिकेंद्र है।
एक समबाहु त्रिभुज के लिए,परिकेंद्र,केंद्रक और लंबकेंद्र एक ही बिंदु पर स्थित होते हैं।
यदि $G$ केंद्रक है,तो $G = \frac{z_1 + z_2 + z_3}{3}$ होगा।
चूँकि केंद्रक $G$ परिकेंद्र $O$ (जो मूल बिंदु $0$ है) के साथ संपाती है,इसलिए $\frac{z_1 + z_2 + z_3}{3} = 0$ प्राप्त होता है।
अतः,$z_1 + z_2 + z_3 = 0$।
117
AdvancedMCQ
आर्गंड समतल में बिंदु $z$ का बिंदु पथ जो समीकरण $|z - (1 - i)| - |z - (2 + i)| = 3$ को संतुष्ट करता है,वह है:
A
$3$ त्रिज्या और $z = 3/2$ केंद्र वाला एक वृत्त
B
$1 - i$ और $2 + i$ पर नाभियों और $3$ के बराबर दीर्घ अक्ष वाला एक दीर्घवृत्त
C
$1 - i$ और $2 + i$ पर नाभियों और $3$ के बराबर अनुप्रस्थ अक्ष वाला एक अतिपरवलय
D
उपरोक्त में से कोई नहीं

Solution

(D) मान लीजिए $F_1$ बिंदु $(1, -1)$ है और $F_2$ बिंदु $(2, 1)$ है।
दिया गया समीकरण $|z - F_1| - |z - F_2| = 3$ है,जो दो निश्चित बिंदुओं से दूरी का अंतर दर्शाता है।
नाभियों $F_1$ और $F_2$ के बीच की दूरी $d = |F_1F_2| = \sqrt{(2 - 1)^2 + (1 - (-1))^2} = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5}$ है।
$|PF_1 - PF_2| = 2a$ द्वारा परिभाषित अतिपरवलय के लिए,शर्त $2a < d$ पूरी होनी चाहिए,जहाँ $2a$ अनुप्रस्थ अक्ष की लंबाई है।
यहाँ,$2a = 3$ और $d = \sqrt{5} \approx 2.236$ है।
चूंकि $3 > \sqrt{5}$,इसलिए शर्त $2a < d$ का पालन नहीं होता है।
अतः,आर्गंड समतल में ऐसा कोई बिंदु $z$ मौजूद नहीं है जो दिए गए समीकरण को संतुष्ट करता हो।
118
AdvancedMCQ
यदि $x + iy = \sqrt{\phi + i\psi}$,जहाँ $i = \sqrt{-1}$ और $\phi$ तथा $\psi$ शून्येतर वास्तविक पैरामीटर हैं,तो $\phi = \text{constant}$ और $\psi = \text{constant}$ आयताकार अतिपरवलय के दो निकायों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो किस कोण पर प्रतिच्छेद करते हैं?
A
$\frac{\pi}{6}$
B
$\frac{\pi}{3}$
C
$\frac{\pi}{4}$
D
$\frac{\pi}{2}$

Solution

(D) दिया गया है $x + iy = \sqrt{\phi + i\psi}$.
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर,$(x + iy)^2 = \phi + i\psi$ प्राप्त होता है।
$x^2 - y^2 + 2xyi = \phi + i\psi$.
वास्तविक और काल्पनिक भागों की तुलना करने पर,$x^2 - y^2 = \phi$ और $2xy = \psi$ प्राप्त होता है।
ये आयताकार अतिपरवलय के दो परिवारों का प्रतिनिधित्व करते हैं।
माना $f(x, y) = x^2 - y^2 - \phi = 0$ और $g(x, y) = 2xy - \psi = 0$.
पहले वक्र का प्रवणता $\nabla f = (2x, -2y)$ है और दूसरे वक्र का प्रवणता $\nabla g = (2y, 2x)$ है।
प्रवणताओं का डॉट गुणनफल $(2x)(2y) + (-2y)(2x) = 4xy - 4xy = 0$ है।
चूंकि डॉट गुणनफल $0$ है,वक्र लंबकोणीय हैं,जिसका अर्थ है कि वे $\frac{\pi}{2}$ के कोण पर प्रतिच्छेद करते हैं।
119
AdvancedMCQ
दिया गया है कि $z$ एक ऐसी सम्मिश्र संख्या है कि $|z| < 2$,तो $|iz + 6 - 8i|$ का अधिकतम मान किसके बराबर है?
A
$10$
B
$8$
C
$12$
D
$6$

Solution

(C) हमें $|z| < 2$ दिया गया है। हमें $|iz + 6 - 8i|$ का अधिकतम मान ज्ञात करना है।
त्रिभुज असमिका $|z_1 + z_2| \leq |z_1| + |z_2|$ का उपयोग करने पर:
$|iz + 6 - 8i| = |iz - (8i - 6)| \leq |iz| + |6 - 8i|$.
चूंकि $|iz| = |i| |z| = 1 \cdot |z| < 2$ और $|6 - 8i| = \sqrt{6^2 + (-8)^2} = \sqrt{36 + 64} = \sqrt{100} = 10$.
अतः,$|iz + 6 - 8i| < 2 + 10 = 12$.
जैसे-जैसे $|z|$,$2$ के निकट पहुँचता है,$|iz + 6 - 8i|$ का मान $12$ के निकट पहुँचता है।
120
AdvancedMCQ
किसी भी पूर्णांक $k$ के लिए,मान लीजिए $w_k = \cos \left( \frac{k\pi}{11} \right) + i \sin \left( \frac{k\pi}{11} \right)$,जहाँ $i = \sqrt{-1}$ है। व्यंजक $\frac{\sum_{k=1}^8 |w_{2k+1} - w_{2k}|}{\sum_{k=1}^4 |w_{3k-1} - w_{3k-2}|}$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(B) दिया गया है कि $w_k = e^{i \frac{k\pi}{11}}$.
ध्यान दें कि $|w_{m} - w_{n}| = |e^{i \frac{m\pi}{11}} - e^{i \frac{n\pi}{11}}| = |e^{i \frac{(m-n)\pi}{11}} - 1| = 2 |\sin \frac{(m-n)\pi}{22}|$.
अंश के लिए: $\sum_{k=1}^8 |w_{2k+1} - w_{2k}| = \sum_{k=1}^8 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1| = 8 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|$.
हर के लिए: $\sum_{k=1}^4 |w_{3k-1} - w_{3k-2}| = \sum_{k=1}^4 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1| = 4 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|$.
अतः,अनुपात $\frac{8 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|}{4 |e^{i \frac{\pi}{11}} - 1|} = \frac{8}{4} = 2$ है।
Solution diagram
121
AdvancedMCQ
यदि $\left| \frac{z - 1}{z - 4} \right| = 2$ और $\left| \frac{w - 4}{w - 1} \right| = 2$ है,तो $|z - w|_{\max} + |z - w|_{\min}$ का मान ज्ञात कीजिए।
A
$8$
B
$9$
C
$10$
D
$11$

Solution

(A) दिया गया है कि $\left| \frac{z - 1}{z - 4} \right| = 2$ और $\left| \frac{w - 4}{w - 1} \right| = 2$ है।
दी गई आकृति से,$z$ और $w$ के बिंदु वृत्तों को दर्शाते हैं।
केंद्रों के बीच की दूरी $d = 4$ है और दोनों वृत्तों की त्रिज्या $r_1 = 2$ और $r_2 = 2$ है।
अतः,$|z - w|_{\max} = d + r_1 + r_2 = 4 + 2 + 2 = 8$ है।
और $|z - w|_{\min} = |d - (r_1 + r_2)| = |4 - (2 + 2)| = 0$ है।
इसलिए,$|z - w|_{\max} + |z - w|_{\min} = 8 + 0 = 8$ है।
Solution diagram
122
AdvancedMCQ
सरल रेखा $z = -i \bar{z}$ में सम्मिश्र संख्या $(3 + 2i)$ का प्रतिबिंब क्या है?
A
$(-2 - 3i)$
B
$(2 - 3i)$
C
$(2 + 3i)$
D
$(i + 5)$

Solution

(A) माना $z = x + iy$ है। दी गई रेखा $z = -i \bar{z}$ है।
$z = x + iy$ और $\bar{z} = x - iy$ प्रतिस्थापित करने पर:
$x + iy = -i(x - iy) = -ix - i^2y = -ix + y$.
वास्तविक और काल्पनिक भागों की तुलना करने पर,हमें $x = y$ और $y = -x$ प्राप्त होता है,जिसका अर्थ है $x + y = 0$.
हमें रेखा $x + y = 0$ में बिंदु $(3, 2)$ का प्रतिबिंब ज्ञात करना है।
माना प्रतिबिंबित बिंदु $(\alpha, \beta)$ है।
$(3, 2)$ और $(\alpha, \beta)$ को जोड़ने वाले रेखाखंड का मध्यबिंदु रेखा $x + y = 0$ पर स्थित है:
$\frac{\alpha + 3}{2} + \frac{\beta + 2}{2} = 0 \Rightarrow \alpha + \beta + 5 = 0$.
$(3, 2)$ और $(\alpha, \beta)$ को जोड़ने वाली रेखा की ढाल $x + y = 0$ की ढाल (जो $-1$ है) के लंबवत होनी चाहिए:
$\frac{\beta - 2}{\alpha - 3} = 1$ $\Rightarrow \beta - 2 = \alpha - 3$ $\Rightarrow \beta = \alpha - 1$.
$\beta = \alpha - 1$ को $\alpha + \beta + 5 = 0$ में रखने पर:
$\alpha + (\alpha - 1) + 5 = 0$ $\Rightarrow 2\alpha + 4 = 0$ $\Rightarrow \alpha = -2$.
अतः $\beta = -2 - 1 = -3$.
प्रतिबिंबित बिंदु $(-2, -3)$ है,जो सम्मिश्र संख्या $(-2 - 3i)$ के अनुरूप है।
Solution diagram
123
AdvancedMCQ
मान लीजिए $z_1$ और $z_2$ दो सम्मिश्र संख्याएँ हैं और समीकरण $z^2 + az + b = 0$ के मूल हैं। यदि $O$ मूलबिंदु है और $OA = OB$ तथा $a^2 = \lambda b \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ है,जहाँ $\alpha$ कोण $\angle AOB$ है,तो $\lambda$ का मान ज्ञात कीजिए:
Question diagram
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(D) दिया गया है कि $z_1$ और $z_2$ समीकरण $z^2 + az + b = 0$ के मूल हैं,इसलिए $z_1 + z_2 = -a$ और $z_1 z_2 = b$ है।
चूंकि $OA = OB$ और उनके बीच का कोण $\alpha$ है,हम $z_2 = z_1 e^{i \alpha}$ लिख सकते हैं।
अतः $\frac{z_2}{z_1} = e^{i \alpha}$ प्राप्त होता है।
अब,$\frac{a^2}{b} = \frac{(z_1 + z_2)^2}{z_1 z_2} = \frac{z_1^2 + z_2^2 + 2z_1 z_2}{z_1 z_2} = \frac{z_1}{z_2} + \frac{z_2}{z_1} + 2$ है।
$\frac{z_2}{z_1} = e^{i \alpha}$ रखने पर,$\frac{a^2}{b} = e^{-i \alpha} + e^{i \alpha} + 2 = 2 \cos \alpha + 2$ प्राप्त होता है।
सर्वसमिका $1 + \cos \alpha = 2 \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ का उपयोग करने पर,$\frac{a^2}{b} = 2(1 + \cos \alpha) = 2(2 \cos^2 \frac{\alpha}{2}) = 4 \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ प्राप्त होता है।
इस प्रकार,$a^2 = 4b \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ है।
इसे $a^2 = \lambda b \cos^2 \frac{\alpha}{2}$ से तुलना करने पर,$\lambda = 4$ प्राप्त होता है।
124
AdvancedMCQ
$z_1$ और $z_2$,$3z^2 + 3z + b = 0$ के मूल हैं। यदि मूल बिंदु,$A(z_1)$ और $B(z_2)$ एक समबाहु त्रिभुज बनाते हैं,तो $b$ का मान क्या होगा?
A
$0$
B
$1$
C
$2$
D
$3$

Solution

(B) दिए गए द्विघात समीकरण $3z^2 + 3z + b = 0$ के लिए,मूलों $z_1$ और $z_2$ का योग और गुणनफल है:
$z_1 + z_2 = -\frac{3}{3} = -1$
$z_1 z_2 = \frac{b}{3}$
तीन सम्मिश्र संख्याओं $z_1, z_2, z_3$ के समबाहु त्रिभुज बनाने की शर्त $z_1^2 + z_2^2 + z_3^2 = z_1 z_2 + z_2 z_3 + z_3 z_1$ है।
यहाँ,शीर्ष $z_1, z_2$ और मूल बिंदु $z_3 = 0$ हैं।
शर्त में $z_3 = 0$ रखने पर:
$z_1^2 + z_2^2 + 0^2 = z_1 z_2 + z_2(0) + (0)z_1$
$z_1^2 + z_2^2 = z_1 z_2$
दोनों पक्षों में $z_1 z_2$ जोड़ने पर:
$(z_1 + z_2)^2 - 2z_1 z_2 = z_1 z_2$
$(z_1 + z_2)^2 = 3z_1 z_2$
मूलों के योग और गुणनफल के मान रखने पर:
$(-1)^2 = 3 \left(\frac{b}{3}\right)$
$1 = b$
अतः,$b$ का मान $1$ है।
Solution diagram
125
AdvancedMCQ
यदि $\mu = \frac{2z + 5i}{z - 3}$ और $|\mu| = 2$ है,तो $z$ का बिंदुपथ क्या है?
A
सरल रेखा
B
वृत्त
C
परवलय
D
दीर्घवृत्त

Solution

(A) दिया गया है $\mu = \frac{2z + 5i}{z - 3}$ और $|\mu| = 2$ है।
दोनों पक्षों का मापांक लेने पर: $\left| \frac{2z + 5i}{z - 3} \right| = 2$ है।
इसका अर्थ है $|2z + 5i| = 2|z - 3|$ है।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $|2z + 5i|^2 = 4|z - 3|^2$ है।
मान लीजिए $z = x + iy$ है। तब $|2(x + iy) + 5i|^2 = 4|x + iy - 3|^2$ है।
$|2x + i(2y + 5)|^2 = 4|(x - 3) + iy|^2$ है।
$(2x)^2 + (2y + 5)^2 = 4((x - 3)^2 + y^2)$ है।
$4x^2 + 4y^2 + 20y + 25 = 4(x^2 - 6x + 9 + y^2)$ है।
$4x^2 + 4y^2 + 20y + 25 = 4x^2 - 24x + 36 + 4y^2$ है।
$20y + 25 = -24x + 36$ है।
$24x + 20y - 11 = 0$ है।
यह एक सरल रेखा का समीकरण है।
126
AdvancedMCQ
$\text{Arg}(z + i) - \text{Arg}(z - i) = \frac{2\pi}{3}$ द्वारा दिए गए $z$ के बिंदु-पथ और काल्पनिक अक्ष द्वारा घिरे क्षेत्र का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए:
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) $\text{Arg}\left(\frac{z+i}{z-i}\right) = \frac{2\pi}{3}$ को संतुष्ट करने वाले $z$ का बिंदु-पथ एक वृत्त का चाप है।
माना $z = x + iy$ है। बिंदु $A(0, -1)$ और $B(0, 1)$ स्थिर हैं।
चाप पर किसी भी बिंदु $z$ पर जीवा $AB$ द्वारा बनाया गया कोण $\alpha = \frac{2\pi}{3}$ है।
वृत्त का केंद्र वास्तविक अक्ष पर $C\left(-\cot\left(\frac{2\pi}{3}\right), 0\right) = C\left(-\frac{1}{\sqrt{3}}, 0\right)$ पर स्थित है।
त्रिज्या $R = \frac{AB}{2\sin(\alpha)} = \frac{2}{2\sin(2\pi/3)} = \frac{2}{\sqrt{3}}$ है।
वृत्तीय खंड का क्षेत्रफल $\frac{1}{2}R^2(\theta - \sin \theta)$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $\theta$ केंद्रीय कोण है।
केंद्रीय कोण $\theta = 2(\pi - \alpha) = 2(\pi - 2\pi/3) = 2\pi/3$ है।
क्षेत्रफल $= \frac{1}{2} \left(\frac{2}{\sqrt{3}}\right)^2 \left(\frac{2\pi}{3} - \sin\left(\frac{2\pi}{3}\right)\right) = \frac{2}{3} \left(\frac{2\pi}{3} - \frac{\sqrt{3}}{2}\right) = \frac{4\pi}{9} - \frac{1}{\sqrt{3}}$।
Solution diagram
127
AdvancedMCQ
यदि $z_1, z_2, z_3$ आर्गेंड समतल में एक त्रिभुज के शीर्ष हैं,जहाँ $|z_1 - z_2| = |z_1 - z_3|$ है,तो $\arg \left( \frac{2z_1 - z_2 - z_3}{z_3 - z_2} \right)$ का मान क्या होगा?
A
$\pm \frac{\pi}{3}$
B
$0$
C
$\pm \frac{\pi}{2}$
D
$\pm \frac{\pi}{6}$

Solution

(C) माना त्रिभुज $\triangle Z_1 Z_2 Z_3$ है। दिया गया है कि $|z_1 - z_2| = |z_1 - z_3|$,अतः त्रिभुज समद्विबाहु है।
माना $M$ आधार $Z_2 Z_3$ का मध्यबिंदु है। $M$ को निरूपित करने वाली सम्मिश्र संख्या $z_M = \frac{z_2 + z_3}{2}$ है।
समद्विबाहु त्रिभुज में,शीर्ष $Z_1$ से आधार $Z_2 Z_3$ पर खींची गई माध्यिका आधार पर लंब होती है।
अतः,सदिश $Z_1 - M$ सदिश $Z_3 - Z_2$ पर लंब है।
सम्मिश्र संख्या $z_1 - z_M = \frac{2z_1 - z_2 - z_3}{2}$ बिंदु $M$ से $Z_1$ तक के सदिश को दर्शाती है।
सदिश $z_3 - z_2$ आधार $Z_2 Z_3$ को दर्शाता है।
चूंकि माध्यिका आधार पर लंब है,इसलिए इन दो सम्मिश्र संख्याओं के अनुपात का कोणांक (argument) $\pm \frac{\pi}{2}$ होगा।
अतः,$\arg \left( \frac{2z_1 - z_2 - z_3}{z_3 - z_2} \right) = \pm \frac{\pi}{2}$.
Solution diagram
128
AdvancedMCQ
यदि $|z_1| = 2$,$|z_2| = 3$,$|z_3| = 4$ और $|2z_1 + 3z_2 + 4z_3| = 9$ है,तो $|8z_2z_3 + 27z_3z_1 + 64z_1z_2|$ का मान किसके बराबर है?
A
$216$
B
$18$
C
$64$
D
कोई नहीं

Solution

(A) दिया गया है $|z_1| = 2$,$|z_2| = 3$,$|z_3| = 4$ और $|2z_1 + 3z_2 + 4z_3| = 9$.
हम जानते हैं कि किसी भी सम्मिश्र संख्या $z$ के लिए,$z\bar{z} = |z|^2$,इसलिए $\bar{z} = \frac{|z|^2}{z}$.
व्यंजक $|8z_2z_3 + 27z_3z_1 + 64z_1z_2|$ पर विचार करें।
व्यंजक से $z_1z_2z_3$ को उभयनिष्ठ लेने पर:
$|z_1z_2z_3| \left| \frac{8}{z_1} + \frac{27}{z_2} + \frac{64}{z_3} \right|$.
चूंकि $|z_1|=2, |z_2|=3, |z_3|=4$,इसलिए $|z_1|^2=4, |z_2|^2=9, |z_3|^2=16$ है।
$8 = 2|z_1|^2$,$27 = 3|z_2|^2$,और $64 = 4|z_3|^2$ प्रतिस्थापित करने पर:
$|z_1z_2z_3| \left| \frac{2|z_1|^2}{z_1} + \frac{3|z_2|^2}{z_2} + \frac{4|z_3|^2}{z_3} \right| = |z_1z_2z_3| |2\bar{z}_1 + 3\bar{z}_2 + 4\bar{z}_3|$.
चूंकि $|z| = |\bar{z}|$,इसलिए $|2\bar{z}_1 + 3\bar{z}_2 + 4\bar{z}_3| = |\overline{2z_1 + 3z_2 + 4z_3}| = |2z_1 + 3z_2 + 4z_3| = 9$.
अतः,मान $|z_1| |z_2| |z_3| \times 9 = 2 \times 3 \times 4 \times 9 = 216$ है।
129
AdvancedMCQ
मान लीजिए $z_1 = 6 + i$ और $z_2 = 4 - 3i$ है। मान लीजिए $z$ एक ऐसी सम्मिश्र संख्या है कि $\arg \left( \frac{z - z_1}{z_2 - z} \right) = \frac{\pi}{2}$ है,तो $z$ संतुष्ट करता है -
A
$|z - (5 - i)| = \sqrt{5}$
B
$|z - (5 - i)| = 5$
C
$|z - (5 + i)| = \sqrt{5}$
D
$|z - (5 + i)| = 5$

Solution

(A) प्रतिबंध $\arg \left( \frac{z - z_1}{z_2 - z} \right) = \frac{\pi}{2}$ यह दर्शाता है कि $z_1$ और $z_2$ को जोड़ने वाले रेखाखंड द्वारा $z$ पर बनाया गया कोण $\frac{\pi}{2}$ है।
इसका अर्थ है कि $z$ एक ऐसे वृत्त पर स्थित है जिसका व्यास $z_1z_2$ है।
वृत्त का केंद्र $C$,$z_1$ और $z_2$ का मध्यबिंदु है:
$C = \frac{z_1 + z_2}{2} = \frac{(6 + i) + (4 - 3i)}{2} = \frac{10 - 2i}{2} = 5 - i$.
वृत्त की त्रिज्या $r$,$z_1$ और $z_2$ के बीच की दूरी की आधी है:
$r = \frac{|z_1 - z_2|}{2} = \frac{|(6 + i) - (4 - 3i)|}{2} = \frac{|2 + 4i|}{2} = |1 + 2i| = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5}$.
अतः,वृत्त का समीकरण $|z - C| = r$ है,जो $|z - (5 - i)| = \sqrt{5}$ है।
130
AdvancedMCQ
यदि $z = \frac{3}{2 + \cos \theta + i \sin \theta}$ है,तो $z$ का बिंदुपथ :-
A
एक सीधी रेखा है
B
एक वृत्त है जिसका केंद्र $x$-अक्ष पर है
C
एक वृत्त है जिसका केंद्र $y$-अक्ष पर है
D
एक परवलय है

Solution

(B) दिया गया है $z = \frac{3}{2 + \cos \theta + i \sin \theta}$.
पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर,$2 + \cos \theta + i \sin \theta = \frac{3}{z}$ प्राप्त होता है।
$\cos \theta + i \sin \theta = \frac{3}{z} - 2 = \frac{3 - 2z}{z}$.
दोनों पक्षों का मापांक लेने पर,$|\cos \theta + i \sin \theta| = \left| \frac{3 - 2z}{z} \right|$.
चूंकि $|\cos \theta + i \sin \theta| = 1$,इसलिए $1 = \frac{|3 - 2z|}{|z|}$,जिसका अर्थ है $|z| = |3 - 2z|$.
माना $z = x + iy$. तब $|x + iy| = |3 - 2(x + iy)| = |(3 - 2x) - i(2y)|$.
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $x^2 + y^2 = (3 - 2x)^2 + (-2y)^2$.
$x^2 + y^2 = 9 - 12x + 4x^2 + 4y^2$.
$3x^2 + 3y^2 - 12x + 9 = 0$.
$3$ से भाग देने पर: $x^2 + y^2 - 4x + 3 = 0$.
यह एक वृत्त का समीकरण है जिसका केंद्र $(2, 0)$ है,जो $x$-अक्ष पर स्थित है।
131
AdvancedMCQ
यदि $\text{Im} \left( \frac{2z + 1}{iz + 1} \right) = -3$ है,तो $z$ का बिन्दुपथ क्या है :-
A
एक वृत्त
B
एक परवलय
C
एक सीधी रेखा
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(A) माना $z = x + iy$.
तब,$\frac{2z + 1}{iz + 1} = \frac{(2x + 1) + 2iy}{(1 - y) + ix}$.
हर के संयुग्मी से गुणा करने पर:
काल्पनिक भाग $\frac{2y(1 - y) - x(2x + 1)}{(1 - y)^2 + x^2} = -3$ प्राप्त होता है।
सरल करने पर $x^2 + y^2 - x - 4y + 3 = 0$ प्राप्त होता है।
यह एक वृत्त का समीकरण है।
132
AdvancedMCQ
यदि $|z_1|=1, |z_2|=2, |z_3|=3$ और $|9z_1z_2 + 4z_1z_3 + z_2z_3| = 12$ है,तो $|z_1 + z_2 + z_3|$ का मान क्या होगा :-
A
$2$
B
$3$
C
$4$
D
$6$

Solution

(A) दिया गया है $|z_1|=1, |z_2|=2, |z_3|=3$.
इसका अर्थ है $|z_1|^2 = 1 \Rightarrow z_1 \bar{z}_1 = 1$,$|z_2|^2 = 4 \Rightarrow z_2 \bar{z}_2 = 4$,और $|z_3|^2 = 9 \Rightarrow z_3 \bar{z}_3 = 9$.
हमें $|9z_1z_2 + 4z_1z_3 + z_2z_3| = 12$ दिया गया है।
मान $9 = z_3 \bar{z}_3$,$4 = z_2 \bar{z}_2$,और $1 = z_1 \bar{z}_1$ को व्यंजक में रखने पर:
$|z_3 \bar{z}_3 z_1 z_2 + z_2 \bar{z}_2 z_1 z_3 + z_1 \bar{z}_1 z_2 z_3| = 12$.
$|z_1 z_2 z_3|$ को बाहर निकालने पर:
$|z_1 z_2 z_3| |\bar{z}_3 + \bar{z}_2 + \bar{z}_1| = 12$.
चूंकि $|z_1 z_2 z_3| = |z_1| |z_2| |z_3| = 1 \times 2 \times 3 = 6$,इसलिए:
$6 |\bar{z}_1 + \bar{z}_2 + \bar{z}_3| = 12$.
$|\bar{z}_1 + \bar{z}_2 + \bar{z}_3| = 2$.
चूंकि $|\bar{z}| = |z|$,इसलिए $|z_1 + z_2 + z_3| = 2$ प्राप्त होता है।
133
AdvancedMCQ
यदि सम्मिश्र संख्याएँ $z_1$ और $z_2$ दोनों $z + \overline{z} = 2 |z - 1|$ और $\arg(z_1 - z_2) = \frac{\pi}{3}$ को संतुष्ट करती हैं,तो $\text{Im}(z_1 + z_2)$ का मान क्या होगा,जहाँ $\text{Im}(z)$,$z$ का काल्पनिक भाग दर्शाता है?
A
$\sin \frac{\pi}{3}$
B
$\csc \frac{\pi}{3}$
C
$\tan \frac{\pi}{3}$
D
$\cot \frac{\pi}{3}$

Solution

(B) माना $z = x + iy$ है। समीकरण $z + \overline{z} = 2|z - 1|$ का रूप $2x = 2\sqrt{(x-1)^2 + y^2}$ हो जाता है।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर,$x^2 = (x-1)^2 + y^2$,जो सरल होकर $y^2 = 2x - 1$ प्राप्त होता है।
माना $z_1 = x_1 + iy_1$ और $z_2 = x_2 + iy_2$ है। $y^2 = 2x - 1$ के कारण,हम $z$ को $z = \frac{t^2 + 1}{2} + it$ के रूप में लिख सकते हैं।
तब $z_1 - z_2 = \frac{t_1^2 - t_2^2}{2} + i(t_1 - t_2) = \frac{(t_1 - t_2)(t_1 + t_2)}{2} + i(t_1 - t_2)$ है।
दिया गया है कि $\arg(z_1 - z_2) = \frac{\pi}{3}$,इसलिए $\tan(\frac{\pi}{3}) = \frac{t_1 - t_2}{\frac{(t_1 - t_2)(t_1 + t_2)}{2}} = \frac{2}{t_1 + t_2} = \sqrt{3}$ है।
अतः,$t_1 + t_2 = \frac{2}{\sqrt{3}}$ है।
चूँकि $\text{Im}(z_1 + z_2) = t_1 + t_2$,इसलिए मान $\frac{2}{\sqrt{3}} = \csc \frac{\pi}{3}$ है।
134
AdvancedMCQ
यदि $\omega$ इकाई का एक सम्मिश्र घनमूल है जिसका काल्पनिक भाग धनात्मक है और $|z - \omega| = |z + \omega|$ है,तो $arg(z)$ हो सकता है-
A
$\frac{\pi}{3}$
B
$\frac{5\pi}{6}$
C
$\frac{\pi}{6}$
D
$\frac{\pi}{4}$

Solution

(C) दिया गया है $|z - \omega| = |z + \omega|$.
यह $z$ का बिंदु पथ $\omega$ और $-\omega$ को जोड़ने वाले रेखाखंड का लंब समद्विभाजक दर्शाता है।
चूंकि $\omega = e^{i2\pi/3} = -\frac{1}{2} + i\frac{\sqrt{3}}{2}$,बिंदु $\omega$ और $-\omega = \frac{1}{2} - i\frac{\sqrt{3}}{2}$ हैं।
$\omega$ और $-\omega$ को जोड़ने वाला रेखाखंड मूल बिंदु से गुजरता है और धनात्मक $x$-अक्ष के साथ $120^{\circ}$ (या $2\pi/3$) का कोण बनाता है।
इस रेखाखंड का लंब समद्विभाजक मूल बिंदु से गुजरता है और धनात्मक $x$-अक्ष के साथ $120^{\circ} + 90^{\circ} = 210^{\circ}$ या $120^{\circ} - 90^{\circ} = 30^{\circ}$ (अर्थात $\frac{\pi}{6}$) का कोण बनाता है।
अतः,$arg(z) = \frac{\pi}{6}$ या $arg(z) = \frac{7\pi}{6}$।
विकल्पों के साथ तुलना करने पर,सही मान $\frac{\pi}{6}$ है।
Solution diagram
135
AdvancedMCQ
$z$ में समीकरण $|z|^2 - (z + \bar{z}) + i(z - \bar{z}) + 2 = 0$ के हल ज्ञात कीजिए $(i = \sqrt{-1})$.
A
$2 + i, 1 - i$
B
$1 + i, 1 - i$
C
$1 + 2i, -1 - i$
D
$1 + i, 1 + i$

Solution

(B) माना $z = x + iy$. तब $|z|^2 = x^2 + y^2$,$z + \bar{z} = 2x$,और $z - \bar{z} = 2iy$.
समीकरण में मान रखने पर: $x^2 + y^2 - 2x + i(2iy) + 2 = 0$.
$x^2 + y^2 - 2x - 2y + 2 = 0$.
$(x - 1)^2 + (y - 1)^2 = 0$.
चूंकि $x$ और $y$ वास्तविक हैं,इसलिए $x - 1 = 0$ और $y - 1 = 0$.
अतः,$x = 1$ और $y = 1$.
इसलिए,$z = 1 + i$ हल है।
136
AdvancedMCQ
माना बिंदु $P = \alpha + i\beta$,जहाँ $\alpha, \beta > 0$,आर्गंड समतल पर क्रमिक रूप से निम्नलिखित तीन रूपांतरणों से गुजरता है:
$(I)$ $\text{amp}(z) = \frac{\pi}{4}$ के सापेक्ष परावर्तन
$(II)$ वास्तविक अक्ष की धनात्मक दिशा में $\beta$ इकाई दूरी का स्थानांतरण
$(III)$ मूल बिंदु के परितः वामावर्त दिशा में $\frac{\pi}{4}$ कोण पर घूर्णन
यदि बिंदु की अंतिम स्थिति $Q = -\sqrt{2} + i\sqrt{6}$ है,तो:
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) माना प्रारंभिक बिंदु $P = \alpha + i\beta$ है।
$(I)$ $\text{amp}(z) = \frac{\pi}{4}$ के सापेक्ष $z = x + iy$ का परावर्तन $z' = i\bar{z} = y + ix$ है। अतः,$P_1 = \beta + i\alpha$.
$(II)$ $P_1$ को वास्तविक अक्ष पर $\beta$ इकाई स्थानांतरित करने पर $P_2 = 2\beta + i\alpha$ प्राप्त होता है।
$(III)$ $P_2$ को मूल बिंदु के परितः $\frac{\pi}{4}$ कोण पर घुमाने पर $Q = (2\beta + i\alpha) \left( \frac{1}{\sqrt{2}} + i\frac{1}{\sqrt{2}} \right)$ प्राप्त होता है।
चूंकि $Q = -\sqrt{2} + i\sqrt{6}$ दिया गया है:
$2\beta - \alpha = -2$ और $2\beta + \alpha = 2\sqrt{3}$।
हल करने पर,$\beta = \frac{\sqrt{3} - 1}{2}$ और $\alpha = \sqrt{3} + 1$ प्राप्त होता है।
अतः,सही विकल्प $D$ है।
Solution diagram
137
AdvancedMCQ
Argand समतल पर बिंदुओं का समुच्चय जो $|z| \leq 4$ और $\operatorname{Arg}(z) = \frac{\pi}{3}$ दोनों को संतुष्ट करता है,क्या दर्शाता है?
A
एक निश्चित वृत्त और एक रेखा
B
वृत्त की त्रिज्या
C
वृत्त का त्रिज्यखंड
D
अनंत रेखा

Solution

(B) $|z| \leq 4$ की शर्त मूल बिंदु पर केंद्रित और $4$ त्रिज्या वाले वृत्त के अंदर या उसकी सीमा पर स्थित सभी बिंदुओं के समुच्चय को दर्शाती है।
$\operatorname{Arg}(z) = \frac{\pi}{3}$ की शर्त मूल बिंदु से निकलने वाली एक किरण (मूल बिंदु को छोड़कर) को दर्शाती है जो धनात्मक वास्तविक अक्ष के साथ $\frac{\pi}{3}$ का कोण बनाती है।
इन दोनों समुच्चयों का प्रतिच्छेदन उस किरण का वह भाग है जो वृत्त के भीतर स्थित है,जो मूल बिंदु से शुरू होकर $4$ इकाई की दूरी पर वृत्त की सीमा तक फैला हुआ एक रेखाखंड है। यह वृत्त की एक त्रिज्या है।
Solution diagram
138
AdvancedMCQ
यदि $z_1, z_2, z_3 \in \mathbb{C}$ इस प्रकार हैं कि $|z_1| = |z_2| = |z_3| = 2$,तो व्यंजक $|z_1 - z_2||z_2 - z_3| + |z_2 - z_3||z_3 - z_1| + |z_3 - z_1||z_1 - z_2|$ का अधिकतम मान क्या है?
A
$18$
B
$36$
C
$9$
D
$72$

Solution

(B) माना $|z_1| = |z_2| = |z_3| = R = 2$.
माना $a = |z_1 - z_2|$,$b = |z_2 - z_3|$,और $c = |z_3 - z_1|$.
हम जानते हैं कि वृत्त पर स्थित किन्हीं भी सम्मिश्र संख्याओं $z_1, z_2, z_3$ के लिए,व्यंजक $ab + bc + ca$ का मान तब अधिकतम होता है जब बिंदु वृत्त के भीतर एक समबाहु त्रिभुज बनाते हैं।
$R$ त्रिज्या वाले वृत्त में स्थित समबाहु त्रिभुज के लिए,भुजा की लंबाई $s = R\sqrt{3}$ होती है।
यहाँ,$R = 2$,इसलिए $s = 2\sqrt{3}$.
अतः $a = b = c = 2\sqrt{3}$.
व्यंजक $a^2 + a^2 + a^2 = 3a^2$ हो जाता है।
$a = 2\sqrt{3}$ रखने पर,हमें $3(2\sqrt{3})^2 = 3(4 \times 3) = 3(12) = 36$ प्राप्त होता है।
अतः,अधिकतम मान $36$ है।
139
AdvancedMCQ
मान लीजिए $z_1, z_2 \in \mathbb{C}$ इस प्रकार हैं कि $|z_1 + z_2| = \sqrt{3}$ और $|z_1| = |z_2| = 1$,तो $|z_1 - z_2|$ का मान है
A
$1/2$
B
$2$
C
$1$
D
$4$

Solution

(C) दिया गया है $|z_1| = 1$ और $|z_2| = 1$।
सम्मिश्र संख्याओं के लिए समांतर चतुर्भुज नियम का उपयोग करने पर: $|z_1 + z_2|^2 + |z_1 - z_2|^2 = 2(|z_1|^2 + |z_2|^2)$।
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर: $(\sqrt{3})^2 + |z_1 - z_2|^2 = 2(1^2 + 1^2)$।
$3 + |z_1 - z_2|^2 = 2(1 + 1)$।
$3 + |z_1 - z_2|^2 = 4$।
$|z_1 - z_2|^2 = 4 - 3 = 1$।
अतः,$|z_1 - z_2| = \sqrt{1} = 1$।
140
DifficultMCQ
यदि $z$ एक सम्मिश्र संख्या है जो $|z - 3| \leq 5$ को संतुष्ट करती है,तो $|z + 3i|$ का परिसर ज्ञात कीजिए (जहाँ $i = \sqrt{-1}$)।
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) प्रतिबंध $|z - 3| \leq 5$ सम्मिश्र तल में $A = (3, 0)$ केंद्र और $R = 5$ त्रिज्या वाली एक डिस्क को दर्शाता है।
हम $|z - (-3i)|$ का परिसर ज्ञात करना चाहते हैं,जो डिस्क में स्थित बिंदुओं $z$ की बिंदु $C = (0, -3)$ से दूरी को दर्शाता है।
डिस्क के केंद्र $A(3, 0)$ और बिंदु $C(0, -3)$ के बीच की दूरी $d = \sqrt{(3 - 0)^2 + (0 - (-3))^2} = \sqrt{3^2 + 3^2} = \sqrt{18} = 3\sqrt{2}$ है।
चूंकि बिंदु $C(0, -3)$ डिस्क के अंदर स्थित है (क्योंकि दूरी $d = 3\sqrt{2} \approx 4.24 < 5$),इसलिए $C$ से डिस्क के किसी भी बिंदु की न्यूनतम दूरी $0$ है।
$C$ से डिस्क के किसी भी बिंदु की अधिकतम दूरी $R + d = 5 + 3\sqrt{2}$ है।
अतः,$|z + 3i|$ का परिसर $[0, 5 + 3\sqrt{2}]$ है।
Solution diagram
141
AdvancedMCQ
मान लीजिए $z_1, z_2, z_3, \omega, z_0, z'_0$ सम्मिश्र तल पर ऐसे निश्चित बिंदु हैं कि कोई भी $3$ बिंदु संरेख नहीं हैं,जो $Arg\left( \frac{\omega - z_1}{z_2 - z_3} \right) = Arg\left( \frac{\omega - z_2}{z_3 - z_1} \right) = Arg\left( \frac{\omega - z_3}{z_1 - z_2} \right) = \frac{\pi}{2}$ शर्त को संतुष्ट करते हैं। यदि $z_1, z_2, z_3$ समीकरण $|z - z_0| = R_1$ को और $z_2, \omega, z_3$ समीकरण $|z - z'_0| = R_2$ को संतुष्ट करते हैं,तो अनुपात $\frac{R_1}{R_2}$ का मान ज्ञात कीजिए:
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
$4$

Solution

(A) दी गई शर्त $Arg\left( \frac{\omega - z_1}{z_2 - z_3} \right) = \frac{\pi}{2}$ यह दर्शाती है कि सदिश $(\omega - z_1)$,$(z_2 - z_3)$ के लंबवत है।
इसी प्रकार,$(\omega - z_2) \perp (z_3 - z_1)$ और $(\omega - z_3) \perp (z_1 - z_2)$ है।
यह इंगित करता है कि $\omega$,$z_1, z_2, z_3$ द्वारा निर्मित त्रिभुज का लंबकेंद्र (orthocentre) है।
मान लीजिए $\Delta = \Delta z_1 z_2 z_3$ है। $\Delta z_1 z_2 z_3$ के परिवृत्त (circumcircle) की त्रिज्या $R_1$ और केंद्र $z_0$ है।
$\Delta z_2 \omega z_3$ के परिवृत्त की त्रिज्या $R_2$ और केंद्र $z'_0$ है।
लंबकेंद्र का एक ज्ञात गुण यह है कि लंबकेंद्र और दो शीर्षों द्वारा निर्मित त्रिभुज की परिवृत्त त्रिज्या,मूल त्रिभुज की परिवृत्त त्रिज्या के बराबर होती है।
अतः,$R_1 = R_2$,जिसका अर्थ है कि $\frac{R_1}{R_2} = 1$।
142
AdvancedMCQ
आर्गंड समतल पर सम्मिश्र संख्याओं $z_1$,$z_2$,और $-\omega z_1 - \omega^2 z_2$ द्वारा निर्मित त्रिभुज है:
A
समद्विबाहु लेकिन आवश्यक रूप से समबाहु नहीं
B
समकोण लेकिन आवश्यक रूप से समद्विबाहु नहीं
C
समकोण समद्विबाहु
D
समबाहु

Solution

(D) माना त्रिभुज के शीर्ष $A(z_1)$,$B(z_2)$,और $C(z_3)$ हैं,जहाँ $z_3 = -\omega z_1 - \omega^2 z_2$ है।
त्रिभुज के समबाहु होने की शर्त $z_1 + \omega z_2 + \omega^2 z_3 = 0$ है।
दिया गया है $z_3 = -\omega z_1 - \omega^2 z_2$,जिसे $z_3 + \omega z_1 + \omega^2 z_2 = 0$ के रूप में लिखा जा सकता है।
यह शर्त दर्शाती है कि त्रिभुज समबाहु है।
143
AdvancedMCQ
आर्गंड समतल में बिंदु $z$ इस प्रकार गति करता है कि $\operatorname{Re} \left( \frac{iz + 1}{iz - 1} \right) = 2$ है। तो $z$ का बिंदुपथ क्या है?
A
एक सीधी रेखा
B
एक वृत्त
C
एक दीर्घवृत्त
D
एक अतिपरवलय

Solution

(B) माना $z = x + iy$ है।
तब $iz + 1 = i(x + iy) + 1 = (1 - y) + ix$ और $iz - 1 = i(x + iy) - 1 = -(1 + y) + ix$ है।
व्यंजक $\frac{iz + 1}{iz - 1} = \frac{(1 - y) + ix}{-(1 + y) + ix}$ पर विचार करें।
अंश और हर को हर के संयुग्मी $-(1 + y) - ix$ से गुणा करें।
हर $(-(1 + y))^2 + x^2 = (1 + y)^2 + x^2$ हो जाता है।
अंश का वास्तविक भाग $(1 - y)(-(1 + y)) + x^2 = -(1 - y^2) + x^2 = x^2 + y^2 - 1$ है।
अतः, $\operatorname{Re} \left( \frac{iz + 1}{iz - 1} \right) = \frac{x^2 + y^2 - 1}{x^2 + (y + 1)^2} = 2$ है।
यह $x^2 + y^2 - 1 = 2(x^2 + y^2 + 2y + 1)$ में सरल हो जाता है, जो $x^2 + y^2 - 1 = 2x^2 + 2y^2 + 4y + 2$ है।
पुनर्व्यवस्थित करने पर $x^2 + y^2 + 4y + 3 = 0$ प्राप्त होता है।
यह एक वृत्त का समीकरण $x^2 + (y + 2)^2 = 1$ है।
144
AdvancedMCQ
सम्मिश्र संख्या $z = x + iy$ जो समीकरण $\left| \frac{z - 5i}{z + 5i} \right| = 1$ को संतुष्ट करती है,वह स्थित है
A
वास्तविक अक्ष पर
B
सरल रेखा $y = 5$ पर
C
मूल बिंदु से गुजरने वाला एक वृत्त
D
काल्पनिक अक्ष पर

Solution

(A) दिया गया समीकरण $\left| \frac{z - 5i}{z + 5i} \right| = 1$ है।
इसका अर्थ है $|z - 5i| = |z + 5i|$।
माना $z = x + iy$।
समीकरण में $z$ का मान रखने पर: $|x + i(y - 5)| = |x + i(y + 5)|$।
दोनों पक्षों का वर्ग करने पर: $x^2 + (y - 5)^2 = x^2 + (y + 5)^2$।
वर्गों का विस्तार करने पर: $x^2 + y^2 - 10y + 25 = x^2 + y^2 + 10y + 25$।
समीकरण को सरल करने पर: $-10y = 10y$,जिससे $20y = 0$ प्राप्त होता है,अतः $y = 0$।
समीकरण $y = 0$ वास्तविक अक्ष को दर्शाता है।
145
AdvancedMCQ
मान लीजिए $A, B, C$ सम्मिश्र संख्याओं के तीन समुच्चय हैं जो $A = \{z : \text{Im}(z) \ge 1\}$,$B = \{z : |z - 2 - i| = 3\}$,और $C = \{z : \text{Re}((1 - i)z) = \sqrt{2}\}$ द्वारा परिभाषित हैं। यदि $z$,$A \cap B \cap C$ में कोई बिंदु है,तो $|z + 1 - i|^2 + |z - 5 - i|^2$ का मान किसके बीच स्थित है?
A
$25$ और $29$
B
$30$ और $34$
C
$35$ और $39$
D
$40$ और $44$

Solution

(C) मान लीजिए $z = x + iy$ है। समुच्चय $A$ का अर्थ $y \ge 1$ है।
समुच्चय $B$ के लिए,$(x-2)^2 + (y-1)^2 = 9$ है।
समुच्चय $C$ के लिए,$x + y = \sqrt{2}$ है।
इन समीकरणों को हल करने पर,$A \cap B \cap C$ एक बिंदु प्राप्त होता है।
बिंदुओं $z_1 = -1+i$ और $z_2 = 5+i$ के बीच की दूरी $|(5+i) - (-1+i)| = 6$ है।
वृत्त पर स्थित बिंदु के लिए,दूरियों के वर्गों का योग $(6)^2 = 36$ होता है।
अतः,मान $36$ है,जो $35$ और $39$ के बीच स्थित है।
146
AdvancedMCQ
यदि $|z - 3i| \le 5$ है,तो $|z + 2|$ का न्यूनतम मान किसके बराबर है?
A
$0$
B
$2$
C
$5 - \sqrt{13}$
D
$1$

Solution

(A) दी गई असमिका $|z - 3i| \le 5$ सम्मिश्र तल में एक डिस्क को दर्शाती है जिसका केंद्र $C = (0, 3)$ और त्रिज्या $R = 5$ है।
हमें $|z - (-2)|$ का न्यूनतम मान ज्ञात करना है,जो बिंदु $z$ और बिंदु $A = (-2, 0)$ के बीच की दूरी को दर्शाता है।
केंद्र $C(0, 3)$ और बिंदु $A(-2, 0)$ के बीच की दूरी $d = \sqrt{(0 - (-2))^2 + (3 - 0)^2} = \sqrt{2^2 + 3^2} = \sqrt{13}$ है।
चूंकि बिंदु $A(-2, 0)$ डिस्क के अंदर स्थित है (क्योंकि $d = \sqrt{13} < 5$),इसलिए $A$ से डिस्क के किसी भी बिंदु $z$ तक की न्यूनतम दूरी $0$ है।
Solution diagram
147
AdvancedMCQ
यदि $|z - 3 - 4i| = 4$,जहाँ $i = \sqrt{-1}$ है,तो $|z|$ का अधिकतम संभव मान क्या है?
A
$9$
B
$7$
C
$5$
D
$6$

Solution

(A) दिया गया समीकरण $|z - (3 + 4i)| = 4$ है।
यह सम्मिश्र तल में एक वृत्त को दर्शाता है जिसका केंद्र $C = (3, 4)$ और त्रिज्या $r = 4$ है।
मूल बिंदु से केंद्र की दूरी $|3 + 4i| = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5$ है।
वृत्त पर स्थित किसी बिंदु के लिए $|z|$ का अधिकतम मान मूल बिंदु से केंद्र की दूरी और त्रिज्या के योग के बराबर होता है।
$|z|_{max} = |3 + 4i| + 4 = 5 + 4 = 9$.
148
AdvancedMCQ
$|z_1| = 12$ और $|z_2 - (3 + 4i)| = 5$ को संतुष्ट करने वाली सभी सम्मिश्र संख्याओं $z_1$ और $z_2$ के लिए,$|z_1 - z_2|$ का न्यूनतम मान क्या है?
A
$0$
B
$2$
C
$7$
D
$17$

Solution

(B) $|z_1| = 12$ मूल बिंदु $O(0, 0)$ पर केंद्रित और $R_1 = 12$ त्रिज्या वाला एक वृत्त दर्शाता है।
$|z_2 - (3 + 4i)| = 5$ बिंदु $C(3, 4)$ पर केंद्रित और $R_2 = 5$ त्रिज्या वाला एक वृत्त दर्शाता है।
केंद्रों $O$ और $C$ के बीच की दूरी $d = \sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{9 + 16} = 5$ है।
चूंकि केंद्रों के बीच की दूरी $d = 5$ छोटे वृत्त की त्रिज्या $R_2 = 5$ के बराबर है,इसलिए छोटा वृत्त मूल बिंदु $O$ से होकर गुजरता है।
चूंकि $R_1 = 12$ और $d + R_2 = 5 + 5 = 10 < 12$ है,इसलिए छोटा वृत्त पूरी तरह से बड़े वृत्त के अंदर स्थित है।
दो वृत्तों पर स्थित बिंदुओं के बीच की न्यूनतम दूरी $R_1 - (d + R_2) = 12 - (5 + 5) = 12 - 10 = 2$ है।
Solution diagram
149
DifficultMCQ
छायांकित क्षेत्र में स्थित $z$ का बिंदु पथ किसके द्वारा सबसे अच्छी तरह दर्शाया गया है?
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) छायांकित क्षेत्र $A(-1, 0)$ पर केंद्रित है,जो सम्मिश्र संख्या $z_0 = -1$ के अनुरूप है।
अतः,$A$ से दूरी $|z - (-1)| = |z + 1|$ द्वारा दर्शाई जाती है।
यह क्षेत्र $A$ पर केंद्रित $2$ त्रिज्या वाले वृत्त के बाहर है,इसलिए $|z + 1| > 2$ है।
कोणीय क्षेत्र $A$ से गुजरने वाली उन रेखाओं द्वारा घिरा है जिनका ढाल $\pm 1$ है,जो $\pm \pi/4$ कोण के अनुरूप है।
अतः,कोणांक (argument) की शर्त $|\arg(z + 1)| < \pi/4$ है।
इन दोनों को मिलाने पर,बिंदु पथ $z: |z + 1| > 2, |\arg(z + 1)| < \pi/4$ प्राप्त होता है।
150
AdvancedMCQ
यदि $\frac{|3z - i|}{|4z - 2 + 3i|} = K$ $(K \in \mathbb{R}^+)$ एक सीधी रेखा को दर्शाता है,तो $K$ का मान क्या है?
A
$\frac{4}{3}$
B
$\frac{3}{4}$
C
$1$
D
इनमें से कोई नहीं

Solution

(B) दिया गया समीकरण $\frac{|3z - i|}{|4z - 2 + 3i|} = K$ है।
हम इसे $\frac{3|z - i/3|}{4|z - (2-3i)/4|} = K$ के रूप में लिख सकते हैं।
यह सरल होकर $\frac{|z - i/3|}{|z - (1/2 - 3i/4)|} = K \cdot \frac{4}{3}$ हो जाता है।
$\frac{|z - z_1|}{|z - z_2|} = \lambda$ को संतुष्ट करने वाले बिंदुओं $z$ का बिंदुपथ एक सीधी रेखा तभी होता है जब $\lambda = 1$ हो।
अतः,$K \cdot \frac{4}{3} = 1$,जिससे $K = \frac{3}{4}$ प्राप्त होता है।

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?

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