Gujarati

Multiplication of Vectors Questions in Gujarati

Class 11 Physics · 3-1.Vectors · Multiplication of Vectors

191+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 191 questions in Gujarati

101
MediumMCQ
જો સમાંતરબાજુ ચતુષ્કોણના વિકર્ણો $(5\hat i - 4\hat j + 3\hat k)$ અને $(3\hat i + 2\hat j - \hat k)$ હોય,તો તેનું ક્ષેત્રફળ કેટલું થાય?
A
$\sqrt{171} \text{ unit}^2$
B
$\sqrt{72} \text{ unit}^2$
C
$171 \text{ unit}^2$
D
$\frac{\sqrt{171}}{2} \text{ unit}^2$

Solution

(A) વિકર્ણો $\vec{d_1}$ અને $\vec{d_2}$ ધરાવતા સમાંતરબાજુ ચતુષ્કોણનું ક્ષેત્રફળ શોધવાનું સૂત્ર: $\text{Area} = \frac{1}{2} |\vec{d_1} \times \vec{d_2}|$.
અહીં $\vec{d_1} = 5\hat{i} - 4\hat{j} + 3\hat{k}$ અને $\vec{d_2} = 3\hat{i} + 2\hat{j} - \hat{k}$ છે.
સૌ પ્રથમ,સદિશ ગુણાકાર $\vec{d_1} \times \vec{d_2}$ શોધો:
$\vec{d_1} \times \vec{d_2} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 5 & -4 & 3 \\ 3 & 2 & -1 \end{vmatrix} = \hat{i}(4 - 6) - \hat{j}(-5 - 9) + \hat{k}(10 - (-12)) = -2\hat{i} + 14\hat{j} + 22\hat{k}$.
હવે,આ સદિશનું માન શોધો:
$|\vec{d_1} \times \vec{d_2}| = \sqrt{(-2)^2 + 14^2 + 22^2} = \sqrt{4 + 196 + 484} = \sqrt{684}$.
વર્ગમૂળનું સાદું રૂપ આપતા: $\sqrt{684} = \sqrt{36 \times 19} = 6\sqrt{19}$.
છેલ્લે,ક્ષેત્રફળ $\frac{1}{2} \times 6\sqrt{19} = 3\sqrt{19} = \sqrt{171} \text{ unit}^2$ થાય.
102
EasyMCQ
સદિશ $\vec A$ નો સદિશ $\vec B$ પરનો પ્રક્ષેપ શું છે?
A
$\vec A \cdot \vec B$
B
$\vec A \cdot \hat B$
C
$\vec B \times \vec A$
D
$\hat B \cdot \hat A$

Solution

(B) સદિશ $\vec A$ નો સદિશ $\vec B$ પરનો પ્રક્ષેપ એ $\vec B$ ની દિશામાં $\vec A$ નો અદિશ ઘટક છે.
ગાણિતિક રીતે,આ $\vec A$ નો $\vec B$ ના એકમ સદિશ સાથેનો અદિશ ગુણાકાર છે.
પ્રક્ષેપ $= |\vec A| \cos \theta$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\vec A \cdot \vec B = |\vec A| |\vec B| \cos \theta$,તેથી $|\vec A| \cos \theta = \frac{\vec A \cdot \vec B}{|\vec B|}$.
એકમ સદિશ $\hat B = \frac{\vec B}{|\vec B|}$ હોવાથી,પ્રક્ષેપ $\vec A \cdot \hat B$ થાય છે.
103
EasyMCQ
જો $\hat{A}$ એ આપેલ દિશામાં એકમ સદિશ હોય,તો $\hat{A} \cdot \frac{d\hat{A}}{dt}$ નું મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$0$
B
$1$
C
$\frac{1}{2}$
D
$2$

Solution

(A) આપેલ છે કે $\hat{A}$ એ એકમ સદિશ છે,તેથી તેનું માન અચળ છે,એટલે કે $|\hat{A}| = 1$.
બંને બાજુ વર્ગ કરતા,આપણને મળે $|\hat{A}|^2 = \hat{A} \cdot \hat{A} = 1$.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા,$\frac{d}{dt}(\hat{A} \cdot \hat{A}) = \frac{d}{dt}(1)$.
ડોટ પ્રોડક્ટ માટે ગુણાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરતા,$\frac{d\hat{A}}{dt} \cdot \hat{A} + \hat{A} \cdot \frac{d\hat{A}}{dt} = 0$.
ડોટ પ્રોડક્ટ ક્રમનો નિયમ પાળે છે,તેથી આ સમીકરણ $2(\hat{A} \cdot \frac{d\hat{A}}{dt}) = 0$ માં પરિણમે છે.
આમ,$\hat{A} \cdot \frac{d\hat{A}}{dt} = 0$ થાય.
104
MediumMCQ
જો $F_1$ અને $F_2$ એ $F$ જેટલા સમાન મૂલ્યના બે સદિશો હોય કે જેથી $|F_1 \cdot F_2| = |F_1 \times F_2|$ થાય,તો $|F_1 + F_2|$ નું મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$\sqrt{2+\sqrt{2}} F$
B
$2 F$
C
$F \sqrt{2}$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) આપેલ છે કે $|F_1| = |F_2| = F$ અને $|F_1 \cdot F_2| = |F_1 \times F_2|$.
અદિશ ગુણાકાર અને સદિશ ગુણાકારની વ્યાખ્યા મુજબ: $F^2 \cos \theta = F^2 \sin \theta$.
આનો અર્થ એ છે કે $\tan \theta = 1$,તેથી $\theta = 45^{\circ}$.
પરિણામી સદિશનું મૂલ્ય $|F_1 + F_2| = \sqrt{F_1^2 + F_2^2 + 2F_1F_2 \cos \theta}$ દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા: $|F_1 + F_2| = \sqrt{F^2 + F^2 + 2F^2 \cos 45^{\circ}}$.
$|F_1 + F_2| = \sqrt{2F^2 + 2F^2 \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)} = \sqrt{2F^2 + F^2 \sqrt{2}}$.
$|F_1 + F_2| = F \sqrt{2 + \sqrt{2}}$.
105
DifficultMCQ
જો સદિશો $\vec P = a\hat i + a\hat j + 3\hat k$ અને $\vec Q = a\hat i - 2\hat j - \hat k$ એકબીજાને લંબ હોય,તો $a$ નું ધન મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$0$
B
$1$
C
$2$
D
$3$

Solution

(D) બે સદિશો એકબીજાને લંબ હોય ત્યારે તેમનો અદિશ ગુણાકાર (dot product) શૂન્ય થાય છે,એટલે કે $\vec P \cdot \vec Q = 0$.
અહીં $\vec P = a\hat i + a\hat j + 3\hat k$ અને $\vec Q = a\hat i - 2\hat j - \hat k$ આપેલ છે.
$(a\hat i + a\hat j + 3\hat k) \cdot (a\hat i - 2\hat j - \hat k) = 0$.
અદિશ ગુણાકારની ગણતરી કરતા: $(a)(a) + (a)(-2) + (3)(-1) = 0$.
$a^2 - 2a - 3 = 0$.
દ્વિઘાત સમીકરણના અવયવ પાડતા: $a^2 - 3a + a - 3 = 0$.
$a(a - 3) + 1(a - 3) = 0$.
$(a - 3)(a + 1) = 0$.
આથી $a = 3$ અથવા $a = -1$ મળે છે.
પ્રશ્નમાં $a$ નું ધન મૂલ્ય પૂછવામાં આવ્યું હોવાથી,$a = 3$ એ સાચો જવાબ છે.
106
MediumMCQ
$\hat{i} \times (\hat{i} \times \vec{a}) + \hat{j} \times (\hat{j} \times \vec{a}) + \hat{k} \times (\hat{k} \times \vec{a})$ નું મૂલ્ય શું છે?
A
$\vec{a}$
B
$\vec{a} \times \hat{k}$
C
$-2\vec{a}$
D
$-\vec{a}$

Solution

(C) વેક્ટર ટ્રિપલ પ્રોડક્ટ નિત્યસમ $\vec{A} \times (\vec{B} \times \vec{C}) = \vec{B}(\vec{A} \cdot \vec{C}) - \vec{C}(\vec{A} \cdot \vec{B})$ નો ઉપયોગ કરતા:
$\hat{i} \times (\hat{i} \times \vec{a}) = \hat{i}(\hat{i} \cdot \vec{a}) - \vec{a}(\hat{i} \cdot \hat{i}) = \hat{i}a_x - \vec{a}$
$\hat{j} \times (\hat{j} \times \vec{a}) = \hat{j}(\hat{j} \cdot \vec{a}) - \vec{a}(\hat{j} \cdot \hat{j}) = \hat{j}a_y - \vec{a}$
$\hat{k} \times (\hat{k} \times \vec{a}) = \hat{k}(\hat{k} \cdot \vec{a}) - \vec{a}(\hat{k} \cdot \hat{k}) = \hat{k}a_z - \vec{a}$
આ પદોનો સરવાળો કરતા:
$(\hat{i}a_x + \hat{j}a_y + \hat{k}a_z) - 3\vec{a}$
કારણ કે $\vec{a} = \hat{i}a_x + \hat{j}a_y + \hat{k}a_z$,તેથી પદ આ મુજબ થશે:
$\vec{a} - 3\vec{a} = -2\vec{a}$.
107
MediumMCQ
બે સદિશો $\vec A = 2\hat i + \hat j - \hat k$ અને $\vec B = \hat i - \hat k$ વચ્ચેનો ખૂણો ડિગ્રીમાં શોધો.
A
$40$
B
$30$
C
$20$
D
$10$

Solution

(B) બે સદિશો $\vec A$ અને $\vec B$ વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ શોધવા માટેનું સૂત્ર $\cos \theta = \frac{\vec A \cdot \vec B}{|\vec A| |\vec B|}$ છે.
પ્રથમ,ડોટ પ્રોડક્ટની ગણતરી કરો: $\vec A \cdot \vec B = (2)(1) + (1)(0) + (-1)(-1) = 2 + 0 + 1 = 3$.
ત્યારબાદ,માનની ગણતરી કરો: $|\vec A| = \sqrt{2^2 + 1^2 + (-1)^2} = \sqrt{4 + 1 + 1} = \sqrt{6}$ અને $|\vec B| = \sqrt{1^2 + 0^2 + (-1)^2} = \sqrt{1 + 0 + 1} = \sqrt{2}$.
હવે,આ કિંમતોને સૂત્રમાં મૂકો: $\cos \theta = \frac{3}{\sqrt{6} \cdot \sqrt{2}} = \frac{3}{\sqrt{12}} = \frac{3}{2\sqrt{3}} = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
આમ,$\cos \theta = \frac{\sqrt{3}}{2}$ હોવાથી,ખૂણો $\theta = 30^o$ થાય.
108
MediumMCQ
સદિશ $A$ પૂર્વ દિશામાં અને સદિશ $B$ ઉત્તર દિશામાં છે. નીચેના બે સ્તંભોને જોડો:
સ્તંભ $I$ સ્તંભ $II$
$(A) (A+B)$ $(p)$ ઉત્તર-પૂર્વ
$(B) (A-B)$ $(q)$ શિરોલંબ ઉપરની તરફ
$(C) (A \times B)$ $(r)$ શિરોલંબ નીચેની તરફ
$(D) (A \times B) \times (A \times B)$ $(s)$ એકપણ નહીં
A
$(A \rightarrow p, B \rightarrow s, C \rightarrow q, D \rightarrow s)$
B
$(A \rightarrow p, B \rightarrow s, C \rightarrow r, D \rightarrow s)$
C
$(A \rightarrow p, B \rightarrow s, C \rightarrow q, D \rightarrow r)$
D
$(A \rightarrow s, B \rightarrow p, C \rightarrow q, D \rightarrow s)$

Solution

(A) ધારો કે એકમ સદિશો $\hat{i}$ (પૂર્વ) અને $\hat{j}$ (ઉત્તર) છે. તેથી,$A = A\hat{i}$ અને $B = B\hat{j}$.
$(A) (A+B) = A\hat{i} + B\hat{j}$,જે ઉત્તર-પૂર્વ દિશામાં નિર્દેશ કરે છે. તેથી,$(A) \rightarrow (p)$.
$(B) (A-B) = A\hat{i} - B\hat{j}$,જે દક્ષિણ-પૂર્વ દિશામાં નિર્દેશ કરે છે. આ સ્તંભ $II$ માં આપેલ નથી,તેથી $(B) \rightarrow (s)$.
$(C) (A \times B) = (A\hat{i}) \times (B\hat{j}) = AB(\hat{i} \times \hat{j}) = AB\hat{k}$,જે શિરોલંબ ઉપરની તરફ નિર્દેશ કરે છે. તેથી,$(C) \rightarrow (q)$.
$(D) (A \times B) \times (A \times B) = 0$,કારણ કે કોઈપણ સદિશનો તેની પોતાની સાથેનો ક્રોસ ગુણાકાર શૂન્ય થાય છે. આ સ્તંભ $II$ માં આપેલ નથી,તેથી $(D) \rightarrow (s)$.
તેથી,સાચી જોડ $(A \rightarrow p, B \rightarrow s, C \rightarrow q, D \rightarrow s)$ છે.
109
EasyMCQ
$\vec{A} \times 0$ નું પરિણામી મૂલ્ય કોના જેટલું હશે?
A
શૂન્ય
B
શૂન્ય સદિશ
C
$A$
D
એકમ સદિશ

Solution

(B) કોઈપણ સદિશ $\vec{A}$ નો શૂન્ય સદિશ $\vec{0}$ સાથેનો સદિશ ગુણાકાર (cross product) $\vec{A} \times \vec{0} = \vec{0}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
બે સદિશોનો સદિશ ગુણાકાર કરવાથી પરિણામ પણ એક સદિશ જ મળે છે,તેથી $\vec{A} \times 0$ નું પરિણામ એક શૂન્ય સદિશ છે,જેને $\vec{0}$ તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ શૂન્ય સદિશ છે.
110
Medium
બળ $F = (3 \hat{i} + 4 \hat{j} - 5 \hat{k})$ એકમ અને સ્થાનાંતર $d = (5 \hat{i} + 4 \hat{j} + 3 \hat{k})$ એકમ વચ્ચેનો ખૂણો શોધો. $d$ પર $F$ નો પ્રક્ષેપ પણ શોધો.

Solution

(N/A) $F$ અને $d$ નો અદિશ ગુણાકાર $F \cdot d = F_x d_x + F_y d_y + F_z d_z$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$F \cdot d = (3)(5) + (4)(4) + (-5)(3) = 15 + 16 - 15 = 16$ એકમ.
તેમના મૂલ્યો $F = \sqrt{3^2 + 4^2 + (-5)^2} = \sqrt{9 + 16 + 25} = \sqrt{50}$ એકમ અને $d = \sqrt{5^2 + 4^2 + 3^2} = \sqrt{25 + 16 + 9} = \sqrt{50}$ એકમ છે.
$F \cdot d = F d \cos \theta$ નો ઉપયોગ કરતા,$16 = \sqrt{50} \cdot \sqrt{50} \cdot \cos \theta$.
$16 = 50 \cos \theta \implies \cos \theta = \frac{16}{50} = 0.32$.
તેથી,$\theta = \cos^{-1}(0.32)$.
$d$ પર $F$ નો પ્રક્ષેપ $\frac{F \cdot d}{|d|} = \frac{16}{\sqrt{50}} = \frac{16}{5\sqrt{2}} = \frac{16\sqrt{2}}{10} = 1.6\sqrt{2}$ એકમ થાય.
111
Medium
સદિશો માટે ગુણાકારની ક્રિયાઓના પ્રકારો સમજાવો.

Solution

(N/A) સદિશોના ગુણાકારના બે પ્રકારો છે:
$(i)$ અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ):
જો બે સદિશ રાશિઓનો ગુણાકાર અદિશ મળે,તો તે ગુણાકારને અદિશ ગુણાકાર કહેવામાં આવે છે. આ ગુણાકારને ડોટ પ્રોડક્ટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો અદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \cdot \vec{B} = |\vec{A}| |\vec{B}| \cos \theta = AB \cos \theta$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જ્યાં $A$ અને $B$ એ અનુક્રમે $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ના મૂલ્યો છે અને $\theta$ એ તેમની વચ્ચેનો ખૂણો છે.
$(ii)$ સદિશ ગુણાકાર (ક્રોસ પ્રોડક્ટ):
જો બે સદિશ રાશિઓનો ગુણાકાર સદિશ મળે,તો તે ગુણાકારને સદિશ ગુણાકાર કહેવામાં આવે છે.
સદિશ ગુણાકારને બે સદિશોની વચ્ચે ક્રોસની નિશાની $(\times)$ મૂકીને દર્શાવવામાં આવે છે,તેથી તેને સદિશોનો ક્રોસ પ્રોડક્ટ પણ કહેવામાં આવે છે.
જો $\theta$ એ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ વચ્ચેનો ખૂણો હોય,તો તેનો સદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \times \vec{B} = |\vec{A}| |\vec{B}| \sin \theta \hat{n} = AB \sin \theta \hat{n}$ છે,જ્યાં $\hat{n}$ એ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ દ્વારા બનતા સમતલને લંબ એકમ સદિશ છે.
112
Medium
બે સદિશોના અદિશ ગુણાકારનું ભૌમિતિક અર્થઘટન સમજાવો.

Solution

(N/A) બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો અદિશ ગુણાકાર નીચે મુજબ વ્યાખ્યાયિત થાય છે:
$\vec{A} \cdot \vec{B} = |\vec{A}| |\vec{B}| \cos \theta = AB \cos \theta$ ... $(1)$
જ્યાં $\theta$ એ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ વચ્ચેનો ખૂણો છે.
ભૌમિતિક રીતે,આ ગુણાકાર એક સદિશના માન અને બીજા સદિશના પ્રથમ સદિશ પરના પ્રક્ષેપના ગુણાકારને દર્શાવે છે.
$\vec{B}$ નો $\vec{A}$ પરનો પ્રક્ષેપ ધ્યાનમાં લો:
$1$. $\vec{B}$ ના શીર્ષમાંથી $\vec{A}$ ને સમાવતી રેખા પર લંબ દોરો,જે આકૃતિમાં દર્શાવ્યા મુજબ $M$ બિંદુએ મળે છે.
$2$. લંબાઈ $OM$ એ $\vec{B}$ નો $\vec{A}$ પરનો પ્રક્ષેપ દર્શાવે છે,જે $B \cos \theta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$3$. આ કિંમતને અદિશ ગુણાકારના સૂત્રમાં મૂકતા:
$\vec{A} \cdot \vec{B} = A (B \cos \theta) = A (OM)$
આમ,અદિશ ગુણાકાર એ $\vec{A}$ નું માન અને $\vec{A}$ ની દિશામાં $\vec{B}$ ના ઘટક (પ્રક્ષેપ) નો ગુણાકાર છે.
તે જ રીતે,તેને $\vec{B}$ નું માન અને $\vec{B}$ ની દિશામાં $\vec{A}$ ના ઘટકનો ગુણાકાર $(B \times A \cos \theta)$ તરીકે પણ સમજી શકાય છે.
Solution diagram
113
Medium
દર્શાવો કે બે સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર ક્રમનો નિયમ પાળે છે.

Solution

(N/A) ધારો કે $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ બે સદિશો છે જેની વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ છે.
$\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ) નીચે મુજબ વ્યાખ્યાયિત થાય છે:
$\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos \theta$
અદિશ મૂલ્યો $A$ અને $B$ નો ગુણાકાર ક્રમનો નિયમ પાળતો હોવાથી $(AB = BA)$,આપણે લખી શકીએ:
$AB \cos \theta = BA \cos \theta$
વ્યાખ્યા મુજબ,$BA \cos \theta$ એ $\vec{B}$ અને $\vec{A}$ નો અદિશ ગુણાકાર છે:
$BA \cos \theta = \vec{B} \cdot \vec{A}$
તેથી,$\vec{A} \cdot \vec{B} = \vec{B} \cdot \vec{A}$.
આ સાબિત કરે છે કે બે સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર ક્રમનો નિયમ પાળે છે.
114
Easy
સાબિત કરો કે બે સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર વિભાજનના નિયમનું પાલન કરે છે.

Solution

(N/A) આકૃતિ મુજબ,ધારો કે $\overrightarrow{OP} = \vec{A}$,$\overrightarrow{OQ} = \vec{B}$,અને $\overrightarrow{QR} = \vec{C}$ છે.
તેથી,$\overrightarrow{OR} = \overrightarrow{OQ} + \overrightarrow{QR} = \vec{B} + \vec{C}$ થાય.
અદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \cdot (\vec{B} + \vec{C})$ ને $\vec{A}$ ના માન અને $\vec{A}$ ની દિશામાં $(\vec{B} + \vec{C})$ ના પ્રક્ષેપના ગુણાકાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
આકૃતિ પરથી,$\vec{A}$ પર $\vec{B}$ નો પ્રક્ષેપ $OM$ છે અને $\vec{A}$ પર $\vec{C}$ નો પ્રક્ષેપ $MN$ છે.
તેથી,$\vec{A}$ પર $(\vec{B} + \vec{C})$ નો પ્રક્ષેપ $ON = OM + MN$ થાય.
હવે,$\vec{A} \cdot (\vec{B} + \vec{C}) = |\vec{A}| (ON) = |\vec{A}| (OM + MN)$.
$= |\vec{A}| (OM) + |\vec{A}| (MN)$.
કારણ કે $|\vec{A}| (OM) = \vec{A} \cdot \vec{B}$ અને $|\vec{A}| (MN) = \vec{A} \cdot \vec{C}$ હોવાથી,આપણને મળે છે:
$\vec{A} \cdot (\vec{B} + \vec{C}) = \vec{A} \cdot \vec{B} + \vec{A} \cdot \vec{C}$.
આમ,સાબિત થાય છે કે અદિશ ગુણાકાર વિભાજનના નિયમનું પાલન કરે છે.
Solution diagram
115
Medium
સાબિત કરો કે સદિશનું માન એ સદિશના તેની પોતાની સાથેના અદિશ ગુણાકારના વર્ગમૂળ જેટલું હોય છે.

Solution

(N/A) ધારો કે $\overrightarrow{A}$ એક સદિશ છે. સદિશ $\overrightarrow{A}$ નો તેની પોતાની સાથેનો અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ) $\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{A} = |\overrightarrow{A}| |\overrightarrow{A}| \cos \theta$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
સદિશ અને તેની પોતાની વચ્ચેનો ખૂણો $\theta = 0^{\circ}$ હોવાથી,$\cos 0^{\circ} = 1$ થાય છે.
તેથી,$\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{A} = |\overrightarrow{A}| |\overrightarrow{A}| (1) = |\overrightarrow{A}|^2$.
બંને બાજુ વર્ગમૂળ લેતા,આપણને $|\overrightarrow{A}| = \sqrt{\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{A}}$ મળે છે.
આમ,સદિશનું માન એ સદિશના તેની પોતાની સાથેના અદિશ ગુણાકારના વર્ગમૂળ જેટલું હોય છે.
116
EasyMCQ
બે પરસ્પર લંબ સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર મેળવો.
A
$0$
B
$1$
C
-$1$
D
અવ્યાખ્યાયિત

Solution

(A) જો બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ પરસ્પર લંબ હોય,તો તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $\theta = 90^{\circ}$ થાય.
બે સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ) સૂત્ર $\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos \theta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આ સૂત્રમાં $\theta = 90^{\circ}$ મૂકતા,આપણને $\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos 90^{\circ}$ મળે છે.
કારણ કે $\cos 90^{\circ} = 0$ છે,તેથી અદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \times 0 = 0$ થાય છે.
આમ,બે પરસ્પર લંબ સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર $0$ છે.
117
Medium
બે સદિશો $\vec{a} = (3 \hat{i} - 4 \hat{j} + 5 \hat{k})$ અને $\vec{b} = (-2 \hat{i} + \hat{j} - 3 \hat{k})$ નો અદિશ ગુણાકાર અને સદિશ ગુણાકાર શોધો.

Solution

અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ) નીચે મુજબ ગણવામાં આવે છે:
$\vec{a} \cdot \vec{b} = (3 \hat{i} - 4 \hat{j} + 5 \hat{k}) \cdot (-2 \hat{i} + \hat{j} - 3 \hat{k})$
$= (3)(-2) + (-4)(1) + (5)(-3)$
$= -6 - 4 - 15 = -25$
સદિશ ગુણાકાર (ક્રોસ પ્રોડક્ટ) નિશ્ચાયકનો ઉપયોગ કરીને ગણવામાં આવે છે:
$\vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 3 & -4 & 5 \\ -2 & 1 & -3 \end{vmatrix}$
$= \hat{i}((-4)(-3) - (5)(1)) - \hat{j}((3)(-3) - (5)(-2)) + \hat{k}((3)(1) - (-4)(-2))$
$= \hat{i}(12 - 5) - \hat{j}(-9 + 10) + \hat{k}(3 - 8)$
$= 7 \hat{i} - \hat{j} - 5 \hat{k}$
118
Medium
સાબિત કરો કે સદિશો $\vec{a}$ અને $\vec{b}$ દ્વારા બનતા ત્રિકોણનું ક્ષેત્રફળ એ $\vec{a} \times \vec{b}$ ના માનનું અડધું હોય છે.

Solution

(N/A) ધારો કે બે સદિશો $\vec{a}$ અને $\vec{b}$ ને ત્રિકોણની બાજુઓ $\vec{OK}$ અને $\vec{OM}$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે,જે $\theta$ ખૂણે નમેલા છે.
$\Delta OMN$ માં,જ્યાં $MN$ એ $M$ થી $OK$ પરનો લંબ છે,આપણી પાસે છે:
$\sin \theta = \frac{MN}{OM} = \frac{MN}{|\vec{b}|}$
$MN = |\vec{b}| \sin \theta$
$\Delta OMK$ નું ક્ષેત્રફળ નીચે મુજબ છે:
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} \times \text{પાયો} \times \text{વેધ} = \frac{1}{2} \times OK \times MN$
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |\vec{a}| |\vec{b}| \sin \theta$
કારણ કે સદિશ ગુણાકારનું માન $|\vec{a} \times \vec{b}| = |\vec{a}| |\vec{b}| \sin \theta$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે,આપણે આને ક્ષેત્રફળના સૂત્રમાં મૂકીએ છીએ:
ક્ષેત્રફળ $= \frac{1}{2} |\vec{a} \times \vec{b}|$
આમ,ત્રિકોણનું ક્ષેત્રફળ એ બે સદિશોના સદિશ ગુણાકારના માનનું અડધું છે.
Solution diagram
119
Medium
દર્શાવો કે $\vec{a} \cdot(\vec{b} \times \vec{c})$ નું મૂલ્ય ત્રણ સદિશો $\vec{a}, \vec{b}$ અને $\vec{c}$ દ્વારા બનતા સમાંતરબાજુ ફલક (parallelepiped) ના ઘનફળ જેટલું હોય છે.
Question diagram

Solution

(N/A) સમાંતરબાજુ ફલકનું ઘનફળ તેના પાયાના ક્ષેત્રફળ અને તેની ઊંચાઈના ગુણાકાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે.
ધારો કે સમાંતરબાજુ ફલકની ત્રણ પાસપાસેની ધાર દર્શાવતા સદિશો $\vec{a}, \vec{b}$ અને $\vec{c}$ છે.
સમાંતરબાજુ ફલકનો પાયો સદિશો $\vec{b}$ અને $\vec{c}$ દ્વારા બને છે. આ પાયાનું ક્ષેત્રફળ ક્રોસ પ્રોડક્ટના મૂલ્ય દ્વારા આપવામાં આવે છે: $Area = |\vec{b} \times \vec{c}|$.
સદિશ $\vec{b} \times \vec{c}$ ની દિશા પાયાને લંબ હોય છે,એટલે કે $\vec{b}$ અને $\vec{c}$ ધરાવતા સમતલને લંબ હોય છે.
સમાંતરબાજુ ફલકની ઊંચાઈ $h$ એ સદિશ $\vec{a}$ નો લંબ સદિશ $\vec{n} = \frac{\vec{b} \times \vec{c}}{|\vec{b} \times \vec{c}|}$ ની દિશા પરનો પ્રક્ષેપ છે.
આમ,$h = |\vec{a} \cdot \hat{n}| = \left| \vec{a} \cdot \frac{\vec{b} \times \vec{c}}{|\vec{b} \times \vec{c}|} \right|$.
ઘનફળ $V$ એ $V = Area \times h = |\vec{b} \times \vec{c}| \times \left| \vec{a} \cdot \frac{\vec{b} \times \vec{c}}{|\vec{b} \times \vec{c}|} \right| = |\vec{a} \cdot (\vec{b} \times \vec{c})|$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
તેથી,અદિશ ત્રિગુણિત ગુણાકાર $\vec{a} \cdot (\vec{b} \times \vec{c})$ એ સમાંતરબાજુ ફલકનું ઘનફળ દર્શાવે છે.
120
Easy
સદિશોનો વાસ્તવિક સંખ્યાઓ સાથેનો ગુણાકાર એટલે શું,તે ઉદાહરણ આપી સમજાવો.

Solution

(N/A) કોઈ સદિશ $\vec{A}$ નો ધન વાસ્તવિક સંખ્યા $\lambda$ સાથે ગુણાકાર કરવાથી મળતો નવો સદિશ $\lambda \vec{A}$ નું મૂલ્ય મૂળ સદિશ $\vec{A}$ ના મૂલ્ય કરતા $\lambda$ ગણું થાય છે અને તેની દિશા $\vec{A}$ ની દિશામાં જ રહે છે.
$|\lambda \vec{A}| = \lambda |\vec{A}|$ (જ્યાં $\lambda > 0$)
ઉદાહરણ તરીકે,જો $\vec{A}$ ને $2$ વડે ગુણવામાં આવે,તો પરિણામી સદિશ $2\vec{A}$ એ $\vec{A}$ ની દિશામાં જ હોય છે અને તેનું મૂલ્ય $|\vec{A}|$ કરતા બમણું હોય છે,જે આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવેલ છે.
કોઈ સદિશ $\vec{A}$ નો ઋણ વાસ્તવિક સંખ્યા $\lambda$ સાથે ગુણાકાર કરવાથી મળતો સદિશ $\lambda \vec{A}$ ની દિશા મૂળ સદિશ $\vec{A}$ ની દિશાથી વિરુદ્ધ હોય છે અને તેનું મૂલ્ય $|\lambda|$ ગણું હોય છે.
ઉદાહરણ તરીકે,$\vec{A}$ ને $-1$ અને $-1.5$ વડે ગુણતા મળતા સદિશો આકૃતિ $(b)$ માં દર્શાવ્યા છે.
ગુણક $\lambda$ એ ભૌતિક પરિમાણ ધરાવતી અદિશ રાશિ પણ હોઈ શકે છે. આવા કિસ્સામાં,પરિણામી સદિશ $\lambda \vec{A}$ નું પરિમાણ એ $\lambda$ અને $\vec{A}$ ના પરિમાણોનો ગુણાકાર હોય છે. દાખલા તરીકે,અચળ વેગ સદિશ $\vec{v}$ નો સમયગાળા $t$ સાથે ગુણાકાર કરવાથી સ્થાનાંતર સદિશ $\vec{d} = \vec{v}t$ મળે છે.
$\vec{v}$ ના પરિમાણ = $[LT^{-1}] = m/s$
$\vec{v}t$ ના પરિમાણ = $[LT^{-1}] \cdot [T] = [L] = m$
Solution diagram
121
EasyMCQ
જ્યારે સદિશને ધન અને ઋણ અદિશ $\lambda$ વડે ગુણવામાં આવે ત્યારે તેની દિશા અને મૂલ્ય પર શું અસર થાય છે?
A
ધન $\lambda$: સમાન દિશા,મૂલ્ય $\lambda$ ગણું થાય; ઋણ $\lambda$: વિરુદ્ધ દિશા,મૂલ્ય $|\lambda|$ ગણું થાય.
B
ધન $\lambda$: વિરુદ્ધ દિશા,મૂલ્ય $\lambda$ ગણું થાય; ઋણ $\lambda$: સમાન દિશા,મૂલ્ય $|\lambda|$ ગણું થાય.
C
ધન $\lambda$: સમાન દિશા,મૂલ્ય સમાન રહે; ઋણ $\lambda$: વિરુદ્ધ દિશા,મૂલ્ય સમાન રહે.
D
ધન $\lambda$: વિરુદ્ધ દિશા,મૂલ્ય $\lambda$ ગણું થાય; ઋણ $\lambda$: વિરુદ્ધ દિશા,મૂલ્ય $|\lambda|$ ગણું થાય.

Solution

(A) જ્યારે સદિશ $\vec{A}$ ને અદિશ $\lambda$ વડે ગુણવામાં આવે,ત્યારે મળતો સદિશ $\vec{B} = \lambda \vec{A}$ થાય છે.
જો $\lambda > 0$ હોય,તો નવા સદિશનું મૂલ્ય $|\lambda| |\vec{A}|$ થાય છે અને દિશા $\vec{A}$ જેવી જ રહે છે.
જો $\lambda < 0$ હોય,તો નવા સદિશનું મૂલ્ય $|\lambda| |\vec{A}|$ થાય છે અને દિશા $\vec{A}$ ની વિરુદ્ધ દિશામાં થઈ જાય છે.
122
MediumMCQ
$\vec{A}$,$\vec{B}$ અને $\vec{C}$ ત્રણ અસમરેખ,અસમતલીય સદિશો છે. $\vec{A} \times (\vec{B} \times \vec{C})$ ની દિશા વિશે તમે શું કહી શકો?
A
તે $\vec{A}$ ને લંબ છે અને $\vec{B}$ તથા $\vec{C}$ ના સમતલમાં આવેલું છે.
B
તે $\vec{B}$ ને લંબ છે અને $\vec{A}$ તથા $\vec{C}$ ના સમતલમાં આવેલું છે.
C
તે $\vec{C}$ ને લંબ છે અને $\vec{A}$ તથા $\vec{B}$ ના સમતલમાં આવેલું છે.
D
તે $\vec{A}$,$\vec{B}$ અને $\vec{C}$ ના સમતલને લંબ છે.

Solution

(A) સદિશ ગુણાકાર $\vec{V} = \vec{B} \times \vec{C}$ એવો સદિશ આપે છે જે $\vec{B}$ અને $\vec{C}$ ધરાવતા સમતલને લંબ હોય છે.
ત્યારબાદ,સદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \times \vec{V}$ એવો સદિશ આપે છે જે $\vec{A}$ અને $\vec{V}$ બંનેને લંબ હોય છે.
કારણ કે $\vec{V}$ એ $\vec{B}$ અને $\vec{C}$ ના સમતલને લંબ છે,તેથી $\vec{V}$ ને લંબ હોય તેવો કોઈપણ સદિશ $\vec{B}$ અને $\vec{C}$ ના સમતલમાં જ હોવો જોઈએ.
તેથી,$\vec{A} \times (\vec{B} \times \vec{C})$ એ $\vec{B}$ અને $\vec{C}$ ના સમતલમાં આવેલું છે અને તે $\vec{A}$ ને લંબ છે.
123
Medium
કાર્તેઝિયન યામ પદ્ધતિમાં એકમ સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર મેળવો.

Solution

(N/A) કાર્તેઝિયન યામ પદ્ધતિમાં,$\hat{i}, \hat{j}$ અને $\hat{k}$ એ અનુક્રમે $X, Y$ અને $Z$ અક્ષની દિશામાં એકમ સદિશો છે.
$(i)$ સમાંતર એકમ સદિશો માટે:
$\hat{i} \cdot \hat{i} = |\hat{i}| |\hat{i}| \cos 0^{\circ} = (1)(1)(1) = 1$
તે જ રીતે,$\hat{j} \cdot \hat{j} = 1$ અને $\hat{k} \cdot \hat{k} = 1$.
$(ii)$ લંબ એકમ સદિશો માટે:
$\hat{i} \cdot \hat{j} = |\hat{i}| |\hat{j}| \cos 90^{\circ} = (1)(1)(0) = 0$
તે જ રીતે,$\hat{j} \cdot \hat{k} = 0$ અને $\hat{k} \cdot \hat{i} = 0$.
આમ,અદિશ ગુણાકાર નીચે મુજબ છે:
$\hat{i} \cdot \hat{i} = \hat{j} \cdot \hat{j} = \hat{k} \cdot \hat{k} = 1$
$\hat{i} \cdot \hat{j} = \hat{j} \cdot \hat{k} = \hat{k} \cdot \hat{i} = 0$
124
Easy
બે સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર તેમના કાર્તેઝિયન ઘટકોના સ્વરૂપમાં મેળવો.

Solution

(N/A) ધારો કે બે સદિશો $\overrightarrow{A}$ અને $\overrightarrow{B}$ ને કાર્તેઝિયન ઘટકોમાં નીચે મુજબ લખી શકાય:
$\overrightarrow{A} = A_{x} \hat{i} + A_{y} \hat{j} + A_{z} \hat{k}$
$\overrightarrow{B} = B_{x} \hat{i} + B_{y} \hat{j} + B_{z} \hat{k}$
તેથી,અદિશ ગુણાકાર:
$\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = (A_{x} \hat{i} + A_{y} \hat{j} + A_{z} \hat{k}) \cdot (B_{x} \hat{i} + B_{y} \hat{j} + B_{z} \hat{k})$
વિતરણના નિયમનો ઉપયોગ કરીને:
$= A_{x} B_{x}(\hat{i} \cdot \hat{i}) + A_{x} B_{y}(\hat{i} \cdot \hat{j}) + A_{x} B_{z}(\hat{i} \cdot \hat{k}) + A_{y} B_{x}(\hat{j} \cdot \hat{i}) + A_{y} B_{y}(\hat{j} \cdot \hat{j}) + A_{y} B_{z}(\hat{j} \cdot \hat{k}) + A_{z} B_{x}(\hat{k} \cdot \hat{i}) + A_{z} B_{y}(\hat{k} \cdot \hat{j}) + A_{z} B_{z}(\hat{k} \cdot \hat{k})$
એકમ સદિશોના ગુણધર્મો મુજબ: $\hat{i} \cdot \hat{i} = \hat{j} \cdot \hat{j} = \hat{k} \cdot \hat{k} = 1$ અને $\hat{i} \cdot \hat{j} = \hat{j} \cdot \hat{i} = \hat{j} \cdot \hat{k} = \hat{k} \cdot \hat{j} = \hat{k} \cdot \hat{i} = \hat{i} \cdot \hat{k} = 0$.
આ કિંમતો મૂકતા:
$\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = A_{x} B_{x} + A_{y} B_{y} + A_{z} B_{z}$
125
Medium
અદિશ ગુણાકારની મદદથી બે સદિશો વચ્ચેનો ખૂણો શોધો.

Solution

જો $\overrightarrow{A}$ અને $\overrightarrow{B}$ સદિશો વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ હોય,તો અદિશ ગુણાકારની વ્યાખ્યા મુજબ:
$\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = AB \cos \theta$
$\cos \theta$ ને સૂત્રનો કર્તા બનાવતા:
$\cos \theta = \frac{\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B}}{|\overrightarrow{A}| |\overrightarrow{B}|} = \frac{\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B}}{AB}$
તેથી,ખૂણો $\theta$ નીચે મુજબ મળે છે:
$\theta = \cos^{-1} \left( \frac{\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B}}{AB} \right)$
કાર્તેઝિયન યામ પદ્ધતિમાં,જ્યાં $\overrightarrow{A} = A_x \hat{i} + A_y \hat{j} + A_z \hat{k}$ અને $\overrightarrow{B} = B_x \hat{i} + B_y \hat{j} + B_z \hat{k}$ હોય,ત્યારે આ સમીકરણ નીચે મુજબ થાય છે:
$\cos \theta = \frac{A_x B_x + A_y B_y + A_z B_z}{\sqrt{A_x^2 + A_y^2 + A_z^2} \sqrt{B_x^2 + B_y^2 + B_z^2}}$
126
Easy
બે સદિશોના અદિશ ગુણાકારની વ્યાખ્યા આપો.

Solution

(N/A) બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ) એ બંને સદિશોના માન અને તેમની વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ ના કોસાઇનના ગુણાકાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.
ગાણિતિક રીતે,તેને આ રીતે દર્શાવવામાં આવે છે: $\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos \theta$,જ્યાં $A$ અને $B$ એ અનુક્રમે સદિશ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ના માન છે,અને $\theta$ એ તેમની વચ્ચેનો ખૂણો છે $(0 \le \theta \le \pi)$.
અદિશ ગુણાકારનું પરિણામ એક અદિશ રાશિ છે.
127
Medium
અદિશ ગુણાકાર (scalar product) ની વ્યાખ્યા આપો અને તેના પરથી સદિશનું માન મેળવો. અદિશ ગુણાકારની દિશા જણાવો.

Solution

(N/A) બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો અદિશ ગુણાકાર (અથવા ડોટ પ્રોડક્ટ) તેમના માન અને તેમની વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ ના કોસાઇનના ગુણાકાર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે: $\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos \theta$.
કોઈ સદિશ $\vec{A}$ નું માન અદિશ ગુણાકાર પરથી મેળવવા માટે,આપણે સદિશનો તેની પોતાની સાથે ડોટ પ્રોડક્ટ લઈએ છીએ: $\vec{A} \cdot \vec{A} = A A \cos(0^\circ) = A^2$. આમ,માન $A = \sqrt{\vec{A} \cdot \vec{A}}$ થાય છે.
અદિશ ગુણાકાર એ અદિશ રાશિ છે,જેનો અર્થ છે કે તેનું માત્ર માન હોય છે પરંતુ કોઈ દિશા હોતી નથી. તેથી,તેને કોઈ દિશા હોતી નથી.
128
Medium
બે પરસ્પર લંબ સદિશોના અદિશ ગુણાકાર માટેની આવશ્યક શરત લખો.

Solution

(N/A) બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ) $\vec{A} \cdot \vec{B} = |A||B| \cos \theta$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે,જ્યાં $\theta$ એ બે સદિશો વચ્ચેનો ખૂણો છે.
બે સદિશો પરસ્પર લંબ હોય તે માટે તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $\theta = 90^{\circ}$ હોવો જોઈએ.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા,આપણને $\vec{A} \cdot \vec{B} = |A||B| \cos(90^{\circ})$ મળે છે.
કારણ કે $\cos(90^{\circ}) = 0$ છે,તેથી અદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \cdot \vec{B} = 0$ થાય છે.
આમ,બે શૂન્યતર સદિશો પરસ્પર લંબ હોય તે માટેની આવશ્યક શરત એ છે કે તેમનો અદિશ ગુણાકાર શૂન્ય હોવો જોઈએ.
129
EasyMCQ
જો $\overrightarrow{A} = 2\widehat{i} - 2\widehat{j}$ અને $\overrightarrow{B} = 2\widehat{k}$ હોય,તો $\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B}$ શોધો.
A
$0$
B
$2$
C
$4$
D
$-4$

Solution

(A) બે સદિશો $\overrightarrow{A} = A_x\widehat{i} + A_y\widehat{j} + A_z\widehat{k}$ અને $\overrightarrow{B} = B_x\widehat{i} + B_y\widehat{j} + B_z\widehat{k}$ નો અદિશ ગુણાકાર (dot product) $\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = A_x B_x + A_y B_y + A_z B_z$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં $\overrightarrow{A} = 2\widehat{i} - 2\widehat{j} + 0\widehat{k}$ અને $\overrightarrow{B} = 0\widehat{i} + 0\widehat{j} + 2\widehat{k}$ આપેલ છે.
ઘટકોની કિંમત મૂકતા: $\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = (2)(0) + (-2)(0) + (0)(2)$.
$\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = 0 + 0 + 0 = 0$.
130
EasyMCQ
જો સદિશો $\vec{A} = (2, -3, 1)$ અને $\vec{B} = (3, 4, n)$ પરસ્પર લંબ હોય,તો $n$ ની કિંમત શોધો.
A
$6$
B
$4$
C
$3$
D
$2$

Solution

(A) બે સદિશો પરસ્પર લંબ હોય ત્યારે તેમનો અદિશ ગુણાકાર (dot product) શૂન્ય થાય છે,એટલે કે $\vec{A} \cdot \vec{B} = 0$.
અહીં $\vec{A} = (2, -3, 1)$ અને $\vec{B} = (3, 4, n)$ આપેલ છે.
અદિશ ગુણાકારની ગણતરી કરતા: $(2)(3) + (-3)(4) + (1)(n) = 0$.
$6 - 12 + n = 0$.
$-6 + n = 0$.
તેથી,$n = 6$.
131
EasyMCQ
જો $\vec{P} = (k, 2, 3)$ અને $\vec{Q} = (0, 3, k)$ હોય અને $\vec{P} \perp \vec{Q}$ હોય,તો $k$ નું મૂલ્ય કેટલું થાય?
A
$2$
B
$-2$
C
$4$
D
$-6$

Solution

(B) આપેલ છે કે $\vec{P} \perp \vec{Q}$,તેથી બંને સદિશોનો અદિશ ગુણાકાર (dot product) શૂન્ય થવો જોઈએ,એટલે કે $\vec{P} \cdot \vec{Q} = 0$.
આપેલા ઘટકોને મૂકતા: $(k, 2, 3) \cdot (0, 3, k) = 0$.
અદિશ ગુણાકારની ગણતરી કરતા: $(k \times 0) + (2 \times 3) + (3 \times k) = 0$.
આ સમીકરણનું સાદું રૂપ આપતા: $0 + 6 + 3k = 0$.
$k$ માટે ઉકેલતા: $3k = -6$,જેનું પરિણામ $k = -2$ મળે છે.
132
Medium
બે સદિશોના સદિશ ગુણાકાર (Cross Product) ને સમજાવો.

Solution

(N/A) વ્યાખ્યા: બે સદિશો $\vec{a}$ અને $\vec{b}$ નો સદિશ ગુણાકાર અથવા ક્રોસ પ્રોડક્ટ એ એક નવો સદિશ $\vec{c}$ છે,જેનું મૂલ્ય બંને સદિશોના માન અને તેમની વચ્ચેના નાના ખૂણાના સાઈન (sine) ના ગુણાકાર જેટલું હોય છે.
જો બે સદિશોનો ગુણાકાર પરિણામી સદિશ રાશિ આપે,તો આ ગુણાકારને સદિશ ગુણાકાર કહેવામાં આવે છે. ધારો કે બે સદિશો $\vec{a}$ અને $\vec{b}$ છે અને તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ છે.
તેથી,સદિશ ગુણાકાર $\vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}| |\vec{b}| \sin \theta \hat{n} = ab \sin \theta \hat{n}$ થાય,જ્યાં $|\vec{a}| = a$ અને $|\vec{b}| = b$ છે.
અહીં,$\hat{n}$ એ $\vec{a}$ અને $\vec{b}$ દ્વારા બનતા સમતલને લંબ એકમ સદિશ છે.
આ ગુણાકારને ક્રોસ $(\times)$ પ્રોડક્ટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.
જો $\vec{a} \times \vec{b}$ ને $\vec{c}$ વડે દર્શાવવામાં આવે,તો $\vec{c} = ab \sin \theta \hat{n}$ થાય.
પરિણામી સદિશનું મૂલ્ય $c = ab \sin \theta$ છે.
સદિશ $\vec{c}$ ની દિશા $\vec{a}$ અને $\vec{b}$ ના સમતલને લંબ હોય છે અને તેની દિશા જમણા હાથના સ્ક્રૂના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
133
Medium
બે સદિશોના સદિશ ગુણાકારના લક્ષણો જણાવો અને સમજાવો.

Solution

(N/A) $(1)$ સદિશ ગુણાકાર એ એન્ટિકોમ્યુટેટિવ (ક્રમનો વિરોધી) છે: $\vec{a} \times \vec{b} = -(\vec{b} \times \vec{a})$. તે ક્રમનો નિયમ પાળતું નથી.
$(2)$ સદિશ ગુણાકાર સરવાળા પર વિભાજનનો નિયમ પાળે છે: $\vec{a} \times (\vec{b} + \vec{c}) = (\vec{a} \times \vec{b}) + (\vec{a} \times \vec{c})$.
$(3)$ બે સમાંતર અથવા પ્રતિ-સમાંતર સદિશો માટે,સદિશ ગુણાકાર શૂન્ય થાય છે: $\vec{a} \times \vec{a} = |a||a| \sin(0^{\circ}) \hat{n} = \vec{0}$.
$(4)$ બે લંબ સદિશો માટે,સદિશ ગુણાકારનું મૂલ્ય મહત્તમ હોય છે: $|\vec{a} \times \vec{b}| = |a||b| \sin(90^{\circ}) = |a||b|$.
$(5)$ બે સદિશોનો સદિશ ગુણાકાર એ સ્યુડોવેક્ટર (અક્ષીય સદિશ) છે. પરાવર્તન હેઠળ,સદિશ ગુણાકારની નિશાની બદલાતી નથી કારણ કે બંને સદિશોની નિશાની બદલાય છે: $(-\vec{a}) \times (-\vec{b}) = \vec{a} \times \vec{b}$.
$(6)$ કાર્ટેઝિયન યામ પદ્ધતિમાં એકમ સદિશો માટે: $\hat{i} \times \hat{i} = \hat{j} \times \hat{j} = \hat{k} \times \hat{k} = \vec{0}$ અને $\hat{i} \times \hat{j} = \hat{k}$,$\hat{j} \times \hat{k} = \hat{i}$,$\hat{k} \times \hat{i} = \hat{j}$.
134
Medium
બે સદિશોનો સદિશ ગુણાકાર વ્યાખ્યાયિત કરો.

Solution

(N/A) બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો સદિશ ગુણાકાર (અથવા ક્રોસ પ્રોડક્ટ) એ સદિશ $\vec{C}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે,જ્યાં $\vec{C} = \vec{A} \times \vec{B} = AB \sin \theta \hat{n}$.
અહીં,$A$ અને $B$ એ અનુક્રમે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ના મૂલ્યો છે,$\theta$ એ બે સદિશો વચ્ચેનો ખૂણો છે $(0^\circ \le \theta \le 180^\circ)$,અને $\hat{n}$ એ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ બંનેને સમાવતા સમતલને લંબ એકમ સદિશ છે.
$\hat{n}$ ની દિશા જમણા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
135
Difficult
જમણા હાથના સ્ક્રૂનો નિયમ સમજાવો.

Solution

(N/A) જમણા હાથના સ્ક્રૂનો નિયમ એ બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ના સદિશ ગુણાકાર (ક્રોસ પ્રોડક્ટ) ની દિશા નક્કી કરવા માટે વપરાતો નિયમ છે.
$1$. કલ્પના કરો કે એક જમણા હાથનો સ્ક્રૂ સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ના છેદબિંદુ પર મૂકવામાં આવ્યો છે,જેની ધરી બંને સદિશો ધરાવતા સમતલને લંબ છે.
$2$. સ્ક્રૂને પ્રથમ સદિશ $\vec{A}$ ની દિશામાંથી બીજા સદિશ $\vec{B}$ ની દિશામાં તેમની વચ્ચેના નાના ખૂણા દ્વારા ફેરવો.
$3$. સ્ક્રૂ જે દિશામાં આગળ વધે છે તે પરિણામી સદિશ $\vec{C} = \vec{A} \times \vec{B}$ ની દિશા દર્શાવે છે.
$4$. જો સ્ક્રૂ આગળ વધે,તો દિશા સમતલની બહારની તરફ હોય છે; જો તે પાછળ જાય,તો દિશા સમતલની અંદરની તરફ હોય છે.
136
EasyMCQ
જો બે સદિશો સમાંતર અથવા પ્રતિ-સમાંતર હોય,તો તેમનો સદિશ ગુણાકાર (cross product) શું થાય?
A
સદિશ ગુણાકાર શૂન્ય થાય છે.
B
અદિશ ગુણાકાર શૂન્ય થાય છે.
C
સદિશ ગુણાકાર મહત્તમ થાય છે.
D
અદિશ ગુણાકાર મહત્તમ થાય છે.

Solution

(A) બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો સદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \times \vec{B} = AB \sin \theta \hat{n}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $\theta$ એ સદિશો વચ્ચેનો ખૂણો છે.
જો સદિશો સમાંતર હોય,તો $\theta = 0^\circ$,તેથી $\sin 0^\circ = 0$ થાય.
જો સદિશો પ્રતિ-સમાંતર હોય,તો $\theta = 180^\circ$,તેથી $\sin 180^\circ = 0$ થાય.
બંને કિસ્સાઓમાં,સદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \times \vec{B} = 0$ થાય છે.
137
Medium
બે સદિશોનો ગુણાકાર ક્રમનો નિયમ કેમ પાળતો નથી?

Solution

બે સદિશોનો ગુણાકાર બે રીતે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે: અદિશ ગુણાકાર (ડોટ પ્રોડક્ટ) અને સદિશ ગુણાકાર (ક્રોસ પ્રોડક્ટ).
$1$. અદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \cdot \vec{B} = AB \cos \theta$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે. $\cos \theta = \cos(-\theta)$ હોવાથી,અદિશ ગુણાકાર ક્રમનો નિયમ પાળે છે,એટલે કે $\vec{A} \cdot \vec{B} = \vec{B} \cdot \vec{A}$.
$2$. સદિશ ગુણાકાર $\vec{A} \times \vec{B} = AB \sin \theta \hat{n}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે,જ્યાં $\hat{n}$ એ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ધરાવતા સમતલને લંબ એકમ સદિશ છે જે જમણા હાથના નિયમ દ્વારા નક્કી થાય છે.
$3$. જમણા હાથના નિયમ મુજબ,$\vec{A} \times \vec{B}$ ની દિશા $\vec{B} \times \vec{A}$ ની દિશાથી વિરુદ્ધ હોય છે.
$4$. તેથી,$\vec{A} \times \vec{B} = -(\vec{B} \times \vec{A})$.
$5$. દિશા બદલાતી હોવાથી,સદિશ ગુણાકાર એ પ્રતિ-ક્રમવિનિમયી (anti-commutative) છે,ક્રમવિનિમયી નથી.
138
EasyMCQ
કણ માટે $\vec{v} \times \vec{p} = 0$ શા માટે થાય છે?
A
કારણ કે વેગ અને વેગમાન હંમેશા સમાંતર હોય છે.
B
કારણ કે બે સમાંતર સદિશોનો ક્રોસ ગુણાકાર શૂન્ય હોય છે.
C
કારણ કે કણ સ્થિર છે.
D
કારણ કે કણ પર લાગતું બળ શૂન્ય છે.

Solution

(B) કણનું રેખીય વેગમાન $\vec{p}$ એ $\vec{p} = m\vec{v}$ તરીકે વ્યાખ્યાયિત થયેલ છે,જ્યાં $m$ એ દળ છે અને $\vec{v}$ એ વેગ સદિશ છે.
$m$ એ અદિશ હોવાથી,$\vec{p}$ હંમેશા $\vec{v}$ ની દિશામાં જ હોય છે.
જો બે સદિશો વચ્ચેનો ખૂણો $0^\circ$ હોય તો તે સમાંતર કહેવાય છે.
બે સદિશો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ નો ક્રોસ ગુણાકાર $\vec{A} \times \vec{B} = |A||B| \sin(\theta) \hat{n}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$\vec{v}$ અને $\vec{p}$ માટે,ખૂણો $\theta = 0^\circ$ છે,તેથી $\sin(0^\circ) = 0$.
તેથી,$\vec{v} \times \vec{p} = |v||p| \sin(0^\circ) \hat{n} = 0$.
આ સાબિત કરે છે કે કોઈપણ કણ માટે,તેના વેગ અને વેગમાનનો ક્રોસ ગુણાકાર શૂન્ય થાય છે કારણ કે તેઓ એક જ રેખા પર હોય છે.
139
Medium
જો $|\vec A| = 2$ અને $|\vec B| = 4$ હોય,તો કોલમ $-I$ માં આપેલા સંબંધને કોલમ $-II$ માં $\vec A$ અને $\vec B$ વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ સાથે જોડો.
કોલમ $-I$ કોલમ $-II$
$(a) \vec A \cdot \vec B = 0$ $(i) \theta = 0^\circ$
$(b) \vec A \cdot \vec B = +8$ $(ii) \theta = 90^\circ$
$(c) \vec A \cdot \vec B = 4$ $(iii) \theta = 180^\circ$
$(d) \vec A \cdot \vec B = -8$ $(iv) \theta = 60^\circ$

Solution

(A) આપેલ છે કે $|A| = 2$ અને $|B| = 4$. ડોટ ગુણાકારનું સૂત્ર $\vec A \cdot \vec B = |A||B| \cos \theta = 8 \cos \theta$ છે.
$(a) \vec A \cdot \vec B = 0 \implies 8 \cos \theta = 0 \implies \cos \theta = 0 \implies \theta = 90^\circ$. જે $(ii)$ સાથે જોડાય છે.
$(b) \vec A \cdot \vec B = 8 \implies 8 \cos \theta = 8 \implies \cos \theta = 1 \implies \theta = 0^\circ$. જે $(i)$ સાથે જોડાય છે.
$(c) \vec A \cdot \vec B = 4 \implies 8 \cos \theta = 4 \implies \cos \theta = 1/2 \implies \theta = 60^\circ$. જે $(iv)$ સાથે જોડાય છે.
$(d) \vec A \cdot \vec B = -8 \implies 8 \cos \theta = -8 \implies \cos \theta = -1 \implies \theta = 180^\circ$. જે $(iii)$ સાથે જોડાય છે.
140
Medium
જો $|\vec{A}| = 2$ અને $|\vec{B}| = 4$ હોય,તો સ્તંભ-$I$ માં આપેલા સંબંધને સ્તંભ-$II$ માં $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ સાથે જોડો.
સ્તંભ-$I$ સ્તંભ-$II$
$(a) |\vec{A} \times \vec{B}| = 0$ $(i) \theta = 30^{\circ}$
$(b) |\vec{A} \times \vec{B}| = 8$ $(ii) \theta = 45^{\circ}$
$(c) |\vec{A} \times \vec{B}| = 4$ $(iii) \theta = 90^{\circ}$
$(d) |\vec{A} \times \vec{B}| = 4\sqrt{2}$ $(iv) \theta = 0^{\circ}$

Solution

(A-IV, B-III, C-I, D-II) આપેલ છે કે $|\vec{A}| = 2$ અને $|\vec{B}| = 4$. સદિશ ગુણાકારનું મૂલ્ય $|\vec{A} \times \vec{B}| = |\vec{A}| |\vec{B}| \sin \theta = 8 \sin \theta$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$(a) |\vec{A} \times \vec{B}| = 8 \sin \theta = 0 \implies \sin \theta = 0 \implies \theta = 0^{\circ}$. જે $(iv)$ સાથે બંધ બેસે છે.
$(b) |\vec{A} \times \vec{B}| = 8 \sin \theta = 8 \implies \sin \theta = 1 \implies \theta = 90^{\circ}$. જે $(iii)$ સાથે બંધ બેસે છે.
$(c) |\vec{A} \times \vec{B}| = 8 \sin \theta = 4 \implies \sin \theta = 1/2 \implies \theta = 30^{\circ}$. જે $(i)$ સાથે બંધ બેસે છે.
$(d) |\vec{A} \times \vec{B}| = 8 \sin \theta = 4\sqrt{2} \implies \sin \theta = 1/\sqrt{2} \implies \theta = 45^{\circ}$. જે $(ii)$ સાથે બંધ બેસે છે.
141
MediumMCQ
જો $\overrightarrow{ P } \times \overrightarrow{ Q } = \overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P }$ હોય,તો $\overrightarrow{ P }$ અને $\overrightarrow{ Q }$ વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ $(0^{\circ} < \theta < 360^{\circ})$ છે. $\theta$ નું મૂલ્ય ........ હશે. ($^{\circ}$ માં)
A
$90$
B
$135$
C
$180$
D
$45$

Solution

(C) બે સદિશોનો ક્રોસ ગુણાકાર એન્ટી-કોમ્યુટેટિવ (anti-commutative) હોય છે,એટલે કે $\overrightarrow{ P } \times \overrightarrow{ Q } = -(\overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P })$.
આપેલ શરત $\overrightarrow{ P } \times \overrightarrow{ Q } = \overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P }$ મુજબ,આપણે એન્ટી-કોમ્યુટેટિવ ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરતા:
$-(\overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P }) = \overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P }$.
આનો અર્થ એ થાય કે $2(\overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P }) = 0$,તેથી $\overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P } = 0$.
ક્રોસ ગુણાકારનું મૂલ્ય $|\overrightarrow{ Q } \times \overrightarrow{ P }| = PQ \sin \theta = 0$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
જ્યાં $P$ અને $Q$ શૂન્યતર સદિશો હોવાથી,$\sin \theta = 0$ થાય.
$0^{\circ} < \theta < 360^{\circ}$ ની મર્યાદામાં,$\theta = 180^{\circ}$ માટે $\sin \theta = 0$ થાય છે (કારણ કે $0^{\circ}$ અને $360^{\circ}$ નો સમાવેશ થતો નથી).
તેથી,$\theta$ નું મૂલ્ય $180^{\circ}$ છે.
142
MediumMCQ
જો $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ બે સદિશો હોય જે $\vec{A} \cdot \vec{B} = |\vec{A} \times \vec{B}|$ સંબંધનું પાલન કરે છે,તો $|\vec{A} - \vec{B}|$ નું મૂલ્ય શું હશે?
A
$\sqrt{A^{2} + B^{2} - \sqrt{2}AB}$
B
$\sqrt{A^{2} + B^{2}}$
C
$\sqrt{A^{2} + B^{2} + 2AB}$
D
$\sqrt{A^{2} + B^{2} + \sqrt{2}AB}$

Solution

(A) આપેલ સંબંધ $\vec{A} \cdot \vec{B} = |\vec{A} \times \vec{B}|$ છે.
અદિશ અને સદિશ ગુણાકારની વ્યાખ્યાનો ઉપયોગ કરતા: $AB \cos \theta = AB \sin \theta$.
બંને બાજુ $AB$ વડે ભાગતા ($A, B \neq 0$ ધારીને),આપણને $\cos \theta = \sin \theta$ મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $\tan \theta = 1$,તેથી $\theta = 45^{\circ}$.
સદિશ તફાવતનું માન $|\vec{A} - \vec{B}|$ એ સૂત્ર $\sqrt{A^{2} + B^{2} - 2AB \cos \theta}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$\theta = 45^{\circ}$ મૂકતા,આપણને $\sqrt{A^{2} + B^{2} - 2AB \cos 45^{\circ}}$ મળે છે.
કારણ કે $\cos 45^{\circ} = \frac{1}{\sqrt{2}}$,તેથી પદ $\sqrt{A^{2} + B^{2} - 2AB \cdot \frac{1}{\sqrt{2}}} = \sqrt{A^{2} + B^{2} - \sqrt{2}AB}$ બને છે.
143
DifficultMCQ
ત્રણ સદિશો $A = \hat{i} + \hat{j} - 2\hat{k}$,$B = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k}$ અને $C = 2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k}$ ધ્યાનમાં લો. $X = \alpha A + \beta B$ સ્વરૂપનો એક સદિશ $X$ (જ્યાં $\alpha$ અને $\beta$ અદિશ છે) એ $C$ ને લંબ છે. $\alpha$ અને $\beta$ નો ગુણોત્તર શોધો. ($: 1$ માં)
A
$1$
B
$2$
C
$-1$
D
$3$

Solution

(A) આપેલ સદિશો $A = \hat{i} + \hat{j} - 2\hat{k}$,$B = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k}$ અને $C = 2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k}$ છે.
સદિશ $X = \alpha A + \beta B = \alpha(\hat{i} + \hat{j} - 2\hat{k}) + \beta(\hat{i} - \hat{j} + \hat{k})$.
$X$ ને સાદું રૂપ આપતા,$X = (\alpha + \beta)\hat{i} + (\alpha - \beta)\hat{j} + (-2\alpha + \beta)\hat{k}$ મળે.
કારણ કે $X$ એ $C$ ને લંબ છે,તેથી તેમનો અદિશ ગુણાકાર શૂન્ય થાય: $X \cdot C = 0$.
$(\alpha + \beta)(2) + (\alpha - \beta)(-3) + (-2\alpha + \beta)(4) = 0$.
પદોનું વિસ્તરણ કરતા: $2\alpha + 2\beta - 3\alpha + 3\beta - 8\alpha + 4\beta = 0$.
સમાન પદોને ભેગા કરતા: $(2 - 3 - 8)\alpha + (2 + 3 + 4)\beta = 0$.
$-9\alpha + 9\beta = 0$.
$-9\alpha = -9\beta$,જેનો અર્થ છે કે $\alpha = \beta$.
તેથી,ગુણોત્તર $\alpha : \beta = 1 : 1$ થાય.
144
MediumMCQ
સદિશ $\vec{A} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}$ નો સદિશ $\vec{B} = \hat{i} + \hat{j}$ પરનો પ્રક્ષેપ શું થશે?
A
$\sqrt{2}(\hat{i} + \hat{j})$
B
$(\hat{i} + \hat{j})$
C
$\sqrt{2}(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k})$
D
$2(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k})$

Solution

(B) સદિશ $\vec{A}$ નો સદિશ $\vec{B}$ પરનો પ્રક્ષેપ નીચેના સૂત્ર દ્વારા મળે છે: $\text{Proj}_{\vec{B}} \vec{A} = \left( \frac{\vec{A} \cdot \vec{B}}{|\vec{B}|} \right) \hat{B}$,જ્યાં $\hat{B}$ એ $\vec{B}$ ની દિશામાં એકમ સદિશ છે.
પ્રથમ,ડોટ પ્રોડક્ટની ગણતરી કરો: $\vec{A} \cdot \vec{B} = (1)(1) + (1)(1) + (1)(0) = 1 + 1 = 2$.
ત્યારબાદ,$\vec{B}$ નું માન શોધો: $|\vec{B}| = \sqrt{1^2 + 1^2} = \sqrt{2}$.
હવે,એકમ સદિશ $\hat{B} = \frac{\vec{B}}{|\vec{B}|} = \frac{\hat{i} + \hat{j}}{\sqrt{2}}$.
અંતે,આ કિંમતોને પ્રક્ષેપના સૂત્રમાં મૂકતા:
$\text{Proj}_{\vec{B}} \vec{A} = \left( \frac{2}{\sqrt{2}} \right) \left( \frac{\hat{i} + \hat{j}}{\sqrt{2}} \right) = \sqrt{2} \cdot \frac{\hat{i} + \hat{j}}{\sqrt{2}} = \hat{i} + \hat{j}$.
145
DifficultMCQ
ત્રણ કણો $P, Q$ અને $R$ અનુક્રમે સદિશો $\vec{A}=\hat{i}+\hat{j}, \vec{B}=\hat{j}+\hat{k}$ અને $\vec{C}=-\hat{i}+\hat{j}$ ની દિશામાં ગતિ કરે છે. તેઓ એક બિંદુ પર અથડાય છે અને અલગ-અલગ દિશામાં ગતિ કરવાનું શરૂ કરે છે. હવે કણ $P$ એ સદિશ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ધરાવતા સમતલને લંબ ગતિ કરે છે. તેવી જ રીતે,કણ $Q$ એ સદિશ $\vec{A}$ અને $\vec{C}$ ધરાવતા સમતલને લંબ ગતિ કરે છે. $P$ અને $Q$ ની ગતિની દિશાઓ વચ્ચેનો ખૂણો $\cos^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{x}}\right)$ છે. તો $x$ નું મૂલ્ય ...... છે.
A
$11$
B
$47$
C
$5$
D
$3$

Solution

(D) કણ $P$ ની ગતિની દિશા સદિશ $\vec{A}$ અને $\vec{B}$ ધરાવતા સમતલને લંબ છે. તેથી,એકમ સદિશ $\hat{v}_1 = \pm \frac{\vec{A} \times \vec{B}}{|\vec{A} \times \vec{B}|}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ક્રોસ પ્રોડક્ટની ગણતરી કરતા: $\vec{A} \times \vec{B} = (\hat{i} + \hat{j}) \times (\hat{j} + \hat{k}) = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k}$.
તેનું મૂલ્ય $|\vec{A} \times \vec{B}| = \sqrt{1^2 + (-1)^2 + 1^2} = \sqrt{3}$ છે.
તેથી,$\hat{v}_1 = \pm \frac{\hat{i} - \hat{j} + \hat{k}}{\sqrt{3}}$.
કણ $Q$ ની ગતિની દિશા સદિશ $\vec{A}$ અને $\vec{C}$ ધરાવતા સમતલને લંબ છે. તેથી,$\hat{v}_2 = \pm \frac{\vec{A} \times \vec{C}}{|\vec{A} \times \vec{C}|}$.
ક્રોસ પ્રોડક્ટની ગણતરી કરતા: $\vec{A} \times \vec{C} = (\hat{i} + \hat{j}) \times (-\hat{i} + \hat{j}) = 2\hat{k}$.
તેનું મૂલ્ય $|\vec{A} \times \vec{C}| = 2$ છે.
તેથી,$\hat{v}_2 = \pm \hat{k}$.
$\hat{v}_1$ અને $\hat{v}_2$ વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ એ $\cos \theta = |\hat{v}_1 \cdot \hat{v}_2| = \frac{1}{\sqrt{3}}$ દ્વારા મળે છે.
આને $\cos \theta = \frac{1}{\sqrt{x}}$ સાથે સરખાવતા,આપણને $x = 3$ મળે છે.
146
EasyMCQ
$\vec{A}$ એક સદિશ રાશિ છે કે જેથી $|\vec{A}| =$ શૂન્યતર અચળાંક છે. $\vec{A}$ માટે નીચેનામાંથી કયું પદ સાચું છે?
A
$\vec{A} \cdot \vec{A} = 0$
B
$\vec{A} \times \vec{A} < 0$
C
$\vec{A} \times \vec{A} = 0$
D
$\vec{A} \times \vec{A} > 0$

Solution

(C) આપેલ છે કે $|\vec{A}| = c$,જ્યાં $c$ એ શૂન્યતર અચળાંક છે.
કોઈપણ સદિશનો તેની પોતાની સાથેનો સદિશ ગુણાકાર (cross product) આ રીતે વ્યાખ્યાયિત થાય છે: $\vec{A} \times \vec{A} = |\vec{A}| |\vec{A}| \sin(\theta) \hat{n}$,જ્યાં $\theta$ એ સદિશ અને તેની પોતાની વચ્ચેનો ખૂણો છે.
સદિશ અને તેની પોતાની વચ્ચેનો ખૂણો $0^{\circ}$ હોવાથી,$\theta = 0^{\circ}$ થાય.
આ કિંમત સૂત્રમાં મૂકતા: $\vec{A} \times \vec{A} = |\vec{A}|^2 \sin(0^{\circ}) \hat{n}$.
$\sin(0^{\circ}) = 0$ હોવાથી,પદ $\vec{A} \times \vec{A} = 0$ મળે છે.
147
MediumMCQ
જો $\overrightarrow{A} = (2\hat{i} + 3\hat{j} - \hat{k}) \; m$ અને $\overrightarrow{B} = (\hat{i} + 2\hat{j} + 2\hat{k}) \; m$ હોય,તો સદિશ $\overrightarrow{A}$ નો સદિશ $\overrightarrow{B}$ ની દિશામાં ઘટકનું મૂલ્ય $...... \; m$ થશે.
A
$2$
B
$1$
C
$3$
D
$4$

Solution

(A) આપેલ સદિશો $\overrightarrow{A} = (2\hat{i} + 3\hat{j} - \hat{k}) \; m$ અને $\overrightarrow{B} = (\hat{i} + 2\hat{j} + 2\hat{k}) \; m$ છે.
સદિશ $\overrightarrow{A}$ નો સદિશ $\overrightarrow{B}$ ની દિશામાં ઘટક શોધવાનું સૂત્ર: $\text{ઘટક} = \overrightarrow{A} \cdot \hat{B} = \frac{\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B}}{|\overrightarrow{B}|}$ છે.
પ્રથમ,અદિશ ગુણાકાર $\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B}$ શોધો:
$\overrightarrow{A} \cdot \overrightarrow{B} = (2)(1) + (3)(2) + (-1)(2) = 2 + 6 - 2 = 6$.
ત્યારબાદ,સદિશ $\overrightarrow{B}$ નું મૂલ્ય શોધો:
$|\overrightarrow{B}| = \sqrt{1^2 + 2^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 4 + 4} = \sqrt{9} = 3$.
છેલ્લે,ઘટકનું મૂલ્ય શોધો:
$\text{ઘટક} = \frac{6}{3} = 2 \; m$.
148
DifficultMCQ
જો $2 \hat{i} + 4 \hat{j} - 2 \hat{k}$ નો $\hat{i} + 2 \hat{j} + \alpha \hat{k}$ પરનો પ્રક્ષેપ શૂન્ય હોય,તો $\alpha$ નું મૂલ્ય કેટલું થશે?
A
$2$
B
$3$
C
$5$
D
$4$

Solution

(C) સદિશ $\vec{A}$ નો સદિશ $\vec{B}$ પરનો પ્રક્ષેપ $\frac{\vec{A} \cdot \vec{B}}{|\vec{B}|}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે પ્રક્ષેપ શૂન્ય છે,તેથી $\frac{\vec{A} \cdot \vec{B}}{|\vec{B}|} = 0$,જેનો અર્થ છે કે $\vec{A} \cdot \vec{B} = 0$.
ધારો કે $\vec{A} = 2 \hat{i} + 4 \hat{j} - 2 \hat{k}$ અને $\vec{B} = \hat{i} + 2 \hat{j} + \alpha \hat{k}$.
ડોટ પ્રોડક્ટ લેતા: $(2 \hat{i} + 4 \hat{j} - 2 \hat{k}) \cdot (\hat{i} + 2 \hat{j} + \alpha \hat{k}) = 0$.
$(2)(1) + (4)(2) + (-2)(\alpha) = 0$.
$2 + 8 - 2\alpha = 0$.
$10 - 2\alpha = 0$.
$2\alpha = 10$.
$\alpha = 5$.
149
AdvancedMCQ
એક પદાર્થ પર લાગતું બળ $F$ ને $F = (\hat{n} \cdot F) \hat{n} + G$ તરીકે લખવામાં આવે છે,જ્યાં $\hat{n}$ એક એકમ સદિશ છે. સદિશ $G$ કોના બરાબર છે?
A
$\hat{n} \times F$
B
$\hat{n} \times (\hat{n} \times F)$
C
$(\hat{n} \times F) \times F / |F|$
D
$(\hat{n} \times F) \times \hat{n}$

Solution

(D) આપેલ સમીકરણ $F = (\hat{n} \cdot F) \hat{n} + G$ પરથી,આપણે $G$ ને $G = F - (\hat{n} \cdot F) \hat{n}$ તરીકે લખી શકીએ.
સદિશ ત્રિગુણનફળના નિત્યસમ $A \times (B \times C) = B(A \cdot C) - C(A \cdot B)$ નો ઉપયોગ કરીને,આપણે $(\hat{n} \times F) \times \hat{n}$ ની ગણતરી કરીએ.
નોંધો કે $(\hat{n} \times F) \times \hat{n} = -\hat{n} \times (\hat{n} \times F)$ થાય છે.
નિત્યસમ લાગુ પાડતા: $-\hat{n} \times (\hat{n} \times F) = -[\hat{n}(\hat{n} \cdot F) - F(\hat{n} \cdot \hat{n})]$.
અહીં $\hat{n}$ એકમ સદિશ હોવાથી,$\hat{n} \cdot \hat{n} = 1$ થાય.
તેથી,$-\hat{n}(\hat{n} \cdot F) + F(1) = F - (\hat{n} \cdot F) \hat{n}$.
આ પરિણામને $G$ ના સમીકરણ સાથે સરખાવતા,આપણને $G = (\hat{n} \times F) \times \hat{n}$ મળે છે.
150
EasyMCQ
સદિશો $(\vec{M} \times \vec{N})$ અને $(\vec{N} \times \vec{M})$ વચ્ચેનો ખૂણો ................ છે. ($^{\circ}$ માં)
A
$0$
B
$60$
C
$90$
D
$180$

Solution

(D) બે સદિશોનો સદિશ ગુણાકાર એન્ટી-કોમ્યુટેટિવ (anticommutative) હોય છે,જેનો અર્થ છે કે $\vec{M} \times \vec{N} = -(\vec{N} \times \vec{M})$.
આનો અર્થ એ છે કે સદિશ $(\vec{M} \times \vec{N})$ અને સદિશ $(\vec{N} \times \vec{M})$ એકબીજાની બિલકુલ વિરુદ્ધ દિશામાં છે.
કારણ કે આ સદિશો પ્રતિ-સમાંતર (antiparallel) છે,તેથી તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $180^{\circ}$ છે.

3-1.Vectors — Multiplication of Vectors · Frequently Asked Questions

1Are these 3-1.Vectors 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 3-1.Vectors 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.