Gujarati

Rate of Change of Quantities Questions in Gujarati

Class 12 Mathematics · Applications of Derivatives · Rate of Change of Quantities

365+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 49 of 365 questions in Gujarati

101
AdvancedMCQ
એક બિંદુ વક્ર $y^3 = 27x$ પર ગતિ કરી રહ્યું છે. જે અંતરાલમાં અભિસસા (abscissa) એ ઓર્ડિનેટ (ordinate) કરતા ધીમી ગતિએ બદલાય છે,તે છે
A
$(-3, 3)$
B
$(-\infty, \infty)$
C
$(-1, 1)$
D
$(-\infty, -3) \cup (3, \infty)$

Solution

(C) આપેલ વક્રનું સમીકરણ $y^3 = 27x$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા,આપણને મળે છે:
$3y^2 \frac{dy}{dt} = 27 \frac{dx}{dt}$
$\frac{dx}{dt} = \frac{y^2}{9} \frac{dy}{dt}$.
પ્રશ્ન મુજબ,અભિસસા $(x)$ એ ઓર્ડિનેટ $(y)$ કરતા ધીમી ગતિએ બદલાય છે,જેનો અર્થ છે:
$\left| \frac{dx}{dt} \right| < \left| \frac{dy}{dt} \right|$
$\frac{dx}{dt}$ માટેનું પદ મૂકતા:
$\left| \frac{y^2}{9} \frac{dy}{dt} \right| < \left| \frac{dy}{dt} \right|$
$\frac{y^2}{9} < 1$
$y^2 < 9$
$-3 < y < 3$.
કારણ કે $y^3 = 27x$,જ્યારે $y = -3$ હોય ત્યારે $x = -1$,અને જ્યારે $y = 3$ હોય ત્યારે $x = 1$ મળે છે.
આમ,અભિસસા $x$ માટેનો અંતરાલ $(-1, 1)$ છે.
102
AdvancedMCQ
એક લંબવૃત્તીય નળાકારની ત્રિજ્યા અચળ દરે વધે છે. તેની ઊંચાઈ એ ત્રિજ્યાનું સુરેખ વિધેય છે અને તે ત્રિજ્યા કરતાં ત્રણ ગણી ઝડપથી વધે છે. જ્યારે ત્રિજ્યા $1 \, cm$ હોય,ત્યારે ઊંચાઈ $6 \, cm$ છે. જ્યારે ત્રિજ્યા $6 \, cm$ હોય,ત્યારે ઘનફળ $1 \, cm^3/sec$ ના દરે વધે છે. જ્યારે ત્રિજ્યા $36 \, cm$ હોય,ત્યારે ઘનફળ $n \, cm^3/sec$ ના દરે વધે છે. $n$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$12$
B
$22$
C
$30$
D
$33$

Solution

(D) ધારો કે $\frac{dr}{dt} = c$ અને $h = ar + b$.
આપેલ છે કે $\frac{dh}{dt} = 3 \frac{dr}{dt}$,તેથી $a \frac{dr}{dt} = 3 \frac{dr}{dt}$,જેનો અર્થ છે કે $a = 3$.
આમ,$h = 3r + b$.
જ્યારે $r = 1, h = 6$,તેથી $6 = 3(1) + b$,જે આપે છે $b = 3$.
તેથી,$h = 3r + 3 = 3(r + 1)$.
ઘનફળ $V = \pi r^2 h = \pi r^2 (3r + 3) = 3\pi (r^3 + r^2)$.
$t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\frac{dV}{dt} = 3\pi (3r^2 + 2r) \frac{dr}{dt}$.
જ્યારે $r = 6$,$\frac{dV}{dt} = 1$,તેથી $1 = 3\pi (3(36) + 2(6)) \frac{dr}{dt} = 3\pi (108 + 12) \frac{dr}{dt} = 360\pi \frac{dr}{dt}$.
આમ,$\frac{dr}{dt} = \frac{1}{360\pi}$.
જ્યારે $r = 36$,$\frac{dV}{dt} = n = 3\pi (3(36)^2 + 2(36)) \frac{dr}{dt}$.
$n = 3\pi (3888 + 72) \frac{1}{360\pi} = 3\pi (3960) \frac{1}{360\pi} = 3 \times 11 = 33$.
103
AdvancedMCQ
એક કણ પ્રથમ ચરણમાં વક્ર $y = x^{3/2}$ પર એવી રીતે ગતિ કરે છે કે તેનું ઉગમબિંદુથી અંતર $11$ એકમ પ્રતિ સેકન્ડના દરે વધે છે. જ્યારે $x = 3$ હોય ત્યારે $\frac{dx}{dt}$ નું મૂલ્ય શોધો.
A
$4$
B
$\frac{9}{2}$
C
$\frac{3\sqrt{3}}{2}$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) ધારો કે ઉગમબિંદુથી કણનું અંતર $r$ છે. તેથી $r^2 = x^2 + y^2$.
આપેલ છે કે $y = x^{3/2}$,તેથી $y^2 = x^3$. આમ,$r^2 = x^2 + x^3$.
$t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને મળે $2r \frac{dr}{dt} = (2x + 3x^2) \frac{dx}{dt}$.
આપેલ છે કે $\frac{dr}{dt} = 11$ અને $x = 3$. તેથી $y = 3^{3/2} = 3\sqrt{3}$.
અંતર $r = \sqrt{x^2 + y^2} = \sqrt{3^2 + (3\sqrt{3})^2} = \sqrt{9 + 27} = \sqrt{36} = 6$.
કિંમતોને વિકલિત સમીકરણમાં મૂકતા:
$2(6)(11) = (2(3) + 3(3^2)) \frac{dx}{dt}$
$132 = (6 + 27) \frac{dx}{dt}$
$132 = 33 \frac{dx}{dt}$
$\frac{dx}{dt} = \frac{132}{33} = 4$.
104
AdvancedMCQ
બરફનો એક સમઘન તેના આકારમાં ફેરફાર કર્યા વિના $4 \, cm^3/min$ ના સમાન દરે ઓગળે છે. જ્યારે સમઘનનું ઘનફળ $125 \, cm^3$ હોય,ત્યારે સમઘનની સપાટીના ક્ષેત્રફળમાં થતા ફેરફારનો દર ($cm^2/min$ માં) શોધો.
A
$-4$
B
$-16/5$
C
$-16/6$
D
$-8/15$

Solution

(B) ધારો કે સમઘનની બાજુની લંબાઈ $x$ છે. ઘનફળ $V = x^3$ અને સપાટીનું ક્ષેત્રફળ $S = 6x^2$ છે.
આપેલ છે કે $\frac{dV}{dt} = -4 \, cm^3/min$ (બરફ ઓગળે છે,તેથી ઘનફળ ઘટે છે).
આપણે જાણીએ છીએ કે $\frac{dV}{dt} = 3x^2 \frac{dx}{dt}$.
કિંમતો મૂકતા: $-4 = 3x^2 \frac{dx}{dt} \implies \frac{dx}{dt} = -\frac{4}{3x^2}$.
આપણે $\frac{dS}{dt}$ શોધવાનું છે.
$\frac{dS}{dt} = \frac{d}{dt}(6x^2) = 12x \frac{dx}{dt}$.
$\frac{dx}{dt}$ ની કિંમત મૂકતા: $\frac{dS}{dt} = 12x \left( -\frac{4}{3x^2} \right) = -\frac{16}{x}$.
આપેલ છે કે $V = 125 \, cm^3$,તેથી $x^3 = 125 \implies x = 5 \, cm$.
તેથી,$\frac{dS}{dt} = -\frac{16}{5} \, cm^2/min$.
105
AdvancedMCQ
જો ત્રિકોણની બાજુઓ એવી રીતે થોડી બદલાય કે જેથી તેનું પરિવૃત ત્રિજ્યા (circumradius) અચળ રહે,તો $\frac{da}{\cos A} + \frac{db}{\cos B} + \frac{dc}{\cos C}$ ની કિંમત કેટલી થાય?
A
$6R$
B
$2R(dA + dB + dC)$
C
$0$
D
$(B)$ અને $(C)$ બંને

Solution

(C) આપણે જાણીએ છીએ કે કોઈપણ ત્રિકોણમાં,$\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R$,જ્યાં $R$ એ પરિવૃત ત્રિજ્યા છે.
$R$ અચળ હોવાથી,$a = 2R \sin A$,$b = 2R \sin B$,અને $c = 2R \sin C$ મળે.
ખૂણાઓની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$da = 2R \cos A \, dA$,$db = 2R \cos B \, dB$,અને $dc = 2R \cos C \, dC$ મળે.
આ કિંમતો આપેલ પદમાં મૂકતા:
$\frac{da}{\cos A} + \frac{db}{\cos B} + \frac{dc}{\cos C} = \frac{2R \cos A \, dA}{\cos A} + \frac{2R \cos B \, dB}{\cos B} + \frac{2R \cos C \, dC}{\cos C} = 2R(dA + dB + dC)$.
ત્રિકોણના ખૂણાઓનો સરવાળો $A + B + C = \pi$ હોવાથી,વિકલન કરતા $dA + dB + dC = 0$ મળે.
તેથી,પદની કિંમત $2R(0) = 0$ થાય.
106
AdvancedMCQ
એક સમબાજુ ત્રિકોણની બાજુ $2 \, cm/s$ ના દરે વિસ્તરે છે. જ્યારે દરેક બાજુ $10 \, cm$ હોય ત્યારે તેના ક્ષેત્રફળમાં થતો વધારાનો દર કેટલો હશે?
A
$10 \sqrt{2} \, cm^2/s$
B
$10 \sqrt{3} \, cm^2/s$
C
$10 \, cm^2/s$
D
$5 \, cm^2/s$

Solution

(B) ધારો કે સમબાજુ ત્રિકોણની બાજુ $x$ છે. આપેલ છે કે બાજુમાં થતો ફેરફારનો દર $\frac{dx}{dt} = 2 \, cm/s$ છે.
$x$ બાજુવાળા સમબાજુ ત્રિકોણનું ક્ષેત્રફળ $A = \frac{\sqrt{3}}{4} x^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ક્ષેત્રફળમાં થતો વધારાનો દર શોધવા માટે,આપણે $A$ નું સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીશું:
$\frac{dA}{dt} = \frac{d}{dt} \left( \frac{\sqrt{3}}{4} x^2 \right) = \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot 2x \cdot \frac{dx}{dt} = \frac{\sqrt{3}}{2} x \frac{dx}{dt}$.
અહીં $x = 10 \, cm$ અને $\frac{dx}{dt} = 2 \, cm/s$ આપેલ છે,તેથી આ કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\frac{dA}{dt} = \frac{\sqrt{3}}{2} \times 10 \times 2 = 10 \sqrt{3} \, cm^2/s$.
આમ,ક્ષેત્રફળમાં થતો વધારાનો દર $10 \sqrt{3} \, cm^2/s$ છે.
Solution diagram
107
AdvancedMCQ
જો એક ગોળાકાર ફુગ્ગાનો વ્યાસ $3x + \frac{9}{2}$ હોય,તો $x$ ની સાપેક્ષમાં તેના ઘનફળમાં થતા ફેરફારનો દર શોધો.
A
$27\pi (2x + 3)^2$
B
$\frac{27\pi}{16} (2x + 3)^2$
C
$\frac{27\pi}{8} (2x + 3)^2$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(C) ગોળાકાર ફુગ્ગાનો વ્યાસ $D = 3x + \frac{9}{2} = \frac{6x + 9}{2} = \frac{3}{2}(2x + 3)$ છે.
ત્રિજ્યા $r = \frac{D}{2} = \frac{3}{4}(2x + 3)$ થશે.
ગોળાનું ઘનફળ $V = \frac{4}{3}\pi r^3$ છે.
$r$ ની કિંમત મૂકતા,$V = \frac{4}{3}\pi \left[ \frac{3}{4}(2x + 3) \right]^3 = \frac{4}{3}\pi \cdot \frac{27}{64} (2x + 3)^3 = \frac{9\pi}{16} (2x + 3)^3$ મળે.
હવે,$x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dV}{dx} = \frac{9\pi}{16} \cdot 3(2x + 3)^2 \cdot \frac{d}{dx}(2x + 3)$.
$\frac{dV}{dx} = \frac{27\pi}{16} (2x + 3)^2 \cdot 2$.
$\frac{dV}{dx} = \frac{27\pi}{8} (2x + 3)^2$.
108
AdvancedMCQ
$2 \ m$ ઊંચાઈ ધરાવતો એક માણસ $6 \ m$ ઊંચા લેમ્પ પોસ્ટથી $5 \ km/hr$ ની સમાન ઝડપે દૂર ચાલી રહ્યો છે. તેના પડછાયાની લંબાઈ વધવાનો દર $km/hr$ માં શોધો.
A
$2.5$
B
$2$
C
$5$
D
$3$

Solution

(A) ધારો કે $AB$ એ લેમ્પ પોસ્ટ છે અને $CD$ એ કોઈ ચોક્કસ સમયે $t$ પર માણસ છે.
ધારો કે $AC = x$ એ લેમ્પ પોસ્ટથી માણસનું અંતર છે અને $CE = y$ એ તેના પડછાયાની લંબાઈ છે.
આપેલ છે કે,માણસની ઝડપ $\frac{dx}{dt} = 5 \ km/hr$ છે.
આપણે પડછાયાની લંબાઈ વધવાનો દર શોધવાનો છે,એટલે કે $\frac{dy}{dt}$.
$\Delta ABE \sim \Delta CDE$ હોવાથી,આપણી પાસે છે:
$\frac{AB}{CD} = \frac{AE}{CE}$
$\frac{6}{2} = \frac{x + y}{y}$
$3 = \frac{x + y}{y}$
$3y = x + y$
$2y = x$
બંને બાજુ $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$2 \frac{dy}{dt} = \frac{dx}{dt}$
$2 \frac{dy}{dt} = 5$
$\frac{dy}{dt} = 2.5 \ km/hr$.
આમ,પડછાયાની લંબાઈ $2.5 \ km/hr$ ના દરે વધે છે.
Solution diagram
109
DifficultMCQ
$2 \ m$ ઊંચાઈ ધરાવતો એક માણસ $6 \ m$ ઊંચા લેમ્પ પોસ્ટથી $5 \ km/hr$ ની સમાન ઝડપે દૂર ચાલી રહ્યો છે. તેના પડછાયાની લંબાઈ વધવાનો દર .......... $km/hr$ છે.
A
$2.5$
B
$2$
C
$5$
D
$3$

Solution

(A) ધારો કે $AB$ એ $6 \ m$ ઊંચો લેમ્પ પોસ્ટ છે અને $CD$ એ કોઈ ચોક્કસ સમયે $t$ પર $2 \ m$ ઊંચાઈ ધરાવતો માણસ છે.
ધારો કે $AC = x$ એ લેમ્પ પોસ્ટથી માણસનું અંતર છે અને $CE = y$ એ તેના પડછાયાની લંબાઈ છે.
આપેલ છે કે માણસ $5 \ km/hr$ ની ઝડપે ચાલે છે,તેથી $\frac{dx}{dt} = 5 \ km/hr$.
આપણે પડછાયાની લંબાઈ વધવાનો દર શોધવાનો છે,એટલે કે $\frac{dy}{dt}$.
$\triangle ABE \sim \triangle CDE$ હોવાથી,આપણી પાસે છે:
$\frac{AB}{CD} = \frac{AE}{CE}$
$\frac{6}{2} = \frac{x + y}{y}$
$3 = \frac{x + y}{y}$
$3y = x + y$
$2y = x$
બંને બાજુ $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$2 \frac{dy}{dt} = \frac{dx}{dt}$
$2 \frac{dy}{dt} = 5$
$\frac{dy}{dt} = \frac{5}{2} = 2.5 \ km/hr$.
આમ,પડછાયાની લંબાઈ $2.5 \ km/hr$ ના દરે વધે છે.
Solution diagram
110
AdvancedMCQ
એક ગોળાકાર ફુગ્ગો ફૂલી રહ્યો છે. જો કોઈ ક્ષણે તેના કદમાં થતો વધારો તેની ત્રિજ્યામાં થતા વધારાના દર કરતા $16$ ગણો હોય,તો તે ક્ષણે તેની ત્રિજ્યા કેટલી હશે?
A
$\frac{1}{\sqrt{\pi}}$
B
$\frac{2}{\sqrt{\pi}}$
C
$\frac{2}{\pi}$
D
$\frac{4}{3\sqrt{\pi}}$

Solution

(B) ગોળાકાર ફુગ્ગાનું કદ $V$ એ $V = \frac{4}{3} \pi r^3$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $r$ એ ત્રિજ્યા છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા,આપણને મળે છે:
$\frac{dV}{dt} = \frac{4}{3} \pi (3r^2) \frac{dr}{dt} = 4 \pi r^2 \frac{dr}{dt}$.
પ્રશ્ન મુજબ,કદમાં થતો વધારો એ ત્રિજ્યામાં થતા વધારાના દર કરતા $16$ ગણો છે:
$\frac{dV}{dt} = 16 \frac{dr}{dt}$.
આ કિંમત વિકલનના સમીકરણમાં મૂકતા:
$16 \frac{dr}{dt} = 4 \pi r^2 \frac{dr}{dt}$.
ધારો કે $\frac{dr}{dt} \neq 0$,તેથી બંને બાજુ $\frac{dr}{dt}$ વડે ભાગતા:
$16 = 4 \pi r^2$.
$r^2 = \frac{16}{4 \pi} = \frac{4}{\pi}$.
બંને બાજુ વર્ગમૂળ લેતા:
$r = \sqrt{\frac{4}{\pi}} = \frac{2}{\sqrt{\pi}}$.
111
AdvancedMCQ
એક નળાકારની ત્રિજ્યા $5 \ cm/min$ ના દરે વધી રહી છે,જેથી તેનું ઘનફળ અચળ રહે છે. જ્યારે તેની ત્રિજ્યા $5 \ cm$ અને ઊંચાઈ $3 \ cm$ હોય,ત્યારે તેની ઊંચાઈ ઘટવાનો દર .......... $cm/min$ છે.
A
$6$
B
$3$
C
$4$
D
$5$

Solution

(A) નળાકારનું ઘનફળ $V = \pi r^2 h$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. ઘનફળ અચળ હોવાથી,સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં તેનું વિકલન શૂન્ય થાય: $\frac{dV}{dt} = 0$.
$V = \pi r^2 h$ પર ગુણાકારનો નિયમ લાગુ પાડતા: $\frac{dV}{dt} = \pi (2rh \frac{dr}{dt} + r^2 \frac{dh}{dt}) = 0$.
$\pi r$ વડે ભાગતા,આપણને મળે $2h \frac{dr}{dt} + r \frac{dh}{dt} = 0$.
આપેલ છે કે $\frac{dr}{dt} = 5 \ cm/min$,$r = 5 \ cm$,અને $h = 3 \ cm$,આ કિંમતો મૂકતા:
$2(3)(5) + 5 \frac{dh}{dt} = 0$.
$30 + 5 \frac{dh}{dt} = 0$.
$5 \frac{dh}{dt} = -30$.
$\frac{dh}{dt} = -6 \ cm/min$.
ઋણ નિશાની ઘટાડો સૂચવે છે. તેથી,ઊંચાઈ ઘટવાનો દર $6 \ cm/min$ છે.
112
AdvancedMCQ
જો ચોરસ $S$ ના ક્ષેત્રફળમાં થતો ફેરફારનો દર તેની બાજુની લંબાઈ જેટલો હોય,અને $S$ ની બાજુમાં થતો ફેરફારનો દર એ સમઘન $C$ ની બાજુમાં થતા ફેરફારના દર જેટલો જ હોય,તો જ્યારે સમઘનની બાજુની લંબાઈ $2$ એકમ હોય ત્યારે તેના ઘનફળમાં થતો ફેરફારનો દર ............ $units^3/sec$ થશે.
A
$24$
B
$12$
C
$6$
D
$3$

Solution

(C) ધારો કે ચોરસ અને સમઘનની બાજુની લંબાઈ $x$ છે.
ચોરસ $S$ માટે,ક્ષેત્રફળ $A = x^2$.
આપેલ છે કે ક્ષેત્રફળમાં થતો ફેરફારનો દર તેની બાજુની લંબાઈ જેટલો છે,તેથી $\frac{dA}{dt} = x$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\frac{dA}{dt} = \frac{d}{dt}(x^2) = 2x \frac{dx}{dt}$,તેથી:
$2x \frac{dx}{dt} = x$.
$x \neq 0$ લેતા,આપણને $\frac{dx}{dt} = \frac{1}{2}$ મળે છે.
સમઘન $C$ માટે,ઘનફળ $V = x^3$.
ઘનફળમાં થતો ફેરફારનો દર $\frac{dV}{dt} = 3x^2 \frac{dx}{dt}$ છે.
આપેલ છે કે સમઘનની બાજુમાં થતો ફેરફારનો દર ચોરસના દર જેટલો જ છે,તેથી $\frac{dx}{dt} = \frac{1}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા.
જ્યારે બાજુની લંબાઈ $x = 2$ એકમ હોય ત્યારે:
$\frac{dV}{dt} = 3(2)^2 \times \frac{1}{2} = 3 \times 4 \times \frac{1}{2} = 6$ $units^3/sec$.
113
AdvancedMCQ
$x^2 + y^2 = 25$ વર્તુળ પરના એક બિંદુનો y-યામ (ordinate) $1 \, cm/sec$ ના દરે ઘટે છે. જ્યારે y-યામ $3 \, cm$ હોય,ત્યારે તે બિંદુના x-યામ (abscissa) માં થતા ફેરફારનો દર શોધો. (આપેલ છે: $x > 0, y > 0$)
A
$\frac{4}{3} \, cm/sec$
B
$2 \, cm/sec$
C
$\frac{3}{4} \, cm/sec$
D
$5 \, cm/sec$

Solution

(C) વર્તુળનું સમીકરણ $x^2 + y^2 = 25$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$2x \frac{dx}{dt} + 2y \frac{dy}{dt} = 0$
$\Rightarrow x \frac{dx}{dt} + y \frac{dy}{dt} = 0$.
આપેલ છે કે y-યામ $1 \, cm/sec$ ના દરે ઘટે છે,તેથી $\frac{dy}{dt} = -1 \, cm/sec$.
જ્યારે $y = 3 \, cm$ હોય,ત્યારે વર્તુળના સમીકરણ પરથી $x$ શોધીએ:
$x^2 + 3^2 = 25 \Rightarrow x^2 = 16 \Rightarrow x = 4 \, cm$ (કારણ કે $x > 0$).
આ કિંમતોને વિકલિત સમીકરણમાં મૂકતા:
$4 \frac{dx}{dt} + 3(-1) = 0$
$4 \frac{dx}{dt} = 3$
$\frac{dx}{dt} = \frac{3}{4} \, cm/sec$.
આમ,x-યામમાં થતા ફેરફારનો દર $\frac{3}{4} \, cm/sec$ છે.
114
DifficultMCQ
બે જહાજો $A$ અને $B$ એક નિશ્ચિત બિંદુ $O$ થી એવા માર્ગે સીધા દૂર જઈ રહ્યા છે કે જેથી $\angle AOB$ હંમેશા $120^o$ રહે. એક ચોક્કસ સમયે,$OA = 8 \ km$,$OB = 6 \ km$ છે અને જહાજ $A$ એ $20 \ km/hr$ ની ઝડપે ગતિ કરે છે જ્યારે જહાજ $B$ એ $30 \ km/hr$ ની ઝડપે ગતિ કરે છે. તો $A$ અને $B$ વચ્ચેનું અંતર કયા દરે ($km/hr$ માં) બદલાઈ રહ્યું છે?
A
$\frac{260}{\sqrt{37}}$
B
$\frac{260}{37}$
C
$\frac{80}{\sqrt{37}}$
D
$\frac{80}{37}$

Solution

(A) ધારો કે $OA = x \ km$,$OB = y \ km$,અને $AB = R \ km$.
$\triangle AOB$ માં કોસાઇનના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$R^2 = x^2 + y^2 - 2xy \cos(120^o)$
કારણ કે $\cos(120^o) = -\frac{1}{2}$,તેથી:
$R^2 = x^2 + y^2 - 2xy(-\frac{1}{2}) = x^2 + y^2 + xy \quad \dots(1)$
આપેલ સમયે,$x = 8 \ km$ અને $y = 6 \ km$:
$R^2 = 8^2 + 6^2 + (8 \times 6) = 64 + 36 + 48 = 148$
$R = \sqrt{148} = 2\sqrt{37} \ km$.
સમીકરણ $(1)$ નું સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$2R \frac{dR}{dt} = 2x \frac{dx}{dt} + 2y \frac{dy}{dt} + (x \frac{dy}{dt} + y \frac{dx}{dt})$
અહીં $\frac{dx}{dt} = 20 \ km/hr$ અને $\frac{dy}{dt} = 30 \ km/hr$ આપેલ છે:
$2(2\sqrt{37}) \frac{dR}{dt} = 2(8)(20) + 2(6)(30) + (8 \times 30 + 6 \times 20)$
$4\sqrt{37} \frac{dR}{dt} = 320 + 360 + (240 + 120)$
$4\sqrt{37} \frac{dR}{dt} = 680 + 360 = 1040$
$\frac{dR}{dt} = \frac{1040}{4\sqrt{37}} = \frac{260}{\sqrt{37}} \ km/hr$.
Solution diagram
115
DifficultMCQ
જો એક ગોળાકાર દડાનું ઘનફળ $4 \pi \, cc/sec$ ના દરે વધી રહ્યું હોય,તો જ્યારે ઘનફળ $288 \pi \, cc$ હોય ત્યારે તેની ત્રિજ્યા વધવાનો દર ($cm/sec$ માં) શોધો.
A
$\frac{1}{6}$
B
$\frac{1}{9}$
C
$\frac{1}{36}$
D
$\frac{1}{24}$

Solution

(C) ગોળાનું ઘનફળ $V = \frac{4}{3}\pi r^3$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા,આપણને મળે છે:
$\frac{dV}{dt} = 4\pi r^2 \frac{dr}{dt}$.
આપેલ છે કે $\frac{dV}{dt} = 4\pi \, cc/sec$,તેથી સમીકરણમાં કિંમત મૂકતા:
$4\pi = 4\pi r^2 \frac{dr}{dt} \Rightarrow \frac{dr}{dt} = \frac{1}{r^2}$.
આપણને આપેલ છે કે ઘનફળ $V = 288\pi \, cc$ છે.
ઘનફળના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા:
$288\pi = \frac{4}{3}\pi r^3
\Rightarrow r^3 = \frac{288 \times 3}{4} = 216
\Rightarrow r = 6 \, cm$.
$\frac{dr}{dt}$ ના સમીકરણમાં $r = 6$ મૂકતા:
$\frac{dr}{dt} = \frac{1}{6^2} = \frac{1}{36} \, cm/sec$.
116
DifficultMCQ
જો $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતા ગોળાનું પૃષ્ઠફળ $8 \, cm^2/s$ ના દરે સમાન રીતે વધી રહ્યું હોય,તો તેના ઘનફળમાં થતા ફેરફારનો દર શું છે?
A
અચળ
B
$\sqrt{r}$ ના પ્રમાણમાં
C
$r^2$ ના પ્રમાણમાં
D
$r$ ના પ્રમાણમાં

Solution

(D) ગોળાનું ઘનફળ $V = \frac{4}{3}\pi r^3$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $\frac{dV}{dt} = 4\pi r^2 \frac{dr}{dt} \dots (i)$ મળે છે.
ગોળાનું પૃષ્ઠફળ $S = 4\pi r^2$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $\frac{dS}{dt} = 8\pi r \frac{dr}{dt}$ મળે છે.
આપેલ છે કે $\frac{dS}{dt} = 8 \, cm^2/s$,તેથી $8 = 8\pi r \frac{dr}{dt}$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{dr}{dt} = \frac{1}{\pi r}$.
$\frac{dr}{dt}$ ની કિંમત સમીકરણ $(i)$ માં મૂકતા,આપણને $\frac{dV}{dt} = 4\pi r^2 \times \frac{1}{\pi r} = 4r$ મળે છે.
આમ,ઘનફળમાં થતા ફેરફારનો દર $\frac{dV}{dt}$ એ $r$ ના પ્રમાણમાં છે.
117
DifficultMCQ
એક ગોળાકાર ફુગ્ગામાં $35 \, cm^3/min$ ના દરે હવા ભરવામાં આવે છે. જ્યારે ફુગ્ગાનો વ્યાસ $14 \, cm$ હોય ત્યારે તેની સપાટીના ક્ષેત્રફળમાં થતો વધારો ($cm^2/min$ માં) શોધો.
A
$10$
B
$\sqrt{10}$
C
$100$
D
$10\sqrt{10}$

Solution

(A) ધારો કે ગોળાકાર ફુગ્ગાની ત્રિજ્યા $r$ છે. ગોળાનું ઘનફળ $V = \frac{4}{3}\pi r^3$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને $\frac{dV}{dt} = 4\pi r^2 \frac{dr}{dt}$ મળે છે.
આપેલ છે કે $\frac{dV}{dt} = 35 \, cm^3/min$,તેથી $35 = 4\pi r^2 \frac{dr}{dt}$,જેનો અર્થ છે કે $\frac{dr}{dt} = \frac{35}{4\pi r^2} \quad (1)$.
ગોળાની સપાટીનું ક્ષેત્રફળ $S = 4\pi r^2$ છે.
$t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\frac{dS}{dt} = 8\pi r \frac{dr}{dt}$ મળે છે.
સમીકરણ $(1)$ માંથી $\frac{dr}{dt}$ ની કિંમત $\frac{dS}{dt}$ ના સમીકરણમાં મૂકતા:
$\frac{dS}{dt} = 8\pi r \left( \frac{35}{4\pi r^2} \right) = \frac{70}{r}$.
વ્યાસ $14 \, cm$ આપેલ હોવાથી,ત્રિજ્યા $r = 7 \, cm$ થાય.
$r = 7$ ની કિંમત $\frac{dS}{dt}$ માં મૂકતા:
$\frac{dS}{dt} = \frac{70}{7} = 10 \, cm^2/min$.
118
DifficultMCQ
જો $30 \, cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતી એક વર્તુળાકાર લોખંડની શીટને એવી રીતે ગરમ કરવામાં આવે કે તેનું ક્ષેત્રફળ $6\pi \, cm^2/hr$ ના સમાન દરે વધે,તો વર્તુળાકાર શીટની ત્રિજ્યા વધવાનો દર ($cm/hr$ માં) કેટલો હશે?
A
$1.0$
B
$0.1$
C
$1.1$
D
$2.0$

Solution

(B) ધારો કે વર્તુળાકાર શીટની ત્રિજ્યા $r$ છે અને તેનું ક્ષેત્રફળ $A$ છે.
આપેલ છે કે $A = \pi r^2$.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$\frac{dA}{dt} = 2\pi r \frac{dr}{dt}$.
અહીં $\frac{dA}{dt} = 6\pi \, cm^2/hr$ અને $r = 30 \, cm$ આપેલ છે.
આ કિંમતો સમીકરણમાં મૂકતા:
$6\pi = 2\pi (30) \frac{dr}{dt}$.
$6\pi = 60\pi \frac{dr}{dt}$.
$\frac{dr}{dt} = \frac{6\pi}{60\pi} = \frac{1}{10} = 0.1 \, cm/hr$.
આમ,વર્તુળાકાર શીટની ત્રિજ્યા વધવાનો દર $0.1 \, cm/hr$ છે.
119
DifficultMCQ
એક લંબચોરસ ધ્યાનમાં લો જેની લંબાઈ $2 \, m/sec$ ના સમાન દરે વધી રહી છે,પહોળાઈ $3 \, m/sec$ ના સમાન દરે ઘટી રહી છે અને ક્ષેત્રફળ $5 \, m^2/sec$ ના સમાન દરે ઘટી રહ્યું છે. જો થોડા સમય પછી લંબચોરસની પહોળાઈ $2 \, m$ હોય,તો લંબચોરસની લંબાઈ ........ $m$ છે.
A
$2$
B
$4$
C
$1$
D
$3$

Solution

(D) ધારો કે $A$ એ ક્ષેત્રફળ છે,$b$ એ પહોળાઈ છે અને $\ell$ એ લંબચોરસની લંબાઈ છે.
આપેલ છે: $\frac{dA}{dt} = -5$,$\frac{d\ell}{dt} = 2$,અને $\frac{db}{dt} = -3$.
આપણે જાણીએ છીએ કે લંબચોરસનું ક્ષેત્રફળ $A = \ell \times b$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$\frac{dA}{dt} = \ell \cdot \frac{db}{dt} + b \cdot \frac{d\ell}{dt}$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$-5 = \ell(-3) + b(2)$.
$-5 = -3\ell + 2b$.
જ્યારે પહોળાઈ $b = 2 \, m$ હોય,ત્યારે આપણે તેને સમીકરણમાં મૂકીએ:
$-5 = -3\ell + 2(2)$.
$-5 = -3\ell + 4$.
$3\ell = 4 + 5$.
$3\ell = 9$.
$\ell = 3 \, m$.
આમ,લંબચોરસની લંબાઈ $3 \, m$ છે.
120
DifficultMCQ
માછલીના ચોક્કસ જથ્થાનું વજન $W$ એ $W = nw$ દ્વારા આપવામાં આવે છે,જ્યાં $n$ એ જથ્થાનું કદ છે અને $w$ એ માછલીનું સરેરાશ વજન છે. જો $n$ અને $w$ સમય $t$ સાથે $n = 2t^2 + 3$ અને $w = t^2 - t + 2$ મુજબ બદલાતા હોય,તો $t = 1$ સમયે $t$ ની સાપેક્ષમાં $W$ ના બદલાવાનો દર શોધો.
A
$1$
B
$8$
C
$13$
D
$5$

Solution

(C) આપેલ છે કે $W = nw$.
વિકલન માટે ગુણાકારના નિયમનો ઉપયોગ કરતા:
$\frac{dW}{dt} = n \frac{dw}{dt} + w \frac{dn}{dt}$
આપેલ છે કે $n = 2t^2 + 3$ અને $w = t^2 - t + 2$.
$t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dn}{dt} = 4t$
$\frac{dw}{dt} = 2t - 1$
$t = 1$ સમયે:
$n = 2(1)^2 + 3 = 5$
$w = (1)^2 - 1 + 2 = 2$
$\frac{dn}{dt} = 4(1) = 4$
$\frac{dw}{dt} = 2(1) - 1 = 1$
આ કિંમતોને વિકલનના સૂત્રમાં મૂકતા:
$\frac{dW}{dt} = (5)(1) + (2)(4)$
$\frac{dW}{dt} = 5 + 8 = 13$
121
DifficultMCQ
જો $50 \, cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતી ધાતુની વર્તુળાકાર પ્લેટને ગરમ કરવામાં આવે જેથી તેની ત્રિજ્યા $1 \, mm$ પ્રતિ કલાકના દરે વધે,તો પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ કયા દરે વધશે ($cm^2/hour$ માં) ($\pi$ માં)?
A
$5$
B
$10$
C
$100$
D
$50$

Solution

(B) ધારો કે $A$ એ વર્તુળાકાર પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ છે અને $r$ તેની ત્રિજ્યા છે। ક્ષેત્રફળનું સૂત્ર $A = \pi r^2$ છે।
આપેલ છે કે ત્રિજ્યા $r = 50 \, cm$ અને ત્રિજ્યામાં થતો ફેરફાર $\frac{dr}{dt} = 1 \, mm/hour = 0.1 \, cm/hour = \frac{1}{10} \, cm/hour$ છે।
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં ક્ષેત્રફળનું વિકલન કરતા,આપણને $\frac{dA}{dt} = 2\pi r \frac{dr}{dt}$ મળે છે।
આપેલ કિંમતો મૂકતા,$\frac{dA}{dt} = 2 \times \pi \times 50 \times \frac{1}{10} = 10\pi \, cm^2/hour$ મળે છે।
આમ,પ્લેટનું ક્ષેત્રફળ $10\pi \, cm^2/hour$ ના દરે વધે છે।
122
DifficultMCQ
એક પાણીની ટાંકી ઉંધા શંકુ આકારની છે,જેનો અર્ધ-શીર્ષકોણ $\tan^{-1}(1/2)$ છે. પાણી $5 \ m^3/min$ ના અચળ દરે ટાંકીમાં ભરવામાં આવે છે. જ્યારે ટાંકીમાં પાણીની ઊંડાઈ $10 \ m$ હોય,ત્યારે પાણીની સપાટી વધવાનો દર ($m/min$ માં) શોધો.
A
$\frac{2}{\pi}$
B
$\frac{1}{5\pi}$
C
$\frac{1}{10\pi}$
D
$\frac{1}{15\pi}$

Solution

(B) ધારો કે $t$ સમયે પાણીની ઊંડાઈ $h$ છે અને પાણીની સપાટીની ત્રિજ્યા $r$ છે.
અર્ધ-શીર્ષકોણ $\theta = \tan^{-1}(1/2)$ આપેલ છે,તેથી $\tan \theta = \frac{r}{h} = \frac{1}{2}$,જેનો અર્થ છે કે $r = \frac{h}{2}$.
શંકુમાં પાણીનું ઘનફળ $V = \frac{1}{3}\pi r^2 h$ છે.
$r = \frac{h}{2}$ મૂકતા,આપણને મળે $V = \frac{1}{3}\pi \left(\frac{h}{2}\right)^2 h = \frac{\pi h^3}{12}$.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\frac{dV}{dt} = \frac{\pi}{12} (3h^2) \frac{dh}{dt} = \frac{\pi h^2}{4} \frac{dh}{dt}$.
આપેલ છે કે $\frac{dV}{dt} = 5 \ m^3/min$ અને $h = 10 \ m$,આ કિંમતો મૂકતા:
$5 = \frac{\pi (10)^2}{4} \frac{dh}{dt}$
$5 = \frac{100\pi}{4} \frac{dh}{dt}$
$5 = 25\pi \frac{dh}{dt}$
$\frac{dh}{dt} = \frac{5}{25\pi} = \frac{1}{5\pi} \ m/min$.
Solution diagram
123
DifficultMCQ
$10 \, cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા એક ગોળાકાર લોખંડના દડા પર સમાન જાડાઈના બરફનું પડ છે,જે $50 \, cm^3/min$ ના દરે ઓગળે છે. જ્યારે બરફની જાડાઈ $5 \, cm$ હોય,ત્યારે બરફની જાડાઈ ઘટવાનો દર ($cm/min$ માં) કેટલો હશે?
A
$\frac{1}{36\pi}$
B
$\frac{5}{6\pi}$
C
$\frac{1}{9\pi}$
D
$\frac{1}{18\pi}$

Solution

(D) ધારો કે લોખંડના દડાની ત્રિજ્યા $r = 10 \, cm$ છે અને બરફના પડની જાડાઈ $h$ છે.
બરફ સહિત ગોળાની કુલ ત્રિજ્યા $R = 10 + h$ છે.
બરફના પડનું ઘનફળ $V$ એ બરફ સાથેના ગોળાના ઘનફળ અને લોખંડના દડાના ઘનફળ વચ્ચેનો તફાવત છે:
$V = \frac{4}{3}\pi (10 + h)^3 - \frac{4}{3}\pi (10)^3$
સમય $t$ ની સાપેક્ષે બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$\frac{dV}{dt} = \frac{4}{3}\pi \cdot 3(10 + h)^2 \cdot \frac{dh}{dt} = 4\pi (10 + h)^2 \frac{dh}{dt}$
આપેલ છે કે બરફ $50 \, cm^3/min$ ના દરે ઓગળે છે,તેથી $\frac{dV}{dt} = -50 \, cm^3/min$.
સમીકરણમાં $h = 5 \, cm$ અને $\frac{dV}{dt} = -50$ મૂકતા:
$-50 = 4\pi (10 + 5)^2 \frac{dh}{dt}$
$-50 = 4\pi (15)^2 \frac{dh}{dt}$
$-50 = 4\pi (225) \frac{dh}{dt}$
$-50 = 900\pi \frac{dh}{dt}$
$\frac{dh}{dt} = -\frac{50}{900\pi} = -\frac{1}{18\pi} \, cm/min$.
આમ,બરફની જાડાઈ ઘટવાનો દર $\frac{1}{18\pi} \, cm/min$ છે.
Solution diagram
124
DifficultMCQ
$2 \ m$ લાંબી સીડી એક ઉભી દીવાલ પર ટેકવેલી છે. જો સીડીનો ઉપરનો છેડો $25 \ cm/sec$ ના દરે દીવાલ પર નીચે તરફ સરકતો હોય,તો જ્યારે સીડીનો ઉપરનો છેડો જમીનથી $1 \ m$ ઊંચાઈ પર હોય ત્યારે સીડીનો નીચેનો છેડો જમીન પર દીવાલથી દૂર કયા દરે ($cm/sec$ માં) સરકતો હશે?
A
$25$
B
$\frac{25}{3}$
C
$25\sqrt{3}$
D
$\frac{25}{\sqrt{3}}$

Solution

(D) ધારો કે સીડીના નીચેના છેડાનું દીવાલથી અંતર $x$ છે અને સીડીના ઉપરના છેડાની જમીનથી ઊંચાઈ $y$ છે. સીડીની લંબાઈ $L = 2 \ m = 200 \ cm$ છે.
પાયથાગોરસના પ્રમેય મુજબ,$x^2 + y^2 = 200^2$.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$2x \frac{dx}{dt} + 2y \frac{dy}{dt} = 0$,જેનું સાદું રૂપ $x \frac{dx}{dt} + y \frac{dy}{dt} = 0$ થાય છે.
આપેલ છે કે ઉપરનો છેડો $25 \ cm/sec$ ના દરે નીચે સરકે છે,તેથી $\frac{dy}{dt} = -25 \ cm/sec$.
જ્યારે $y = 1 \ m = 100 \ cm$ હોય,ત્યારે $x^2 + 100^2 = 200^2$ પરથી $x^2 = 40000 - 10000 = 30000$ મળે,તેથી $x = \sqrt{30000} = 100\sqrt{3} \ cm$.
આ કિંમતોને વિકલિત સમીકરણમાં મૂકતા: $(100\sqrt{3}) \frac{dx}{dt} + (100)(-25) = 0$.
$(100\sqrt{3}) \frac{dx}{dt} = 2500$.
$\frac{dx}{dt} = \frac{2500}{100\sqrt{3}} = \frac{25}{\sqrt{3}} \ cm/sec$.
Solution diagram
125
EasyMCQ
જ્યારે $r=5 \text{ cm}$ હોય ત્યારે વર્તુળના ક્ષેત્રફળનો તેની ત્રિજ્યા $r$ ની સાપેક્ષમાં બદલાવનો દર શોધો.
A
$5 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$
B
$10 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$
C
$25 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$
D
$20 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$

Solution

(B) $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $A = \pi r^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
ત્રિજ્યાની સાપેક્ષમાં ક્ષેત્રફળના બદલાવનો દર શોધવા માટે,આપણે $A$ નું $r$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીએ છીએ:
$\frac{dA}{dr} = \frac{d}{dr}(\pi r^2) = 2\pi r$.
આપેલ છે કે $r = 5 \text{ cm}$,તેથી આ કિંમત વિકલનમાં મૂકતા:
$\frac{dA}{dr} = 2 \times \pi \times 5 = 10\pi$.
આમ,જ્યારે $r = 5 \text{ cm}$ હોય ત્યારે વર્તુળના ક્ષેત્રફળનો તેની ત્રિજ્યાની સાપેક્ષમાં બદલાવનો દર $10\pi \text{ cm}^2/\text{cm}$ છે.
126
MediumMCQ
એક સમઘનનું ઘનફળ $9 \text{ cm}^3/\text{s}$ ના દરે વધી રહ્યું છે. જ્યારે તેની બાજુની લંબાઈ $10 \text{ cm}$ હોય, ત્યારે તેના પૃષ્ઠફળમાં થતો વધારાનો દર શોધો. ($\text{ cm}^2/\text{s}$ માં)
A
$3.6$
B
$2.4$
C
$1.8$
D
$4.2$

Solution

(A) ધારો કે $x$ એ સમઘનની બાજુની લંબાઈ છે. ધારો કે $V$ એ ઘનફળ અને $S$ એ સમઘનનું પૃષ્ઠફળ છે. તેથી $V = x^3$ અને $S = 6x^2$, જ્યાં $x$ એ સમય $t$ નું વિધેય છે.
આપેલ છે કે ઘનફળમાં થતો ફેરફારનો દર $\frac{dV}{dt} = 9 \text{ cm}^3/\text{s}$ છે.
ચેઈન રૂલનો ઉપયોગ કરતા, $\frac{dV}{dt} = \frac{d}{dt}(x^3) = 3x^2 \cdot \frac{dx}{dt}$.
આપેલ કિંમત મૂકતા, $9 = 3x^2 \cdot \frac{dx}{dt}$, જેનાથી $\frac{dx}{dt} = \frac{3}{x^2}$ મળે છે.
હવે, આપણે પૃષ્ઠફળમાં થતો ફેરફારનો દર $\frac{dS}{dt}$ શોધવો છે.
ચેઈન રૂલનો ઉપયોગ કરતા, $\frac{dS}{dt} = \frac{d}{dt}(6x^2) = 12x \cdot \frac{dx}{dt}$.
$\frac{dx}{dt} = \frac{3}{x^2}$ ની કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા, આપણને $\frac{dS}{dt} = 12x \cdot \left(\frac{3}{x^2}\right) = \frac{36}{x}$ મળે છે.
જ્યારે બાજુની લંબાઈ $x = 10 \text{ cm}$ હોય, ત્યારે પૃષ્ઠફળમાં થતો ફેરફારનો દર $\frac{dS}{dt} = \frac{36}{10} = 3.6 \text{ cm}^2/\text{s}$ થાય.
127
MediumMCQ
એક શાંત તળાવમાં પથ્થર ફેંકવામાં આવે છે અને મોજાં $4 \text{ cm/s}$ ની ઝડપે વર્તુળાકારમાં આગળ વધે છે. જ્યારે વર્તુળાકાર મોજાની ત્રિજ્યા $10 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ કેટલી ઝડપથી વધી રહ્યું છે?
A
$80 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
B
$40 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
C
$100 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
D
$160 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$

Solution

(A) $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $A = \pi r^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને મળે છે:
$\frac{dA}{dt} = \frac{d}{dt}(\pi r^2) = 2 \pi r \frac{dr}{dt}$.
અહીં ત્રિજ્યામાં થતો ફેરફારનો દર $\frac{dr}{dt} = 4 \text{ cm/s}$ આપેલ છે.
જ્યારે $r = 10 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે કિંમતો સૂત્રમાં મૂકતા:
$\frac{dA}{dt} = 2 \pi (10 \text{ cm}) (4 \text{ cm/s}) = 80 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$.
આમ,ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ $80 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$ ના દરે વધી રહ્યું છે.
128
MediumMCQ
એક લંબચોરસની લંબાઈ $x$ એ $3 \text{ cm/min}$ ના દરે ઘટી રહી છે અને પહોળાઈ $y$ એ $2 \text{ cm/min}$ ના દરે વધી રહી છે. જ્યારે $x = 10 \text{ cm}$ અને $y = 6 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે લંબચોરસના ક્ષેત્રફળમાં થતા ફેરફારનો દર શોધો.
A
$2 \text{ cm}^2/\text{min}$
B
$-2 \text{ cm}^2/\text{min}$
C
$1 \text{ cm}^2/\text{min}$
D
$-1 \text{ cm}^2/\text{min}$

Solution

(A) આપેલ છે કે લંબાઈ $x$ એ $3 \text{ cm/min}$ ના દરે ઘટે છે,તેથી $\frac{dx}{dt} = -3 \text{ cm/min}$.
આપેલ છે કે પહોળાઈ $y$ એ $2 \text{ cm/min}$ ના દરે વધે છે,તેથી $\frac{dy}{dt} = 2 \text{ cm/min}$.
લંબચોરસનું ક્ષેત્રફળ $A = x \cdot y$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\frac{dA}{dt} = \frac{dx}{dt} \cdot y + x \cdot \frac{dy}{dt}$.
આપેલ કિંમતો $x = 10 \text{ cm}$,$y = 6 \text{ cm}$,$\frac{dx}{dt} = -3 \text{ cm/min}$,અને $\frac{dy}{dt} = 2 \text{ cm/min}$ મૂકતા:
$\frac{dA}{dt} = (-3)(6) + (10)(2) = -18 + 20 = 2 \text{ cm}^2/\text{min}$.
આમ,ક્ષેત્રફળમાં થતા ફેરફારનો દર $2 \text{ cm}^2/\text{min}$ છે.
129
MediumMCQ
એક વસ્તુના $x$ એકમોના ઉત્પાદન સાથે સંકળાયેલ કુલ ખર્ચ $C(x)$ રૂપિયામાં $C(x) = 0.005x^{3} - 0.02x^{2} + 30x + 5000$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જ્યારે $3$ એકમોનું ઉત્પાદન થાય ત્યારે સીમાંત ખર્ચ શોધો,જ્યાં સીમાંત ખર્ચ એટલે ઉત્પાદનના કોઈપણ સ્તરે કુલ ખર્ચમાં થતો ત્વરિત ફેરફારનો દર.
A
$Rs. 30.015$
B
$Rs. 30.02$
C
$Rs. 30.05$
D
$Rs. 30.10$

Solution

(A) સીમાંત ખર્ચ $(MC)$ એ કુલ ખર્ચ વિધેય $C(x)$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન છે:
$MC = \frac{dC}{dx} = \frac{d}{dx}(0.005x^{3} - 0.02x^{2} + 30x + 5000)$
$MC = 0.005(3x^{2}) - 0.02(2x) + 30$
$MC = 0.015x^{2} - 0.04x + 30$
જ્યારે $x = 3$ એકમોનું ઉત્પાદન થાય ત્યારે સીમાંત ખર્ચ શોધવા માટે,$MC$ ના સમીકરણમાં $x = 3$ મૂકો:
$MC = 0.015(3)^{2} - 0.04(3) + 30$
$MC = 0.015(9) - 0.12 + 30$
$MC = 0.135 - 0.12 + 30$
$MC = 0.015 + 30 = 30.015$
આમ,સીમાંત ખર્ચ $Rs. 30.015$ છે.
130
MediumMCQ
કોઈ ઉત્પાદનના $x$ એકમોના વેચાણથી મળતી કુલ આવક $R(x) = 3x^2 + 36x + 5$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જ્યારે $x = 5$ હોય ત્યારે સીમાંત આવક (marginal revenue) શોધો,જ્યાં સીમાંત આવક એટલે કોઈ ક્ષણે વેચાયેલી વસ્તુઓની સંખ્યાના સાપેક્ષમાં કુલ આવકમાં થતો ફેરફારનો દર.
A
$Rs. 66$
B
$Rs. 56$
C
$Rs. 76$
D
$Rs. 46$

Solution

(A) સીમાંત આવક એટલે વેચાયેલા એકમોની સંખ્યાના સાપેક્ષમાં કુલ આવકમાં થતો ફેરફારનો દર,જે વિકલન $\frac{dR}{dx}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $R(x) = 3x^2 + 36x + 5$.
સીમાંત આવક $(MR) = \frac{dR}{dx} = \frac{d}{dx}(3x^2 + 36x + 5) = 6x + 36$.
જ્યારે $x = 5$ હોય ત્યારે સીમાંત આવક શોધવા માટે,આપણે $MR$ ના સમીકરણમાં $x = 5$ મૂકીશું:
$MR = 6(5) + 36 = 30 + 36 = 66$.
આમ,જરૂરી સીમાંત આવક $Rs. 66$ છે.
131
MediumMCQ
જ્યારે ત્રિજ્યા $r = 3 \text{ cm}$ હોય ત્યારે વર્તુળના ક્ષેત્રફળમાં તેની ત્રિજ્યા $r$ ની સાપેક્ષે થતા ફેરફારનો દર શોધો. ($\pi \text{ cm}$ માં)
A
$6$
B
$3$
C
$9$
D
$12$

Solution

(A) ત્રિજ્યા $(r)$ ધરાવતા વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $(A)$ નીચે મુજબ છે:
$A = \pi r^2$
ક્ષેત્રફળમાં તેની ત્રિજ્યાની સાપેક્ષે થતા ફેરફારનો દર શોધવા માટે, આપણે $A$ નું $r$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરીશું:
$\frac{dA}{dr} = \frac{d}{dr}(\pi r^2) = 2 \pi r$
હવે, $r = 3 \text{ cm}$ કિંમત મૂકતા:
$\frac{dA}{dr} = 2 \pi (3) = 6 \pi \text{ cm}$
આમ, જ્યારે ત્રિજ્યા $3 \text{ cm}$ હોય ત્યારે વર્તુળના ક્ષેત્રફળમાં થતા ફેરફારનો દર $6 \pi \text{ cm}$ છે.
132
MediumMCQ
જ્યારે $r=4 \, cm$ હોય ત્યારે વર્તુળના ક્ષેત્રફળમાં તેની ત્રિજ્યા $r$ ની સાપેક્ષે થતા ફેરફારનો દર શોધો. ($\pi \, cm$ માં)
A
$8$
B
$4$
C
$16$
D
$2$

Solution

(A) ત્રિજ્યા $(r)$ ધરાવતા વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $(A)$ નીચે મુજબ છે:
$A = \pi r^{2}$
ક્ષેત્રફળમાં તેની ત્રિજ્યાની સાપેક્ષે થતા ફેરફારનો દર શોધવા માટે,આપણે $A$ નું $r$ ની સાપેક્ષે વિકલન કરીશું:
$\frac{dA}{dr} = \frac{d}{dr}(\pi r^{2}) = 2 \pi r$
હવે,આપેલ કિંમત $r = 4 \, cm$ ને વિકલનમાં મૂકતા:
$\frac{dA}{dr} = 2 \pi (4) = 8 \pi \, cm$
આમ,જ્યારે ત્રિજ્યા $r = 4 \, cm$ હોય ત્યારે વર્તુળના ક્ષેત્રફળમાં થતા ફેરફારનો દર $8 \pi \, cm$ છે.
133
MediumMCQ
એક સમઘનનું ઘનફળ $8 \, cm^{3}/s$ ના દરે વધી રહ્યું છે. જ્યારે તેની ધારની લંબાઈ $12 \, cm$ હોય ત્યારે તેનું પૃષ્ઠફળ કયા દરે વધી રહ્યું હશે?
A
$\frac{8}{3} \, cm^{2}/s$
B
$\frac{4}{3} \, cm^{2}/s$
C
$\frac{2}{3} \, cm^{2}/s$
D
$\frac{16}{3} \, cm^{2}/s$

Solution

(A) ધારો કે $x$ એ ધારની લંબાઈ છે,$V$ એ ઘનફળ છે અને $S$ એ સમઘનનું પૃષ્ઠફળ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $V = x^{3}$ અને $S = 6x^{2}$.
આપેલ છે કે ઘનફળમાં થતો ફેરફાર $\frac{dV}{dt} = 8 \, cm^{3}/s$ છે.
ચેઈન રૂલનો ઉપયોગ કરતા,$\frac{dV}{dt} = \frac{d}{dt}(x^{3}) = 3x^{2} \cdot \frac{dx}{dt}$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $8 = 3x^{2} \cdot \frac{dx}{dt} \implies \frac{dx}{dt} = \frac{8}{3x^{2}}$.
હવે,પૃષ્ઠફળમાં થતો ફેરફાર $\frac{dS}{dt} = \frac{d}{dt}(6x^{2}) = 12x \cdot \frac{dx}{dt}$ છે.
અગાઉના સ્ટેપમાંથી $\frac{dx}{dt}$ ની કિંમત મૂકતા: $\frac{dS}{dt} = 12x \cdot \left(\frac{8}{3x^{2}}\right) = \frac{32}{x}$.
જ્યારે ધારની લંબાઈ $x = 12 \, cm$ હોય,ત્યારે પૃષ્ઠફળમાં થતો ફેરફાર $\frac{dS}{dt} = \frac{32}{12} = \frac{8}{3} \, cm^{2}/s$ થાય.
134
MediumMCQ
એક વર્તુળની ત્રિજ્યા $3 \text{ cm/s}$ ના દરે સમાન રીતે વધી રહી છે. જ્યારે ત્રિજ્યા $10 \text{ cm}$ હોય ત્યારે વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ કયા દરે વધી રહ્યું છે તે શોધો.
A
$60 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
B
$30 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
C
$20 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
D
$10 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$

Solution

(A) ત્રિજ્યા $(r)$ ધરાવતા વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $(A)$ નીચે મુજબ છે:
$A = \pi r^2$
સમય $(t)$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$\frac{dA}{dt} = \frac{d}{dt}(\pi r^2) = 2 \pi r \frac{dr}{dt}$ (ચેઈન રૂલનો ઉપયોગ કરતા).
આપેલ છે કે ત્રિજ્યામાં થતો ફેરફાર $\frac{dr}{dt} = 3 \text{ cm/s}$ છે.
કિંમતો મૂકતા:
$\frac{dA}{dt} = 2 \pi r (3) = 6 \pi r$.
જ્યારે ત્રિજ્યા $r = 10 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે ક્ષેત્રફળમાં થતો ફેરફાર:
$\frac{dA}{dt} = 6 \pi (10) = 60 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$.
આમ,વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $60 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$ ના દરે વધી રહ્યું છે.
135
MediumMCQ
એક ચલિત ઘન (cube) ની ધાર $3 \, cm/s$ ના દરે વધી રહી છે. જ્યારે ધારની લંબાઈ $10 \, cm$ હોય ત્યારે ઘનનું ઘનફળ કયા દરે વધતું હશે?
A
$900 \, cm^3/s$
B
$600 \, cm^3/s$
C
$300 \, cm^3/s$
D
$100 \, cm^3/s$

Solution

(A) ધારો કે $x$ એ ઘનની ધારની લંબાઈ છે અને $V$ એ ઘનનું ઘનફળ છે.
તેથી,ઘનફળનું સૂત્ર $V = x^3$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા,આપણને મળે:
$\frac{dV}{dt} = \frac{d}{dt}(x^3) = 3x^2 \cdot \frac{dx}{dt}$ (સાંકળના નિયમ મુજબ).
આપેલ છે કે ધારના વધવાનો દર $\frac{dx}{dt} = 3 \, cm/s$ છે.
આ કિંમત મૂકતા,આપણને મળે:
$\frac{dV}{dt} = 3x^2(3) = 9x^2$.
જ્યારે ધારની લંબાઈ $x = 10 \, cm$ હોય,ત્યારે ઘનફળના વધવાનો દર:
$\frac{dV}{dt} = 9(10)^2 = 9(100) = 900 \, cm^3/s$ થાય.
આમ,જ્યારે ધાર $10 \, cm$ હોય ત્યારે ઘનનું ઘનફળ $900 \, cm^3/s$ ના દરે વધે છે.
136
MediumMCQ
એક શાંત તળાવમાં પથ્થર ફેંકવામાં આવે છે અને મોજાં $5 \text{ cm/s}$ ની ઝડપે વર્તુળાકારમાં આગળ વધે છે. જ્યારે વર્તુળાકાર મોજાની ત્રિજ્યા $8 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ કેટલી ઝડપથી વધી રહ્યું છે?
A
$80 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
B
$40 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
C
$20 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$
D
$160 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$

Solution

(A) $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $A = \pi r^2$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$\frac{dA}{dt} = \frac{d}{dt}(\pi r^2) = 2\pi r \frac{dr}{dt}$.
અહીં ત્રિજ્યામાં થતો ફેરફાર $\frac{dr}{dt} = 5 \text{ cm/s}$ આપેલ છે.
જ્યારે $r = 8 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે કિંમતો મૂકતા:
$\frac{dA}{dt} = 2 \pi (8 \text{ cm}) (5 \text{ cm/s}) = 80 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$.
આમ,ઘેરાયેલું ક્ષેત્રફળ $80 \pi \text{ cm}^2/\text{s}$ ના દરે વધી રહ્યું છે.
137
MediumMCQ
એક વર્તુળની ત્રિજ્યા $0.7 \, cm/s$ ના દરે વધી રહી છે. તેના પરિઘના વધવાનો દર કેટલો છે?
A
$1.4 \pi \, cm/s$
B
$2.8 \pi \, cm/s$
C
$0.7 \pi \, cm/s$
D
$0.35 \pi \, cm/s$

Solution

(A) $r$ ત્રિજ્યા ધરાવતા વર્તુળનો પરિઘ $C = 2 \pi r$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા,આપણને પરિઘના ફેરફારનો દર મળે છે:
$\frac{dC}{dt} = \frac{d}{dt}(2 \pi r) = 2 \pi \frac{dr}{dt}$.
આપેલ છે કે ત્રિજ્યાના વધવાનો દર $\frac{dr}{dt} = 0.7 \, cm/s$ છે.
આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા,આપણને મળે છે:
$\frac{dC}{dt} = 2 \pi (0.7) = 1.4 \pi \, cm/s$.
આમ,પરિઘના વધવાનો દર $1.4 \pi \, cm/s$ છે.
138
MediumMCQ
એક લંબચોરસની લંબાઈ $x$ એ $5 \text{ cm/min}$ ના દરે ઘટી રહી છે અને પહોળાઈ $y$ એ $4 \text{ cm/min}$ ના દરે વધી રહી છે. જ્યારે $x = 8 \text{ cm}$ અને $y = 6 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે પરિમિતિમાં થતો ફેરફારનો દર શોધો.
A
$-2 \text{ cm/min}$
B
$2 \text{ cm/min}$
C
$-1 \text{ cm/min}$
D
$1 \text{ cm/min}$

Solution

(A) આપેલ છે કે લંબાઈ $x$ એ $5 \text{ cm/min}$ ના દરે ઘટી રહી છે,તેથી $\frac{dx}{dt} = -5 \text{ cm/min}$.
આપેલ છે કે પહોળાઈ $y$ એ $4 \text{ cm/min}$ ના દરે વધી રહી છે,તેથી $\frac{dy}{dt} = 4 \text{ cm/min}$.
લંબચોરસની પરિમિતિ $P$ નું સૂત્ર $P = 2(x + y)$ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં પરિમિતિમાં થતો ફેરફારનો દર શોધવા માટે,આપણે $P$ નું $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીશું:
$\frac{dP}{dt} = 2 \left( \frac{dx}{dt} + \frac{dy}{dt} \right)$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\frac{dP}{dt} = 2(-5 + 4) = 2(-1) = -2 \text{ cm/min}$.
આમ,પરિમિતિ $2 \text{ cm/min}$ ના દરે ઘટી રહી છે.
139
DifficultMCQ
એક લંબચોરસની લંબાઈ $x$ એ $5 \text{ cm/min}$ ના દરે ઘટી રહી છે અને પહોળાઈ $y$ એ $4 \text{ cm/min}$ ના દરે વધી રહી છે. જ્યારે $x = 8 \text{ cm}$ અને $y = 6 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે લંબચોરસના ક્ષેત્રફળમાં થતા ફેરફારનો દર શોધો.
A
$2 \text{ cm}^2/\text{min}$
B
$-2 \text{ cm}^2/\text{min}$
C
$4 \text{ cm}^2/\text{min}$
D
$-4 \text{ cm}^2/\text{min}$

Solution

(A) આપેલ છે કે લંબાઈ $x$ એ $5 \text{ cm/min}$ ના દરે ઘટે છે,તેથી $\frac{dx}{dt} = -5 \text{ cm/min}$.
આપેલ છે કે પહોળાઈ $y$ એ $4 \text{ cm/min}$ ના દરે વધે છે,તેથી $\frac{dy}{dt} = 4 \text{ cm/min}$.
લંબચોરસનું ક્ષેત્રફળ $A = x \times y$ છે.
$t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\frac{dA}{dt} = \frac{dx}{dt} \cdot y + x \cdot \frac{dy}{dt}$ મળે.
આપેલ કિંમતો $x = 8 \text{ cm}$,$y = 6 \text{ cm}$,$\frac{dx}{dt} = -5 \text{ cm/min}$,અને $\frac{dy}{dt} = 4 \text{ cm/min}$ મૂકતા:
$\frac{dA}{dt} = (-5)(6) + (8)(4) = -30 + 32 = 2 \text{ cm}^2/\text{min}$.
આમ,લંબચોરસનું ક્ષેત્રફળ $2 \text{ cm}^2/\text{min}$ ના દરે વધી રહ્યું છે.
140
MediumMCQ
એક ફુગ્ગો,જે ફૂલતી વખતે હંમેશા ગોળાકાર રહે છે,તેમાં દર સેકન્ડે $900 \, cm^3$ ગેસ ભરવામાં આવે છે. જ્યારે ત્રિજ્યા $15 \, cm$ હોય ત્યારે ફુગ્ગાની ત્રિજ્યા વધવાનો દર શોધો.
A
$\frac{1}{\pi} \, cm/s$
B
$\frac{2}{\pi} \, cm/s$
C
$\frac{1}{2\pi} \, cm/s$
D
$\frac{3}{\pi} \, cm/s$

Solution

(A) ત્રિજ્યા $(r)$ ધરાવતા ગોળાનું ઘનફળ $(V)$ નીચે મુજબ છે: $V = \frac{4}{3} \pi r^3$.
સમય $(t)$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,આપણને ઘનફળમાં થતા ફેરફારનો દર મળે છે:
$\frac{dV}{dt} = \frac{d}{dt} \left( \frac{4}{3} \pi r^3 \right) = 4 \pi r^2 \frac{dr}{dt}$.
આપેલ છે કે $\frac{dV}{dt} = 900 \, cm^3/s$,તેથી:
$900 = 4 \pi r^2 \frac{dr}{dt}$.
$\frac{dr}{dt}$ માટે ઉકેલતા:
$\frac{dr}{dt} = \frac{900}{4 \pi r^2} = \frac{225}{\pi r^2}$.
જ્યારે ત્રિજ્યા $r = 15 \, cm$ હોય ત્યારે:
$\frac{dr}{dt} = \frac{225}{\pi (15)^2} = \frac{225}{225 \pi} = \frac{1}{\pi} \, cm/s$.
આમ,ફુગ્ગાની ત્રિજ્યા વધવાનો દર $\frac{1}{\pi} \, cm/s$ છે.
141
MediumMCQ
એક ફુગ્ગો,જે હંમેશા ગોળાકાર રહે છે,તેની ત્રિજ્યા બદલાતી રહે છે. જ્યારે ત્રિજ્યા $10 \text{ cm}$ હોય ત્યારે તેના ઘનફળમાં ત્રિજ્યાની સાપેક્ષે થતો વધારાનો દર શોધો.
A
$400 \pi \text{ cm}^3/\text{cm}$
B
$200 \pi \text{ cm}^3/\text{cm}$
C
$100 \pi \text{ cm}^3/\text{cm}$
D
$800 \pi \text{ cm}^3/\text{cm}$

Solution

(A) ત્રિજ્યા $r$ ધરાવતા ગોળાનું ઘનફળ $V$ નીચે મુજબ છે: $V = \frac{4}{3} \pi r^3$.
ઘનફળમાં ત્રિજ્યાની સાપેક્ષે થતો વધારાનો દર શોધવા માટે,આપણે વિકલન $\frac{dV}{dr}$ શોધીશું:
$\frac{dV}{dr} = \frac{d}{dr} \left( \frac{4}{3} \pi r^3 \right) = \frac{4}{3} \pi (3r^2) = 4 \pi r^2$.
આપણને જ્યારે ત્રિજ્યા $r = 10 \text{ cm}$ હોય ત્યારે આ દર શોધવાનું કહ્યું છે.
વિકલનમાં $r = 10$ મૂકતા:
$\frac{dV}{dr} = 4 \pi (10)^2 = 4 \pi (100) = 400 \pi$.
આમ,ત્રિજ્યાની સાપેક્ષે ઘનફળમાં થતો વધારાનો દર $400 \pi \text{ cm}^3/\text{cm}$ છે.
142
MediumMCQ
$5 \ m$ લાંબી એક સીડી દીવાલ સાથે ટેકવેલી છે. સીડીનો નીચેનો ભાગ જમીન પર દીવાલથી દૂર $2 \ cm/s$ ના દરે ખેંચવામાં આવે છે. જ્યારે સીડીનો નીચેનો ભાગ દીવાલથી $4 \ m$ દૂર હોય ત્યારે દીવાલ પર તેની ઊંચાઈ કેટલી ઝડપથી ઘટી રહી છે?
A
$\frac{8}{3} \ cm/s$
B
$\frac{4}{3} \ cm/s$
C
$\frac{2}{3} \ cm/s$
D
$\frac{1}{3} \ cm/s$

Solution

(A) ધારો કે સીડીના નીચેના ભાગનું દીવાલથી અંતર $x$ છે અને દીવાલ પર સીડીની ઊંચાઈ $y$ છે.
સીડીની લંબાઈ $5 \ m$ આપેલ છે,પાયથાગોરસના પ્રમેય મુજબ: $x^2 + y^2 = 5^2 = 25$.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા: $2x \frac{dx}{dt} + 2y \frac{dy}{dt} = 0$,જેનું સાદું રૂપ $\frac{dy}{dt} = -\frac{x}{y} \frac{dx}{dt}$ થાય છે.
અહીં $\frac{dx}{dt} = 2 \ cm/s$ આપેલ છે.
જ્યારે $x = 4 \ m$ હોય,ત્યારે $y = \sqrt{25 - 4^2} = \sqrt{9} = 3 \ m$.
કિંમતો મૂકતા: $\frac{dy}{dt} = -\frac{4}{3} \times 2 = -\frac{8}{3} \ cm/s$.
ઋણ નિશાની દર્શાવે છે કે ઊંચાઈ ઘટી રહી છે.
આમ,ઊંચાઈ $\frac{8}{3} \ cm/s$ ના દરે ઘટી રહી છે.
143
MediumMCQ
એક કણ વક્ર $6y = x^3 + 2$ પર ગતિ કરે છે. વક્ર પરના તે બિંદુઓ શોધો જ્યાં $y$-યામ એ $x$-યામ કરતા $8$ ગણી ઝડપથી બદલાય છે.
A
$(4, 11)$ અને $(-4, -31/3)$
B
$(4, 11)$ અને $(4, -31/3)$
C
$(-4, 11)$ અને $(4, -31/3)$
D
$(4, 11)$ અને $(-4, 31/3)$

Solution

(A) વક્રનું સમીકરણ $6y = x^3 + 2$ આપેલ છે.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$6 \frac{dy}{dt} = 3x^2 \frac{dx}{dt}$
$3$ વડે ભાગતા:
$2 \frac{dy}{dt} = x^2 \frac{dx}{dt}$
આપેલ છે કે $y$-યામ એ $x$-યામ કરતા $8$ ગણી ઝડપથી બદલાય છે,એટલે કે $\frac{dy}{dt} = 8 \frac{dx}{dt}$.
આ કિંમત સમીકરણમાં મૂકતા:
$2(8 \frac{dx}{dt}) = x^2 \frac{dx}{dt}$
$16 \frac{dx}{dt} = x^2 \frac{dx}{dt}$
$(x^2 - 16) \frac{dx}{dt} = 0$
ધારો કે $\frac{dx}{dt} \neq 0$,તેથી $x^2 = 16$,જેનો અર્થ છે $x = 4$ અથવા $x = -4$.
જ્યારે $x = 4$,ત્યારે $6y = 4^3 + 2 = 66$,તેથી $y = 11$. બિંદુ $(4, 11)$ છે.
જ્યારે $x = -4$,ત્યારે $6y = (-4)^3 + 2 = -62$,તેથી $y = -62/6 = -31/3$. બિંદુ $(-4, -31/3)$ છે.
આમ,જરૂરી બિંદુઓ $(4, 11)$ અને $(-4, -31/3)$ છે.
144
MediumMCQ
એક હવાના પરપોટાની ત્રિજ્યા $\frac{1}{2} \text{ cm/s}$ ના દરે વધી રહી છે. જ્યારે ત્રિજ્યા $1 \text{ cm}$ હોય ત્યારે પરપોટાનું ઘનફળ કયા દરે વધી રહ્યું છે?
A
$2 \pi \text{ cm}^3/\text{s}$
B
$\pi \text{ cm}^3/\text{s}$
C
$4 \pi \text{ cm}^3/\text{s}$
D
$8 \pi \text{ cm}^3/\text{s}$

Solution

(A) હવાનો પરપોટો ગોળાકાર આકારનો છે.
ગોળાનું ઘનફળ $V$ અને ત્રિજ્યા $r$ હોય તો,$V = \frac{4}{3} \pi r^3$ થાય.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં બંને બાજુ વિકલન કરતા:
$\frac{dV}{dt} = \frac{4}{3} \pi \cdot 3r^2 \cdot \frac{dr}{dt} = 4 \pi r^2 \frac{dr}{dt}$.
અહીં $\frac{dr}{dt} = \frac{1}{2} \text{ cm/s}$ અને $r = 1 \text{ cm}$ આપેલ છે.
આ કિંમતો સમીકરણમાં મૂકતા:
$\frac{dV}{dt} = 4 \pi (1)^2 \left( \frac{1}{2} \right) = 2 \pi \text{ cm}^3/\text{s}$.
આમ,પરપોટાનું ઘનફળ $2 \pi \text{ cm}^3/\text{s}$ ના દરે વધી રહ્યું છે.
145
MediumMCQ
એક ફુગ્ગો,જે હંમેશા ગોળાકાર રહે છે,તેનો વ્યાસ $\frac{3}{2}(2x+1)$ છે. $x$ ની સાપેક્ષમાં તેના ઘનફળમાં થતા ફેરફારનો દર શોધો.
A
$\frac{27}{4} \pi(2x+1)^2$
B
$\frac{27}{8} \pi(2x+1)^2$
C
$\frac{9}{4} \pi(2x+1)^2$
D
$\frac{27}{2} \pi(2x+1)^2$

Solution

(B) ત્રિજ્યા $(r)$ ધરાવતા ગોળાનું ઘનફળ $(V)$ નીચે મુજબ છે: $V = \frac{4}{3} \pi r^3$.
આપેલ વ્યાસ $d = \frac{3}{2}(2x+1)$ હોવાથી,ત્રિજ્યા $r = \frac{d}{2} = \frac{3}{4}(2x+1)$ થાય.
ઘનફળના સૂત્રમાં $r$ ની કિંમત મૂકતા:
$V = \frac{4}{3} \pi \left( \frac{3}{4}(2x+1) \right)^3 = \frac{4}{3} \pi \cdot \frac{27}{64} (2x+1)^3 = \frac{9}{16} \pi (2x+1)^3$.
$x$ ની સાપેક્ષમાં ઘનફળમાં થતા ફેરફારનો દર શોધવા માટે,$V$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા:
$\frac{dV}{dx} = \frac{d}{dx} \left( \frac{9}{16} \pi (2x+1)^3 \right) = \frac{9}{16} \pi \cdot 3(2x+1)^2 \cdot \frac{d}{dx}(2x+1)$.
$\frac{dV}{dx} = \frac{27}{16} \pi (2x+1)^2 \cdot 2 = \frac{27}{8} \pi (2x+1)^2$.
146
DifficultMCQ
રેતી એક પાઇપમાંથી $12 \text{ cm}^3/\text{s}$ ના દરે પડી રહી છે. પડતી રેતી જમીન પર શંકુ બનાવે છે,જેમાં શંકુની ઊંચાઈ હંમેશા પાયાની ત્રિજ્યાના છઠ્ઠા ભાગની હોય છે. જ્યારે ઊંચાઈ $4 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે રેતીના શંકુની ઊંચાઈ કેટલી ઝડપથી વધી રહી છે?
A
$\frac{1}{48 \pi} \text{ cm/s}$
B
$\frac{1}{72 \pi} \text{ cm/s}$
C
$\frac{1}{96 \pi} \text{ cm/s}$
D
$\frac{1}{108 \pi} \text{ cm/s}$

Solution

(A) શંકુનું ઘનફળ $V$,ત્રિજ્યા $r$ અને ઊંચાઈ $h$ માટે $V = \frac{1}{3} \pi r^2 h$ છે.
આપેલ છે કે $h = \frac{1}{6} r$,તેથી $r = 6h$.
ઘનફળના સૂત્રમાં $r$ ની કિંમત મૂકતા: $V = \frac{1}{3} \pi (6h)^2 h = \frac{1}{3} \pi (36h^2) h = 12 \pi h^3$.
સમય $t$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા: $\frac{dV}{dt} = 12 \pi (3h^2) \frac{dh}{dt} = 36 \pi h^2 \frac{dh}{dt}$.
આપેલ છે કે $\frac{dV}{dt} = 12 \text{ cm}^3/\text{s}$,તેથી $12 = 36 \pi h^2 \frac{dh}{dt}$.
જ્યારે $h = 4 \text{ cm}$ હોય,ત્યારે $12 = 36 \pi (4)^2 \frac{dh}{dt} = 36 \pi (16) \frac{dh}{dt} = 576 \pi \frac{dh}{dt}$.
આમ,$\frac{dh}{dt} = \frac{12}{576 \pi} = \frac{1}{48 \pi} \text{ cm/s}$.
147
EasyMCQ
કોઈ વસ્તુના $x$ એકમોના ઉત્પાદન સાથે સંકળાયેલ કુલ ખર્ચ $C(x)$ રૂપિયામાં $C(x) = 0.007x^{3} - 0.003x^{2} + 15x + 4000$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જ્યારે $17$ એકમોનું ઉત્પાદન થાય ત્યારે સીમાંત ખર્ચ શોધો.
A
$Rs. 20.967$
B
$Rs. 21.500$
C
$Rs. 19.850$
D
$Rs. 22.100$

Solution

(A) સીમાંત ખર્ચ એ ઉત્પાદનના સંદર્ભમાં કુલ ખર્ચમાં થતા ફેરફારનો દર છે.
સીમાંત ખર્ચ $(MC) = \frac{dC}{dx} = 0.007(3x^{2}) - 0.003(2x) + 15$
$= 0.021x^{2} - 0.006x + 15$
જ્યારે $x = 17$,ત્યારે $MC = 0.021(17^{2}) - 0.006(17) + 15$
$= 0.021(289) - 0.102 + 15$
$= 6.069 - 0.102 + 15$
$= 20.967$
આમ,જ્યારે $17$ એકમોનું ઉત્પાદન થાય છે,ત્યારે સીમાંત ખર્ચ $Rs. 20.967$ છે.
148
MediumMCQ
એક ઉત્પાદનના $x$ એકમોના વેચાણથી મળતી કુલ આવક (રૂપિયામાં) $R(x) = 13x^2 + 26x + 15$ દ્વારા આપવામાં આવે છે. જ્યારે $x = 7$ હોય ત્યારે સીમાંત આવક શોધો.
A
$Rs. 208$
B
$Rs. 200$
C
$Rs. 210$
D
$Rs. 215$

Solution

(A) સીમાંત આવક એટલે વેચાયેલા એકમોની સંખ્યાના સંદર્ભમાં કુલ આવકમાં થતો ફેરફારનો દર,જે વિકલન $\frac{dR}{dx}$ દ્વારા મળે છે.
આપેલ કુલ આવક વિધેય $R(x) = 13x^2 + 26x + 15$ છે.
સીમાંત આવક $(MR)$ શોધવા માટે,આપણે $R(x)$ નું $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીશું:
$MR = \frac{dR}{dx} = \frac{d}{dx}(13x^2 + 26x + 15)$
$MR = 13(2x) + 26(1) + 0$
$MR = 26x + 26$
હવે,$x = 7$ માટે સીમાંત આવકની કિંમત શોધીએ:
$MR = 26(7) + 26$
$MR = 182 + 26$
$MR = 208$
આમ,જ્યારે $x = 7$ હોય ત્યારે સીમાંત આવક $Rs. 208$ છે.
149
MediumMCQ
$r = 6 \text{ cm}$ હોય ત્યારે વર્તુળના ક્ષેત્રફળનો તેની ત્રિજ્યા $r$ ની સાપેક્ષમાં બદલાવનો દર કેટલો થાય?
A
$10 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$
B
$12 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$
C
$8 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$
D
$11 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$

Solution

(B) ત્રિજ્યા $r$ ધરાવતા વર્તુળનું ક્ષેત્રફળ $A$ નીચે મુજબ છે:
$A = \pi r^2$
ક્ષેત્રફળનો તેની ત્રિજ્યા $r$ ની સાપેક્ષમાં બદલાવનો દર શોધવા માટે,આપણે $A$ નું $r$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરીશું:
$\frac{dA}{dr} = \frac{d}{dr}(\pi r^2) = 2 \pi r$
હવે,$r = 6 \text{ cm}$ માટે આ કિંમત મૂકતા:
$\frac{dA}{dr} = 2 \pi (6) = 12 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$
આમ,$r = 6 \text{ cm}$ પર વર્તુળના ક્ષેત્રફળનો બદલાવનો દર $12 \pi \text{ cm}^2/\text{cm}$ છે.
સાચો વિકલ્પ $B$ છે.

Applications of Derivatives — Rate of Change of Quantities · Frequently Asked Questions

1Are these Applications of Derivatives 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 Applications of Derivatives 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.