Gujarati

System of co-ordinates, Direction cosines and direction ratios, Projection Questions in Gujarati

Class 12 Mathematics · THREE DIMENSIONAL GEOMETRY · System of co-ordinates, Direction cosines and direction ratios, Projection

319+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 37 of 319 questions in Gujarati

201
EasyMCQ
જો એક રેખાના દિક્કોસાઇન $\left(\frac{a}{\sqrt{83}}, \frac{5}{\sqrt{83}}, \frac{c}{\sqrt{83}}\right)$ હોય અને $c-a=4$ હોય,તો $ca=$
A
$24$
B
$21$
C
$18$
D
$33$

Solution

(B) રેખાના દિક્કોસાઇનના વર્ગોનો સરવાળો હંમેશા $1$ થાય છે.
આપેલ દિક્કોસાઇન $\frac{a}{\sqrt{83}}, \frac{5}{\sqrt{83}}, \frac{c}{\sqrt{83}}$ છે.
તેથી,$\left(\frac{a}{\sqrt{83}}\right)^2 + \left(\frac{5}{\sqrt{83}}\right)^2 + \left(\frac{c}{\sqrt{83}}\right)^2 = 1$.
$\Rightarrow \frac{a^2}{83} + \frac{25}{83} + \frac{c^2}{83} = 1$.
$\Rightarrow a^2 + 25 + c^2 = 83$.
$\Rightarrow a^2 + c^2 = 58$ ...$(i)$.
આપેલ છે કે $c - a = 4$,બંને બાજુ વર્ગ કરતા $(c - a)^2 = 16$ મળે.
$c^2 + a^2 - 2ca = 16$.
સમીકરણ $(i)$ માંથી $a^2 + c^2 = 58$ મૂકતા:
$58 - 2ca = 16$.
$2ca = 58 - 16 = 42$.
$ca = 21$.
202
MediumMCQ
જો $a, b, c$ એ રેખા $L$ ના દિકગુણોત્તરો હોય અને $\ell, m, n$ તેના દિકકોસાઇન હોય,તો $\frac{a^2}{b^2+c^2}=$
A
$\frac{1-\ell^2}{\ell^2}$
B
$\frac{\ell^2}{1+\ell^2}$
C
$\frac{\ell^2}{\ell^2+m^2}$
D
$\frac{\ell^2}{1-\ell^2}$

Solution

(D) આપણે જાણીએ છીએ કે દિકગુણોત્તરો $(a, b, c)$ અને દિકકોસાઇન $(\ell, m, n)$ વચ્ચેનો સંબંધ $a = k\ell, b = km, c = kn$ છે,જ્યાં $k$ એક શૂન્યતર અચળાંક છે.
આ કિંમતોને પદાવલિમાં મૂકતા:
$\frac{a^2}{b^2+c^2} = \frac{(k\ell)^2}{(km)^2+(kn)^2} = \frac{k^2\ell^2}{k^2(m^2+n^2)} = \frac{\ell^2}{m^2+n^2}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\ell^2 + m^2 + n^2 = 1$,તેથી $m^2 + n^2 = 1 - \ell^2$ થાય.
આમ,$\frac{a^2}{b^2+c^2} = \frac{\ell^2}{1-\ell^2}$.
203
MediumMCQ
જો $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ એ બે રેખાઓના દિકકોસાઇન હોય જે સંબંધો $l^2+mn-6n^2=0$ અને $2l-m+3n=0$ નું પાલન કરે છે,તો $|l_1 l_2|+|m_1 m_2|=$
A
$\frac{16}{3 \sqrt{57}}$
B
$\frac{2 \sqrt{3}}{\sqrt{19}}$
C
$\frac{4}{3 \sqrt{57}}$
D
$\frac{19}{3 \sqrt{57}}$

Solution

(B) આપેલ સમીકરણો $2l-m+3n=0$ અને $l^2+mn-6n^2=0$ છે.
પ્રથમ સમીકરણ પરથી,$m=2l+3n$.
આ કિંમતને બીજા સમીકરણમાં મૂકતા: $l^2+(2l+3n)n-6n^2=0$.
$l^2+2ln+3n^2-6n^2=0 \Rightarrow l^2+2ln-3n^2=0$.
અવયવ પાડતા $(l+3n)(l-n)=0$ મળે,તેથી $l=n$ અથવા $l=-3n$.
કિસ્સો $1$: જો $l=n$,તો $m=2(n)+3n=5n$. દિકગુણોત્તર $(n, 5n, n)$ અથવા $(1, 5, 1)$ છે. દિકકોસાઇન $(\frac{1}{\sqrt{1^2+5^2+1^2}}, \frac{5}{\sqrt{27}}, \frac{1}{\sqrt{27}}) = (\frac{1}{3\sqrt{3}}, \frac{5}{3\sqrt{3}}, \frac{1}{3\sqrt{3}})$ છે.
કિસ્સો $2$: જો $l=-3n$,તો $m=2(-3n)+3n=-3n$. દિકગુણોત્તર $(-3n, -3n, n)$ અથવા $(-3, -3, 1)$ છે. દિકકોસાઇન $(\frac{-3}{\sqrt{(-3)^2+(-3)^2+1^2}}, \frac{-3}{\sqrt{19}}, \frac{1}{\sqrt{19}}) = (\frac{-3}{\sqrt{19}}, \frac{-3}{\sqrt{19}}, \frac{1}{\sqrt{19}})$ છે.
આમ,$l_1=\frac{1}{3\sqrt{3}}, m_1=\frac{5}{3\sqrt{3}}$ અને $l_2=\frac{-3}{\sqrt{19}}, m_2=\frac{-3}{\sqrt{19}}$.
$|l_1 l_2|+|m_1 m_2| = |(\frac{1}{3\sqrt{3}})(\frac{-3}{\sqrt{19}})| + |(\frac{5}{3\sqrt{3}})(\frac{-3}{\sqrt{19}})| = |\frac{-1}{\sqrt{3}\sqrt{19}}| + |\frac{-5}{\sqrt{3}\sqrt{19}}| = \frac{1}{\sqrt{57}} + \frac{5}{\sqrt{57}} = \frac{6}{\sqrt{57}} = \frac{6}{\sqrt{3}\sqrt{19}} = \frac{2\sqrt{3}}{\sqrt{19}}$.
204
DifficultMCQ
ધારો કે $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ એ બે રેખાઓની દિક્કોસાઇન છે અને $\theta$ તેમની વચ્ચેનો ખૂણો છે,જ્યાં $\cos \theta = \pm(l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2)$. ધારો કે $A=(1, -2, 3)$,$B=(3, 1, -3)$,અને $C=(-3, 1, 3)$ એ $\triangle ABC$ ના શિરોબિંદુઓ છે. તો,$\cos A =$
A
$-\frac{1}{35}$
B
$\frac{1}{7}$
C
$-\frac{1}{7}$
D
$\frac{1}{35}$

Solution

(D) ધારો કે $AB$ અને $AC$ ની દિક્કોસાઇન ($DC$'s) અનુક્રમે $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ છે.
પ્રથમ,$AB$ અને $AC$ ના દિક્ગુણોત્તર ($DR$'s) શોધો:
$AB$ ના $DR's = (3-1, 1-(-2), -3-3) = (2, 3, -6)$.
$AC$ ના $DR's = (-3-1, 1-(-2), 3-3) = (-4, 3, 0)$.
હવે,દિક્ગુણોત્તરને તેમના માન વડે ભાગીને દિક્કોસાઇન શોધો:
$AB$ નું માન $= \sqrt{2^2 + 3^2 + (-6)^2} = \sqrt{4 + 9 + 36} = \sqrt{49} = 7$.
તેથી,$l_1 = \frac{2}{7}, m_1 = \frac{3}{7}, n_1 = \frac{-6}{7}$.
$AC$ નું માન $= \sqrt{(-4)^2 + 3^2 + 0^2} = \sqrt{16 + 9 + 0} = \sqrt{25} = 5$.
તેથી,$l_2 = \frac{-4}{5}, m_2 = \frac{3}{5}, n_2 = 0$.
કારણ કે $\cos A = l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2$:
$\cos A = \left(\frac{2}{7}\right)\left(\frac{-4}{5}\right) + \left(\frac{3}{7}\right)\left(\frac{3}{5}\right) + \left(\frac{-6}{7}\right)(0)$
$\cos A = \frac{-8}{35} + \frac{9}{35} + 0 = \frac{1}{35}$.
Solution diagram
205
EasyMCQ
જો એક રેખાના દિક્કોસાઇન સંબંધો $l-m+n=0$ અને $lm+mn-4nl=0$ નું પાલન કરે,તો તે રેખાના દિક્કોસાઇન શું હશે?
A
$\left(\frac{-1}{\sqrt{6}}, \frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}\right)$
B
$\left(\frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{-2}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}\right)$
C
$\left(\frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{-1}{\sqrt{6}}\right)$
D
$\left(\frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}\right)$

Solution

(D) આપેલ છે કે $l, m, n$ એ રેખાના દિક્કોસાઇન છે,તેથી $l^2+m^2+n^2=1$ $(i)$.
આપેલ સંબંધ $l-m+n=0$ પરથી,આપણને $l=m-n$ મળે છે.
આ કિંમતને બીજા સંબંધ $lm+mn-4nl=0$ માં મૂકતા:
$(m-n)m + mn - 4n(m-n) = 0$
$m^2 - mn + mn - 4mn + 4n^2 = 0$
$m^2 - 4mn + 4n^2 = 0$
$(m-2n)^2 = 0 \Rightarrow m=2n$.
$l=m-n$ માં $m=2n$ મૂકતા,આપણને $l=2n-n=n$ મળે છે.
હવે,$l=n$ અને $m=2n$ ને નિત્યસમ $l^2+m^2+n^2=1$ માં મૂકતા:
$n^2 + (2n)^2 + n^2 = 1$
$n^2 + 4n^2 + n^2 = 1$
$6n^2 = 1 \Rightarrow n = \pm \frac{1}{\sqrt{6}}$.
આમ,$l = \pm \frac{1}{\sqrt{6}}$ અને $m = \pm \frac{2}{\sqrt{6}}$.
તેથી દિક્કોસાઇન $\left(\frac{1}{\sqrt{6}}, \frac{2}{\sqrt{6}}, \frac{1}{\sqrt{6}}\right)$ અથવા $\left(-\frac{1}{\sqrt{6}}, -\frac{2}{\sqrt{6}}, -\frac{1}{\sqrt{6}}\right)$ છે.
206
EasyMCQ
એક રેખા જે યામ અક્ષો સાથે સમાન ખૂણા બનાવે છે તેના દિકકોસાઇન . . . . . . છે.
A
$ < \frac{-1}{\sqrt{3}}, \frac{1}{\sqrt{3}}, \frac{1}{\sqrt{3}}>$
B
$ < \frac{-1}{\sqrt{3}}, \frac{1}{\sqrt{3}}, \frac{-1}{\sqrt{3}}>$
C
$ < \frac{\pm 1}{\sqrt{3}}, \frac{\pm 1}{\sqrt{3}}, \frac{\pm 1}{\sqrt{3}}>$
D
$ <  \frac{12}{13}, \frac{5}{13}, 0>$

Solution

(C) ધારો કે રેખાના દિકકોસાઇન $(l, m, n) = (\cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma)$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે કોઈપણ રેખા માટે,તેના દિકકોસાઇનના વર્ગોનો સરવાળો $l^2 + m^2 + n^2 = 1$ થાય છે.
આપેલ છે કે રેખા યામ અક્ષો સાથે સમાન ખૂણા બનાવે છે,તેથી $\alpha = \beta = \gamma$.
તેથી,$\cos \alpha = \cos \beta = \cos \gamma$.
આ કિંમતને નિત્યસમમાં મૂકતા,આપણને $\cos^2 \alpha + \cos^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1$ મળે છે.
$3 \cos^2 \alpha = 1 \Rightarrow \cos^2 \alpha = \frac{1}{3}$.
આમ,$\cos \alpha = \pm \frac{1}{\sqrt{3}}$.
તેથી,દિકકોસાઇન $(\pm \frac{1}{\sqrt{3}}, \pm \frac{1}{\sqrt{3}}, \pm \frac{1}{\sqrt{3}})$ છે.
207
MediumMCQ
ધારો કે $O$ એ ઉગમબિંદુ છે અને $P$ એવું બિંદુ છે જે ઉગમબિંદુથી $3$ એકમ અંતરે છે. જો $\vec{OP}$ ના દિકગુણોત્તરો $(1, -2, -2)$ હોય,તો $P$ ના યામ શોધો.
A
$(1, -2, -2)$
B
$(3, -6, -6)$
C
$(\frac{1}{3}, \frac{-2}{3}, \frac{-2}{3})$
D
$(\frac{1}{9}, \frac{-2}{9}, \frac{-2}{9})$

Solution

(A) આપેલ છે કે $\vec{OP}$ ના દિકગુણોત્તરો $(a, b, c) = (1, -2, -2)$ છે.
પ્રથમ,આપણે દિકગુણોત્તરોના સદિશનું માન શોધીએ: $\sqrt{1^2 + (-2)^2 + (-2)^2} = \sqrt{1 + 4 + 4} = \sqrt{9} = 3$.
દિકકોસાઇન $(l, m, n)$ એ દિકગુણોત્તરોને તેમના માન વડે ભાગવાથી મળે છે:
$l = \frac{1}{3}, m = \frac{-2}{3}, n = \frac{-2}{3}$.
ઉગમબિંદુથી $r = 3$ અંતરે આવેલા બિંદુ $P$ ના યામ $(lr, mr, nr)$ દ્વારા મળે છે.
$P = (\frac{1}{3} \times 3, \frac{-2}{3} \times 3, \frac{-2}{3} \times 3) = (1, -2, -2)$.
208
EasyMCQ
જો રેખાખંડ $\overrightarrow{AB}$ ના $XY$,$YZ$ અને $ZX$ સમતલ પરના પ્રક્ષેપો અનુક્રમે $\sqrt{15}$,$\sqrt{46}$ અને $7$ હોય,તો $y$-અક્ષ પર $\overrightarrow{AB}$ નો પ્રક્ષેપ શોધો.
A
$9$
B
$1$
C
$4$
D
$7$

Solution

(B) ધારો કે સદિશ $\overrightarrow{AB} = l\hat{i} + m\hat{j} + n\hat{k}$ છે.
$XY$ સમતલ પરનો પ્રક્ષેપ $\sqrt{l^2 + m^2} = \sqrt{15}$ છે,તેથી $l^2 + m^2 = 15$ (સમીકરણ $1$).
$YZ$ સમતલ પરનો પ્રક્ષેપ $\sqrt{m^2 + n^2} = \sqrt{46}$ છે,તેથી $m^2 + n^2 = 46$ (સમીકરણ $2$).
$ZX$ સમતલ પરનો પ્રક્ષેપ $\sqrt{n^2 + l^2} = 7$ છે,તેથી $n^2 + l^2 = 49$ (સમીકરણ $3$).
ત્રણેય સમીકરણોનો સરવાળો કરતા:
$2(l^2 + m^2 + n^2) = 15 + 46 + 49 = 110$
$l^2 + m^2 + n^2 = 55$.
$y$-અક્ષ પરનો પ્રક્ષેપ $|m|$ છે.
$m^2 = (l^2 + m^2 + n^2) - (l^2 + n^2) = 55 - 49 = 6$.
તેથી,$m = \sqrt{6}$.
209
EasyMCQ
જો બે રેખાઓના દિકકોસાઇન $(\frac{2}{3}, \frac{2}{3}, \frac{1}{3})$ અને $(\frac{5}{13}, \frac{12}{13}, 0)$ હોય,તો તેમની વચ્ચેના ખૂણાને દુભાગતી રેખાના દિકગુણોત્તર શોધો.
A
$\langle 40, 60, 13 \rangle$
B
$\langle 41, 60, 10 \rangle$
C
$\langle 41, 62, 13 \rangle$
D
$\langle 1, 2, 3 \rangle$

Solution

(C) આપેલ છે કે,બે રેખાઓના દિકકોસાઇન $l_1 = (\frac{2}{3}, \frac{2}{3}, \frac{1}{3})$ અને $l_2 = (\frac{5}{13}, \frac{12}{13}, 0)$ છે.
બે રેખાઓ કે જેના દિકકોસાઇન $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ હોય,તેમની વચ્ચેના ખૂણાને દુભાગતી રેખાના દિકગુણોત્તર $\langle l_1+l_2, m_1+m_2, n_1+n_2 \rangle$ ના પ્રમાણમાં હોય છે.
કિંમતો મૂકતા,દિકગુણોત્તર $\langle \frac{2}{3} + \frac{5}{13}, \frac{2}{3} + \frac{12}{13}, \frac{1}{3} + 0 \rangle$ ના પ્રમાણમાં મળે છે.
દરેક ઘટક માટે સરવાળો ગણતા:
$\frac{2}{3} + \frac{5}{13} = \frac{26+15}{39} = \frac{41}{39}$
$\frac{2}{3} + \frac{12}{13} = \frac{26+36}{39} = \frac{62}{39}$
$\frac{1}{3} + 0 = \frac{13}{39}$
આમ,દિકગુણોત્તર $\langle \frac{41}{39}, \frac{62}{39}, \frac{13}{39} \rangle$ ના પ્રમાણમાં છે.
$39$ વડે ગુણતા,આપણને દિકગુણોત્તર $\langle 41, 62, 13 \rangle$ મળે છે.
210
EasyMCQ
બિંદુઓ $(-2, 4, -5)$ અને $(1, 2, 3)$ ને જોડતી રેખાના દિકકોસાઇન (direction cosines) શોધો.
A
$\left(\frac{3}{\sqrt{77}}, \frac{-2}{\sqrt{77}}, \frac{8}{\sqrt{77}}\right)$
B
$\left(\frac{3}{\sqrt{77}}, \frac{2}{\sqrt{77}}, \frac{8}{\sqrt{77}}\right)$
C
$(1, 0, 0)$
D
$\left(\frac{-3}{77}, \frac{-2}{77}, \frac{8}{77}\right)$

Solution

(A) ધારો કે બિંદુઓ $P = (-2, 4, -5)$ અને $Q = (1, 2, 3)$ છે.
રેખાખંડ $\overrightarrow{PQ}$ ના દિકગુણોત્તર $(x_2 - x_1, y_2 - y_1, z_2 - z_1) = (1 - (-2), 2 - 4, 3 - (-5)) = (3, -2, 8)$ છે.
સદિશ $\overrightarrow{PQ}$ નું માન $|\overrightarrow{PQ}| = \sqrt{3^2 + (-2)^2 + 8^2} = \sqrt{9 + 4 + 64} = \sqrt{77}$ છે.
દિકકોસાઇન $(l, m, n)$ મેળવવા માટે દિકગુણોત્તરને માન વડે ભાગતા:
$l = \frac{3}{\sqrt{77}}$,$m = \frac{-2}{\sqrt{77}}$,$n = \frac{8}{\sqrt{77}}$.
આમ,દિકકોસાઇન $\left(\frac{3}{\sqrt{77}}, \frac{-2}{\sqrt{77}}, \frac{8}{\sqrt{77}}\right)$ છે.
211
EasyMCQ
જો એક રેખા ધન $X, Y$ અને $Z$ અક્ષ સાથે અનુક્રમે $90^{\circ}, 135^{\circ}$ અને $45^{\circ}$ ના ખૂણા બનાવે છે,તો તેના દિકકોસાઇન (direction cosines) શું છે?
A
$\left(0, \frac{1}{2}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$
B
$\left(0, \frac{-1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$
C
$\left(1, \frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$
D
$\left(1, \frac{-1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$

Solution

(B) ધન $X, Y$ અને $Z$ અક્ષ સાથે $\alpha, \beta, \gamma$ ખૂણા બનાવતી રેખાના દિકકોસાઇન $\cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અહીં,$\alpha = 90^{\circ}, \beta = 135^{\circ}, \gamma = 45^{\circ}$ છે.
દિકકોસાઇન નીચે મુજબ છે:
$l = \cos 90^{\circ} = 0$
$m = \cos 135^{\circ} = \cos(180^{\circ} - 45^{\circ}) = -\cos 45^{\circ} = -\frac{1}{\sqrt{2}}$
$n = \cos 45^{\circ} = \frac{1}{\sqrt{2}}$
આમ,દિકકોસાઇન $\left(0, -\frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$ છે.
212
EasyMCQ
જો એક સીધી રેખાના દિકકોસાઇન $\left(\frac{1}{c}, \frac{1}{c}, \frac{1}{c}\right)$ હોય,તો $c$ ની કિંમત શું થાય?
A
$\pm \sqrt{2}$
B
$\pm \sqrt{3}$
C
$\pm 2$
D
$\pm 3$

Solution

(B) રેખાના દિકકોસાઇન $l, m, n$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે કોઈપણ રેખા માટે,તેના દિકકોસાઇનના વર્ગોનો સરવાળો હંમેશા $1$ થાય છે,એટલે કે $l^2 + m^2 + n^2 = 1$.
અહીં આપેલ દિકકોસાઇન $\left(\frac{1}{c}, \frac{1}{c}, \frac{1}{c}\right)$ છે.
આ કિંમતોને નિત્યસમમાં મૂકતા:
$\left(\frac{1}{c}\right)^2 + \left(\frac{1}{c}\right)^2 + \left(\frac{1}{c}\right)^2 = 1$
$\frac{1}{c^2} + \frac{1}{c^2} + \frac{1}{c^2} = 1$
$\frac{3}{c^2} = 1$
$c^2 = 3$
$c = \pm \sqrt{3}$
213
EasyMCQ
ત્રિ-પરિમાણમાં એક રેખા $AB$ એ ધન $X$-અક્ષ અને ધન $Y$-અક્ષ સાથે અનુક્રમે $45^{\circ}$ અને $120^{\circ}$ ના ખૂણા બનાવે છે. જો $AB$ એ ધન $Z$-અક્ષ સાથે લઘુકોણ $\theta$ બનાવતી હોય,તો $\theta$ ની કિંમત શોધો. ($^{\circ}$ માં)
A
$30$
B
$45$
C
$60$
D
$75$

Solution

(C) ધારો કે રેખા $AB$ ના દિશા ખૂણાઓ $\alpha = 45^{\circ}$,$\beta = 120^{\circ}$ અને $\gamma = \theta$ છે.
કોઈપણ રેખાના દિશા કોસાઇનના વર્ગોનો સરવાળો હંમેશા $1$ થાય છે,એટલે કે $\cos^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos^2 \gamma = 1$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા,$\cos^2 45^{\circ} + \cos^2 120^{\circ} + \cos^2 \theta = 1$.
કારણ કે $\cos 45^{\circ} = \frac{1}{\sqrt{2}}$ અને $\cos 120^{\circ} = -\frac{1}{2}$,તેથી:
$\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2 + \left(-\frac{1}{2}\right)^2 + \cos^2 \theta = 1$.
$\frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \cos^2 \theta = 1$.
$\frac{3}{4} + \cos^2 \theta = 1$.
$\cos^2 \theta = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}$.
કારણ કે $\theta$ એ લઘુકોણ છે,તેથી $\cos \theta = \frac{1}{2}$.
આમ,$\theta = 60^{\circ}$.
214
MediumMCQ
$l$ લંબાઈની રેખાના યામ અક્ષો પરના પ્રક્ષેપોની લંબાઈ અનુક્રમે $l_1, l_2$ અને $l_3$ હોય,તો $l_1^2+l_2^2+l_3^2$ ની કિંમત શોધો.
A
$2 l^2$
B
$3 l^2$
C
$l^2$
D
$5 l^2$

Solution

(C) ધારો કે રેખાના દિક્કોસાઈન $(l, m, n)$ છે. રેખાની લંબાઈ $l$ હોવાથી,યામ અક્ષો પરના પ્રક્ષેપો $l_1 = l \cdot |l|$,$l_2 = l \cdot |m|$ અને $l_3 = l \cdot |n|$ દ્વારા મળે છે.
તેમનો વર્ગ કરતા,આપણને $l_1^2 = l^2 l^2$,$l_2^2 = l^2 m^2$ અને $l_3^2 = l^2 n^2$ મળે છે.
આ સમીકરણોનો સરવાળો કરતા,$l_1^2 + l_2^2 + l_3^2 = l^2 (l^2 + m^2 + n^2)$ મળે છે.
દિક્કોસાઈનોના વર્ગોનો સરવાળો $l^2 + m^2 + n^2 = 1$ હોવાથી,આપણને $l_1^2 + l_2^2 + l_3^2 = l^2 (1) = l^2$ મળે છે.
215
EasyMCQ
જે રેખા $\langle 1, -2, -2 \rangle$ અને $\langle 0, 2, 1 \rangle$ ના પ્રમાણમાં દિક્કોસાઇન ધરાવતી રેખાઓને લંબ હોય,તેની દિક્કોસાઇન શોધો.
A
$\langle \frac{2}{3}, \frac{1}{3}, \frac{2}{3} \rangle$
B
$\langle \frac{-2}{3}, \frac{-1}{3}, \frac{-2}{3} \rangle$
C
$\langle \frac{2}{3}, \frac{1}{3}, \frac{-2}{3} \rangle$
D
$\langle \frac{2}{3}, \frac{-1}{3}, \frac{2}{3} \rangle$

Solution

(D) ધારો કે જરૂરી રેખાના દિક્ગુણોત્તર $\langle a, b, c \rangle$ છે.
આ રેખા $\langle 1, -2, -2 \rangle$ અને $\langle 0, 2, 1 \rangle$ દિક્ગુણોત્તર ધરાવતી રેખાઓને લંબ હોવાથી:
$1(a) - 2(b) - 2(c) = 0$ (સમીકરણ $1$)
$0(a) + 2(b) + 1(c) = 0$ (સમીકરણ $2$)
સમીકરણ $2$ પરથી,$c = -2b$ મળે છે.
$c = -2b$ ને સમીકરણ $1$ માં મૂકતા:
$a - 2b - 2(-2b) = 0$
$a - 2b + 4b = 0$
$a + 2b = 0 \implies a = -2b$.
જો $b = -1$ લઈએ,તો $a = 2$ અને $c = 2$ મળે.
તેથી દિક્ગુણોત્તર $\langle 2, -1, 2 \rangle$ છે.
તેનું મૂલ્ય $\sqrt{2^2 + (-1)^2 + 2^2} = \sqrt{4 + 1 + 4} = \sqrt{9} = 3$ છે.
આમ,દિક્કોસાઇન $\langle \frac{2}{3}, \frac{-1}{3}, \frac{2}{3} \rangle$ થાય.
216
EasyMCQ
જો એક રેખા $X, Y$ અને $Z$-અક્ષની ધન દિશાઓ સાથે અનુક્રમે $90^{\circ}, 135^{\circ}$ અને $45^{\circ}$ ના ખૂણા બનાવે છે,તો તેના દિક-કોસાઇન (direction cosines) શું છે?
A
$\left(0, -\frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$
B
$\left(0, \frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$
C
$\left(0, -\frac{1}{\sqrt{2}}, -\frac{1}{\sqrt{2}}\right)$
D
$\left(0, \frac{1}{\sqrt{2}}, -\frac{1}{\sqrt{2}}\right)$

Solution

(A) $X, Y$ અને $Z$-અક્ષ સાથે $\alpha, \beta, \gamma$ ખૂણા બનાવતી રેખાના દિક-કોસાઇન $\cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપેલ છે કે $\alpha = 90^{\circ}, \beta = 135^{\circ}$ અને $\gamma = 45^{\circ}$.
કિંમતોની ગણતરી કરતા:
$\cos \alpha = \cos 90^{\circ} = 0$
$\cos \beta = \cos 135^{\circ} = \cos(180^{\circ} - 45^{\circ}) = -\cos 45^{\circ} = -\frac{1}{\sqrt{2}}$
$\cos \gamma = \cos 45^{\circ} = \frac{1}{\sqrt{2}}$
આમ,દિક-કોસાઇન $\left(0, -\frac{1}{\sqrt{2}}, \frac{1}{\sqrt{2}}\right)$ છે.
217
EasyMCQ
નીચેનામાંથી કયું વિધાન ખોટું છે?
A
$1$. જો $(a, b, c)$ એ રેખાના દિકગુણોત્તરો હોય,તો $a^2+b^2+c^2 \neq 1$.
B
$2$. રેખાના દિકકોસાઇન તેના દિકગુણોત્તરો હોઈ શકે છે પરંતુ તેનાથી ઉલટું શક્ય નથી.
C
$3$. જો $(l, m, n)$ એ દિકકોસાઇનનો એક સમૂહ હોય,તો $(-l, -m, -n)$ પણ એક માન્ય સમૂહ છે.
D
$4$. જો $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ એ લંબ રેખાઓના દિકકોસાઇન હોય,તો $l_1 l_2+m_1 m_2+n_1 n_2=1$.

Solution

(D) બે લંબ રેખાઓ જેના દિકકોસાઇન $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ હોય,તેમના માટે લંબ હોવાની શરત $l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2 = 0$ છે.
વિધાન $4$ માં સરવાળો $1$ હોવાનું કહેવામાં આવ્યું છે,જે ખોટું છે.
તેથી,વિધાન $4$ ખોટું છે.
218
EasyMCQ
એક રેખાના દિકકોસાઇન (direction cosines) અનુક્રમે $\langle \frac{-9}{11}, \frac{6}{11}, \frac{-2}{11} \rangle$ છે. તો તેના દિકગુણોત્તર (direction ratios) શું હશે?
A
$\langle 9, 6, -2 \rangle$
B
$\langle -9, -6, 2 \rangle$
C
$\langle -9, 6, -2 \rangle$
D
$\langle 9, -6, -2 \rangle$

Solution

(C) રેખાના દિકકોસાઇન $(l, m, n)$ તેના દિકગુણોત્તર $(a, b, c)$ ના પ્રમાણમાં હોય છે.
અહીં આપેલ દિકકોસાઇન $\langle -\frac{9}{11}, \frac{6}{11}, -\frac{2}{11} \rangle$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે દિકગુણોત્તર એ દિકકોસાઇનના પ્રમાણમાં રહેલી કોઈપણ સંખ્યાઓ હોઈ શકે છે.
જો આપણે દિકકોસાઇનને અચળાંક $k = 11$ વડે ગુણીએ,તો આપણને દિકગુણોત્તર $\langle -9, 6, -2 \rangle$ મળે છે.
તેથી,દિકગુણોત્તર $\langle -9, 6, -2 \rangle$ છે.
આમ,વિકલ્પ $C$ સાચો છે.
219
MediumMCQ
જો બે રેખાઓ એકબીજાને સમાંતર હોય,તો નીચેનામાંથી કયું સાચું છે? (જો $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ એ બે રેખાઓના દિકકોસાઇન હોય).
A
$l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2 = 0$
B
$\Sigma(l_1 l_2 - m_2 m_1)^2 = 0$
C
$\frac{l_1}{l_2} = \frac{m_1}{m_2} = \frac{n_1}{n_2}$
D
$l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2 = 1$

Solution

(C) બે રેખાઓ સમાંતર હોય જો અને માત્ર જો તેમના દિકકોસાઇન પ્રમાણમાં હોય.
આપેલ છે કે બે રેખાઓના દિકકોસાઇન $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ છે,તેથી સમાંતરતા માટેની શરત છે:
$\frac{l_1}{l_2} = \frac{m_1}{m_2} = \frac{n_1}{n_2}$.
તેથી,વિકલ્પ $(C)$ સાચો છે.
220
EasyMCQ
બે રેખાઓની દિકકોસાઇન $\langle\frac{\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{4}, \frac{\sqrt{3}}{4}\rangle$ અને $\langle-\frac{\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{4}, \frac{\sqrt{3}}{4}\rangle$ છે. તો રેખાઓ વચ્ચેનો ખૂણો કેટલો થાય ($^{\circ}$ માં)?
A
$30$
B
$60$
C
$45$
D
$90$

Solution

(B) ધારો કે બે રેખાઓની દિકકોસાઇન $(l_1, m_1, n_1) = (\frac{\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{4}, \frac{\sqrt{3}}{4})$ અને $(l_2, m_2, n_2) = (-\frac{\sqrt{3}}{2}, \frac{1}{4}, \frac{\sqrt{3}}{4})$ છે.
બે રેખાઓ વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ માટેનું સૂત્ર $\cos \theta = |l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2|$ છે.
કિંમતો મૂકતા:
$\cos \theta = |(\frac{\sqrt{3}}{2})(-\frac{\sqrt{3}}{2}) + (\frac{1}{4})(\frac{1}{4}) + (\frac{\sqrt{3}}{4})(\frac{\sqrt{3}}{4})|$
$\cos \theta = |-\frac{3}{4} + \frac{1}{16} + \frac{3}{16}|$
$\cos \theta = |-\frac{12}{16} + \frac{4}{16}| = |-\frac{8}{16}| = |-\frac{1}{2}| = \frac{1}{2}$.
તેથી $\cos \theta = \frac{1}{2}$,એટલે કે $\theta = 60^{\circ}$.
આમ,રેખાઓ વચ્ચેનો ખૂણો $60^{\circ}$ છે.
221
EasyMCQ
જો $(a_1, b_1, c_1)$ અને $(a_2, b_2, c_2)$ એ બે રેખાઓની દિકકોસાઇન હોય જે એકબીજા સાથે $\theta$ ખૂણો બનાવે છે,તો $\cos \theta =$
A
$a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2$
B
$|a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2|$
C
$(a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2) / (\sqrt{a_1^2 a_2^2 + b_1^2 b_2^2 + c_1^2 c_2^2})$
D
$4/3$

Solution

(B) બે રેખાઓની દિકકોસાઇન $(a_1, b_1, c_1)$ અને $(a_2, b_2, c_2)$ તરીકે આપવામાં આવી છે.
આ દિકકોસાઇન હોવાથી,આપણી પાસે ગુણધર્મ $a_1^2 + b_1^2 + c_1^2 = 1$ અને $a_2^2 + b_2^2 + c_2^2 = 1$ છે.
બે રેખાઓ જેની દિકકોસાઇન $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ હોય તેમની વચ્ચેનો ખૂણો $\theta$ માટેનું સૂત્ર $\cos \theta = |l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2|$ છે.
આપેલ કિંમતો મૂકતા,આપણને $\cos \theta = |a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2|$ મળે છે.
છેદ $\sqrt{a_1^2 + b_1^2 + c_1^2} \cdot \sqrt{a_2^2 + b_2^2 + c_2^2} = \sqrt{1} \cdot \sqrt{1} = 1$ હોવાથી,પદાવલિ $|a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2|$ માં પરિણમે છે.
222
EasyMCQ
જો એક રેખા ધન $x$ અને $y$-અક્ષ સાથે અનુક્રમે $\frac{\pi}{3}$ અને $\frac{\pi}{4}$ માપના ખૂણા બનાવે,તો તે રેખા ધન $z$-અક્ષ સાથે બનાવેલ ખૂણો શોધો.
A
$\frac{\pi}{2}$
B
$\frac{5\pi}{12}$
C
$\frac{\pi}{4}$
D
$\frac{\pi}{3}$

Solution

(D) ધારો કે રેખા ધન $x$,$y$,અને $z$-અક્ષ સાથે બનાવેલા ખૂણા અનુક્રમે $\alpha$,$\beta$,અને $\gamma$ છે.
આપેલ છે કે $\alpha = \frac{\pi}{3}$ અને $\beta = \frac{\pi}{4}$.
રેખાના દિકકોસાઇન $l = \cos \alpha$,$m = \cos \beta$,અને $n = \cos \gamma$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $l^2 + m^2 + n^2 = 1$,જેનો અર્થ છે કે $\cos^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos^2 \gamma = 1$.
કિંમતો મૂકતા: $\cos^2(\frac{\pi}{3}) + \cos^2(\frac{\pi}{4}) + \cos^2 \gamma = 1$.
$(\frac{1}{2})^2 + (\frac{1}{\sqrt{2}})^2 + \cos^2 \gamma = 1$.
$\frac{1}{4} + \frac{1}{2} + \cos^2 \gamma = 1$.
$\frac{3}{4} + \cos^2 \gamma = 1$.
$\cos^2 \gamma = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}$.
$\cos \gamma = \frac{1}{2}$ (કારણ કે ખૂણો ધન અક્ષ સાથે છે,તેથી $\cos \gamma > 0$).
તેથી,$\gamma = \frac{\pi}{3}$.
223
MediumMCQ
જો $l_1, m_1, n_1$ અને $l_2, m_2, n_2$ એ $OA$ અને $OB$ ની દિકકોસાઇન હોય,જ્યાં $\angle AOB = \theta$ અને $O$ ઉગમબિંદુ હોય,તો $\angle AOB$ ના આંતરિક દ્વિભાજકની દિકકોસાઇન શું થાય?
A
$\frac{l_1+l_2}{2 \sin \frac{\theta}{2}}, \frac{m_1+m_2}{2 \sin \frac{\theta}{2}}, \frac{n_1+n_2}{2 \sin \frac{\theta}{2}}$
B
$\frac{l_1-l_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}, \frac{m_1-m_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}, \frac{n_1-n_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}$
C
$\frac{l_1-l_2}{2 \sin \frac{\theta}{2}}, \frac{m_1-m_2}{2 \sin \frac{\theta}{2}}, \frac{n_1-n_2}{2 \sin \frac{\theta}{2}}$
D
$\frac{l_1+l_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}, \frac{m_1+m_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}, \frac{n_1+n_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}$

Solution

(D) ધારો કે $OA$ અને $OB$ ની દિશામાં એકમ સદિશો $\vec{a} = l_1 \hat{i} + m_1 \hat{j} + n_1 \hat{k}$ અને $\vec{b} = l_2 \hat{i} + m_2 \hat{j} + n_2 \hat{k}$ છે.
$\vec{a}$ અને $\vec{b}$ એકમ સદિશો હોવાથી,$|\vec{a}| = 1$ અને $|\vec{b}| = 1$ થાય.
$\angle AOB$ નો આંતરિક દ્વિભાજક સદિશ $\vec{v} = \vec{a} + \vec{b}$ ની દિશામાં હોય છે.
$\vec{v} = (l_1+l_2) \hat{i} + (m_1+m_2) \hat{j} + (n_1+n_2) \hat{k}$.
$\vec{v}$ નું માન $|\vec{v}| = \sqrt{(l_1+l_2)^2 + (m_1+m_2)^2 + (n_1+n_2)^2}$ છે.
$|\vec{v}|^2 = (l_1^2+m_1^2+n_1^2) + (l_2^2+m_2^2+n_2^2) + 2(l_1l_2 + m_1m_2 + n_1n_2)$.
$l_i^2+m_i^2+n_i^2 = 1$ અને $l_1l_2 + m_1m_2 + n_1n_2 = \cos \theta$ હોવાથી:
$|\vec{v}|^2 = 1 + 1 + 2 \cos \theta = 2(1+\cos \theta) = 4 \cos^2 \frac{\theta}{2}$.
તેથી,$|\vec{v}| = 2 \cos \frac{\theta}{2}$.
આંતરિક દ્વિભાજકની દિકકોસાઇન એ એકમ સદિશ $\frac{\vec{v}}{|\vec{v}|}$ ના ઘટકો છે,જે:
$\frac{l_1+l_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}, \frac{m_1+m_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}, \frac{n_1+n_2}{2 \cos \frac{\theta}{2}}$ થાય.
Solution diagram
224
DifficultMCQ
જેની દિક્કોસાઇન (direction cosines) સમીકરણો $l+m+n=0$ અને $2lm+2ln-mn=0$ દ્વારા આપવામાં આવેલ છે તેવી રેખાઓ વચ્ચેનો લઘુકોણ શોધો.
A
$\frac{\pi}{6}$
B
$\frac{\pi}{4}$
C
$\frac{\pi}{3}$
D
$\frac{2\pi}{5}$

Solution

(C) આપેલ સમીકરણો છે:
$l+m+n=0$ ... $(i)$
$2lm+2ln-mn=0$ ... (ii)
$(i)$ પરથી,$m+n = -l$. આ કિંમત (ii) માં મૂકતા:
$2l(m+n) - mn = 0$
$2l(-l) - mn = 0 \Rightarrow mn = -2l^2$ ... (iii)
આપણે જાણીએ છીએ કે $l^2+m^2+n^2 = 1$. વળી,$(m+n)^2 = m^2+n^2+2mn = (-l)^2 = l^2$.
તેથી,$m^2+n^2 = l^2 - 2mn = l^2 - 2(-2l^2) = 5l^2$.
$l^2+m^2+n^2 = 1$ માં મૂકતા:
$l^2 + 5l^2 = 1 \Rightarrow 6l^2 = 1 \Rightarrow l^2 = \frac{1}{6}$.
ધારો કે બે રેખાઓની દિક્કોસાઇન $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ છે.
$mn = -2l^2$ અને $m+n = -l$ પરથી,$m$ અને $n$ એ દ્વિઘાત સમીકરણ $t^2 + lt - 2l^2 = 0$ ના બીજ છે.
$(t+2l)(t-l) = 0 \Rightarrow t = -2l, l$.
આમ,દિક્ગુણોત્તર $(l, -2l, l)$ અને $(l, l, -2l)$ ના પ્રમાણમાં છે.
તેને પ્રમાણિત કરતા,દિક્કોસાઇન $(1, -2, 1)$ અને $(1, 1, -2)$ ના પ્રમાણમાં મળે છે.
ધારો કે $\vec{a} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}$ અને $\vec{b} = \hat{i} + \hat{j} - 2\hat{k}$.
$\cos \theta = \frac{|\vec{a} \cdot \vec{b}|}{|\vec{a}| |\vec{b}|} = \frac{|(1)(1) + (-2)(1) + (1)(-2)|}{\sqrt{1^2+(-2)^2+1^2} \sqrt{1^2+1^2+(-2)^2}} = \frac{|1-2-2|}{\sqrt{6}\sqrt{6}} = \frac{|-3|}{6} = \frac{1}{2}$.
તેથી,$\theta = \frac{\pi}{3}$.
225
EasyMCQ
જો એક રેખા $Y$-અક્ષ અને $Z$-અક્ષ સાથે અનુક્રમે $\frac{\pi}{4}$ અને $\frac{\pi}{3}$ ના ખૂણા બનાવે છે,તો તે રેખા દ્વારા $X$-અક્ષ સાથે બનતો ગુરુકોણ (obtuse angle) શોધો.
A
$\frac{\pi}{3}$
B
$\frac{2 \pi}{3}$
C
$\frac{\pi}{6}$
D
$\frac{5 \pi}{6}$

Solution

(B) ધારો કે રેખા $X, Y, Z$-અક્ષ સાથે અનુક્રમે $\alpha, \beta, \gamma$ ખૂણા બનાવે છે. દિશા કોસાઇન $l = \cos \alpha, m = \cos \beta, n = \cos \gamma$ છે.
આપેલ છે કે $\beta = \frac{\pi}{4}$ અને $\gamma = \frac{\pi}{3}$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $l^2 + m^2 + n^2 = 1$.
કિંમતો મૂકતા: $\cos^2 \alpha + \cos^2 \frac{\pi}{4} + \cos^2 \frac{\pi}{3} = 1$.
$\cos^2 \alpha + (\frac{1}{\sqrt{2}})^2 + (\frac{1}{2})^2 = 1$.
$\cos^2 \alpha + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} = 1$.
$\cos^2 \alpha + \frac{3}{4} = 1 \Rightarrow \cos^2 \alpha = \frac{1}{4}$.
$\cos \alpha = \pm \frac{1}{2}$.
અહીં $\alpha$ ગુરુકોણ હોવાથી,$\cos \alpha$ ઋણ હોવો જોઈએ,તેથી $\cos \alpha = -\frac{1}{2}$.
તેથી,$\alpha = \pi - \frac{\pi}{3} = \frac{2 \pi}{3}$.
226
MediumMCQ
જો એક રેખા $X$-અક્ષ અને $Y$-અક્ષ સાથે અનુક્રમે $\tan ^{-1} \sqrt{7}$ અને $\tan ^{-1}\left(\sqrt{\frac{5}{3}}\right)$ ના ખૂણા બનાવે છે,તો તેના દ્વારા $Z$-અક્ષ સાથે બનાવવામાં આવતો ખૂણો કેટલો હશે?
A
$\frac{\pi}{2}$
B
$\frac{\pi}{6}$ અથવા $\frac{5 \pi}{6}$
C
$\frac{\pi}{3}$ અથવા $\frac{2 \pi}{3}$
D
$\frac{\pi}{4}$ અથવા $\frac{3 \pi}{4}$

Solution

(D) આપણે જાણીએ છીએ કે જો કોઈ રેખા $X$-અક્ષ,$Y$-અક્ષ અને $Z$-અક્ષની ધન દિશા સાથે અનુક્રમે $\alpha, \beta, \gamma$ ખૂણા બનાવે,તો $\cos^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos^2 \gamma = 1$ થાય.
અહીં $\alpha = \tan^{-1} \sqrt{7}$ અને $\beta = \tan^{-1} \sqrt{\frac{5}{3}}$ આપેલ છે.
$\alpha = \tan^{-1} \sqrt{7}$ માટે,$\cos \alpha = \frac{1}{\sqrt{1 + (\sqrt{7})^2}} = \frac{1}{\sqrt{8}} = \frac{1}{2\sqrt{2}}$.
$\beta = \tan^{-1} \sqrt{\frac{5}{3}}$ માટે,$\cos \beta = \frac{1}{\sqrt{1 + (\sqrt{5/3})^2}} = \frac{1}{\sqrt{1 + 5/3}} = \frac{1}{\sqrt{8/3}} = \sqrt{\frac{3}{8}} = \frac{\sqrt{3}}{2\sqrt{2}}$.
આ કિંમતોને નિત્યસમ $\cos^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos^2 \gamma = 1$ માં મૂકતા:
$\left(\frac{1}{2\sqrt{2}}\right)^2 + \left(\frac{\sqrt{3}}{2\sqrt{2}}\right)^2 + \cos^2 \gamma = 1$
$\frac{1}{8} + \frac{3}{8} + \cos^2 \gamma = 1$
$\frac{4}{8} + \cos^2 \gamma = 1$
$\frac{1}{2} + \cos^2 \gamma = 1$
$\cos^2 \gamma = \frac{1}{2}$
$\cos \gamma = \pm \frac{1}{\sqrt{2}}$
તેથી,$\gamma = \frac{\pi}{4}$ અથવા $\gamma = \frac{3\pi}{4}$.
227
MediumMCQ
જો બે રેખાઓના દિકકોસાઇન $l, m, n$ એ $l+m+n=0$ અને $lm=0$ સંબંધોનું પાલન કરતા હોય,તો તે બે રેખાઓ વચ્ચેનો ખૂણો કેટલો થાય?
A
$0$
B
$\frac{\pi}{2}$
C
$\frac{\pi}{4}$
D
$\frac{\pi}{3}$

Solution

(D) આપેલ સંબંધો $l+m+n=0$ અને $lm=0$ છે.
$lm=0$ પરથી,કાં તો $l=0$ અથવા $m=0$ મળે.
કિસ્સો $1$: જો $l=0$ હોય,તો $m+n=0$,તેથી $n=-m$. દિકકોસાઇન $(0, m, -m)$ છે. $l^2+m^2+n^2=1$ હોવાથી,$0^2+m^2+(-m)^2=1$,જે $2m^2=1$ આપે છે,તેથી $m = \pm \frac{1}{\sqrt{2}}$. આમ,દિકગુણોત્તર $(0, 1, -1)$ મળે.
કિસ્સો $2$: જો $m=0$ હોય,તો $l+n=0$,તેથી $n=-l$. દિકકોસાઇન $(l, 0, -l)$ છે. તેવી જ રીતે,$l^2+0^2+(-l)^2=1$,જે $2l^2=1$ આપે છે,તેથી $l = \pm \frac{1}{\sqrt{2}}$. આમ,દિકગુણોત્તર $(1, 0, -1)$ મળે.
ધારો કે બે રેખાઓના દિક સદિશો $\vec{a} = 0\hat{i} + 1\hat{j} - 1\hat{k}$ અને $\vec{b} = 1\hat{i} + 0\hat{j} - 1\hat{k}$ છે.
તેમની વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ નો કોસાઇન $\cos \theta = \frac{|\vec{a} \cdot \vec{b}|}{|\vec{a}| |\vec{b}|}$ દ્વારા મળે છે.
$\vec{a} \cdot \vec{b} = (0)(1) + (1)(0) + (-1)(-1) = 1$.
$|\vec{a}| = \sqrt{0^2+1^2+(-1)^2} = \sqrt{2}$ અને $|\vec{b}| = \sqrt{1^2+0^2+(-1)^2} = \sqrt{2}$.
$\cos \theta = \frac{1}{\sqrt{2} \times \sqrt{2}} = \frac{1}{2}$.
તેથી,$\theta = \frac{\pi}{3}$.
228
MediumMCQ
જો રેખા $L$ ના દિકકોસાઇન $(pq, q, q)$ હોય અને રેખા $L$ અને $X$-અક્ષની ધન દિશા વચ્ચેનો ખૂણો $\frac{\pi}{3}$ હોય,તો $p^2 : q^2 =$
A
$2 : 3$
B
$3 : 4$
C
$8 : 9$
D
$16 : 9$

Solution

(D) રેખાના દિકકોસાઇન $(l, m, n)$ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. આપેલ છે કે $(l, m, n) = (pq, q, q)$.
આપણે જાણીએ છીએ કે કોઈપણ રેખા માટે,$l^2 + m^2 + n^2 = 1$.
આપેલ કિંમતો મૂકતા: $(pq)^2 + q^2 + q^2 = 1$,જેનું સાદું રૂપ $p^2q^2 + 2q^2 = 1$ અથવા $q^2(p^2 + 2) = 1$ થાય છે.
વળી,દિકકોસાઇન $l = \cos(\alpha)$ છે,જ્યાં $\alpha$ એ $X$-અક્ષ સાથેનો ખૂણો છે.
આપેલ છે કે $\alpha = \frac{\pi}{3}$,તેથી $l = \cos(\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{2}$.
$l = pq$ હોવાથી,$pq = \frac{1}{2}$,જેનો અર્થ છે કે $p^2q^2 = \frac{1}{4}$.
$p^2q^2 = \frac{1}{4}$ ને સમીકરણ $p^2q^2 + 2q^2 = 1$ માં મૂકતા:
$\frac{1}{4} + 2q^2 = 1$
$2q^2 = 1 - \frac{1}{4} = \frac{3}{4}$
$q^2 = \frac{3}{8}$.
હવે,$p^2q^2 = \frac{1}{4}$ નો ઉપયોગ કરીને $p^2$ શોધો:
$p^2(\frac{3}{8}) = \frac{1}{4}$
$p^2 = \frac{1}{4} \times \frac{8}{3} = \frac{2}{3}$.
અંતે,ગુણોત્તર $p^2 : q^2 = \frac{2}{3} : \frac{3}{8} = \frac{2}{3} \times \frac{8}{3} = \frac{16}{9}$.
229
MediumMCQ
એક સીધી રેખા ત્રણેય યામ અક્ષો સાથે સમાન ખૂણે નમેલી છે. તો,રેખા દ્વારા $y$-અક્ષ સાથે બનાવેલો ખૂણો છે
A
$\cos ^{-1}\left(\frac{1}{3}\right)$
B
$\cos ^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right)$
C
$\cos ^{-1}\left(\frac{2}{\sqrt{3}}\right)$
D
$\frac{\pi}{4}$

Solution

(B) ધારો કે રેખાના દિક્કોસાઈન $(l, m, n)$ છે.
રેખા ત્રણેય યામ અક્ષો સાથે સમાન ખૂણે નમેલી હોવાથી,રેખા દ્વારા $x, y, z$ અક્ષો સાથે બનાવેલા ખૂણા $\alpha, \beta, \gamma$ સમાન છે,એટલે કે $\alpha = \beta = \gamma$.
તેથી,દિક્કોસાઈન સમાન છે: $l = m = n$.
આપણે જાણીએ છીએ કે દિક્કોસાઈનના વર્ગોનો સરવાળો $l^2 + m^2 + n^2 = 1$ થાય છે.
$l = m = n$ મૂકતા,આપણને $l^2 + l^2 + l^2 = 1$ મળે છે,જેનો અર્થ છે કે $3l^2 = 1$.
આમ,$l^2 = \frac{1}{3}$,તેથી $l = \pm \frac{1}{\sqrt{3}}$.
રેખા દ્વારા $y$-અક્ષ સાથે બનાવેલો ખૂણો $\beta$ એ $\cos \beta = m = \pm \frac{1}{\sqrt{3}}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
મુખ્ય કિંમત લેતા,$\beta = \cos^{-1}\left(\frac{1}{\sqrt{3}}\right)$.
230
MediumMCQ
$P(2, 3, -1)$ અને ઉગમબિંદુ $O(0, 0, 0)$ માંથી પસાર થતી રેખાના દિકકોસાઇન શોધો.
A
$\frac{2}{\sqrt{14}}, \frac{3}{\sqrt{14}}, \frac{-1}{\sqrt{14}}$
B
$\frac{2}{\sqrt{14}}, \frac{-3}{\sqrt{14}}, \frac{1}{\sqrt{14}}$
C
$\frac{-2}{\sqrt{14}}, \frac{-3}{\sqrt{14}}, \frac{1}{\sqrt{14}}$
D
$\frac{2}{\sqrt{14}}, \frac{3}{\sqrt{14}}, \frac{1}{\sqrt{14}}$

Solution

(A) ધારો કે બિંદુઓ $O(0, 0, 0)$ અને $P(2, 3, -1)$ છે.
રેખા $OP$ ના દિકગુણોત્તર $(x_2 - x_1, y_2 - y_1, z_2 - z_1) = (2 - 0, 3 - 0, -1 - 0) = (2, 3, -1)$ છે.
અંતર $OP = \sqrt{2^2 + 3^2 + (-1)^2} = \sqrt{4 + 9 + 1} = \sqrt{14}$ છે.
દિકકોસાઇન $(l, m, n) = \left(\frac{a}{r}, \frac{b}{r}, \frac{c}{r}\right) = \left(\frac{2}{\sqrt{14}}, \frac{3}{\sqrt{14}}, \frac{-1}{\sqrt{14}}\right)$ થાય.
231
MediumMCQ
જો એક રેખા $X$-અક્ષ અને $Y$-અક્ષ સાથે અનુક્રમે $\frac{\pi}{3}$ અને $\frac{\pi}{4}$ ખૂણો બનાવે,તો તે રેખા $Z$-અક્ષ સાથે બનાવેલ ખૂણો શોધો.
A
$\frac{\pi}{2}$
B
$\frac{\pi}{4}$
C
$\frac{5 \pi}{12}$
D
$\frac{\pi}{3}$

Solution

(D) આપણે જાણીએ છીએ કે રેખાના દિકકોસાઇન સંબંધ $\cos^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos^2 \gamma = 1$ નું પાલન કરે છે,જ્યાં $\alpha, \beta, \gamma$ એ રેખા દ્વારા $X, Y,$ અને $Z$-અક્ષ સાથે બનાવેલા ખૂણા છે.
અહીં $\alpha = \frac{\pi}{3}$ અને $\beta = \frac{\pi}{4}$ આપેલ છે.
આ કિંમતોને સંબંધમાં મૂકતા:
$\cos^2 \left(\frac{\pi}{3}\right) + \cos^2 \left(\frac{\pi}{4}\right) + \cos^2 \gamma = 1$
$\left(\frac{1}{2}\right)^2 + \left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2 + \cos^2 \gamma = 1$
$\frac{1}{4} + \frac{1}{2} + \cos^2 \gamma = 1$
$\frac{3}{4} + \cos^2 \gamma = 1$
$\cos^2 \gamma = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}$
$\cos \gamma = \pm \frac{1}{2}$
કારણ કે $\gamma$ એ $0$ અને $\pi$ ની વચ્ચેનો ખૂણો છે,તેથી $\cos \gamma = \frac{1}{2}$ નો અર્થ છે $\gamma = \frac{\pi}{3}$ (અથવા $\cos \gamma = -\frac{1}{2}$ નો અર્થ છે $\gamma = \frac{2\pi}{3}$).
વિકલ્પો સાથે સરખાવતા,સાચો ખૂણો $\frac{\pi}{3}$ છે.
232
EasyMCQ
જો એક સીધી રેખા ત્રણેય યામ અક્ષો સાથે સમાન ખૂણો $\theta$ બનાવે,તો $\tan \theta=$
A
$2 \sqrt{2}$
B
$\sqrt{2}$
C
$1$
D
$1+\sqrt{5}$

Solution

(B) રેખા ત્રણેય યામ અક્ષો સાથે સમાન ખૂણો $\theta$ બનાવે છે,તેથી $\alpha = \beta = \gamma = \theta$ થાય.
તેથી,દિશા કોસાઇન $l = m = n = \cos \theta$ થશે.
આપણે જાણીએ છીએ કે કોઈપણ રેખા માટે,$l^2 + m^2 + n^2 = 1$ થાય.
કિંમતો મૂકતા,આપણને $3 \cos^2 \theta = 1$ મળે,જેનો અર્થ છે કે $\cos^2 \theta = \frac{1}{3}$.
આમ,$\cos \theta = \frac{1}{\sqrt{3}}$.
નિત્યસમ $\sin^2 \theta = 1 - \cos^2 \theta$ નો ઉપયોગ કરતા,$\sin^2 \theta = 1 - \frac{1}{3} = \frac{2}{3}$ મળે,તેથી $\sin \theta = \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}}$.
અંતે,$\tan \theta = \frac{\sin \theta}{\cos \theta} = \frac{\sqrt{2}/\sqrt{3}}{1/\sqrt{3}} = \sqrt{2}$.
233
MediumMCQ
જો $(2, 3, c)$ એ બિંદુ $C(5, q, 1)$ અને બિંદુઓ $A(p, -4, 2)$ અને $B(3, 2, -4)$ ને જોડતા રેખાખંડના મધ્યબિંદુમાંથી પસાર થતા કિરણના દિકગુણોત્તરો હોય,તો $c \cdot (p + 7q) = $
A
$17$
B
$34$
C
$21$
D
$28$

Solution

(B) બિંદુઓ $A(p, -4, 2)$ અને $B(3, 2, -4)$ ને જોડતા રેખાખંડનું મધ્યબિંદુ $M$ એ $M = \left( \frac{p+3}{2}, \frac{-4+2}{2}, \frac{2-4}{2} \right) = \left( \frac{p+3}{2}, -1, -1 \right)$ દ્વારા મળે છે.
કિરણ બિંદુ $C(5, q, 1)$ અને $M\left( \frac{p+3}{2}, -1, -1 \right)$ માંથી પસાર થાય છે,તેથી તેના દિકગુણોત્તરો યામોના તફાવતને પ્રમાણસર હોય છે: $\left( \frac{p+3}{2} - 5, -1 - q, -1 - 1 \right)$.
આપેલ દિકગુણોત્તરો $(2, 3, c)$ હોવાથી,આપણે સરખાવીએ:
$1) \frac{p+3}{2} - 5 = 2 \implies \frac{p+3}{2} = 7 \implies p+3 = 14 \implies p = 11$.
$2) -1 - q = 3 \implies q = -4$.
$3) -1 - 1 = c \implies c = -2$.
અંતે,$c \cdot (p + 7q) = -2 \cdot (11 + 7(-4)) = -2 \cdot (11 - 28) = -2 \cdot (-17) = 34$.
234
EasyMCQ
એક કિરણ $Y$ અને $Z$-અક્ષ સાથે અનુક્રમે $\frac{\pi}{3}$ અને $\frac{\pi}{4}$ ના ખૂણા બનાવે છે. તો,કિરણ દ્વારા $X$-અક્ષ સાથે બનાવેલા ખૂણાના સાઈન (sine) નું મૂલ્ય શોધો.
A
$\frac{\sqrt{3}}{2}$
B
$\frac{1}{2}$
C
$\frac{1}{\sqrt{2}}$
D
$1$

Solution

(A) ધારો કે $\alpha, \beta, \gamma$ એ કિરણ દ્વારા $X, Y$ અને $Z$-અક્ષ સાથે બનાવેલા ખૂણા છે.
કિરણના દિકકોસાઈન $\cos \alpha, \cos \beta, \cos \gamma$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $\cos^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos^2 \gamma = 1$.
અહીં $\beta = \frac{\pi}{3}$ અને $\gamma = \frac{\pi}{4}$ આપેલ છે.
આ કિંમતો મૂકતા:
$\cos^2 \alpha + \cos^2(\frac{\pi}{3}) + \cos^2(\frac{\pi}{4}) = 1$
$\cos^2 \alpha + (\frac{1}{2})^2 + (\frac{1}{\sqrt{2}})^2 = 1$
$\cos^2 \alpha + \frac{1}{4} + \frac{1}{2} = 1$
$\cos^2 \alpha + \frac{3}{4} = 1$
$\cos^2 \alpha = 1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}$
કારણ કે $\sin^2 \alpha = 1 - \cos^2 \alpha$,તેથી:
$\sin^2 \alpha = 1 - \frac{1}{4} = \frac{3}{4}$
તેથી,$\sin \alpha = \sqrt{\frac{3}{4}} = \frac{\sqrt{3}}{2}$.
235
MediumMCQ
જો એક રેખા $X, Y$ અને $Z$-અક્ષની ધન દિશાઓ સાથે અનુક્રમે $\alpha, \beta, \gamma$ ખૂણા બનાવે,તો $\sin ^2 \alpha+\sin ^2 \beta+\sin ^2 \gamma$ ની કિંમત શોધો.
A
$1$
B
$2$
C
$3$
D
-$1$

Solution

(B) રેખાના દિકકોસાઇન $l = \cos \alpha$,$m = \cos \beta$,અને $n = \cos \gamma$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે દિકકોસાઇનના વર્ગોનો સરવાળો હંમેશા $1$ થાય છે,એટલે કે $\cos ^2 \alpha + \cos ^2 \beta + \cos ^2 \gamma = 1$.
ત્રિકોણમિતીય નિત્યસમ $\sin ^2 \theta = 1 - \cos ^2 \theta$ નો ઉપયોગ કરીને,આપણે પદાવલિને આ રીતે લખી શકીએ:
$\sin ^2 \alpha + \sin ^2 \beta + \sin ^2 \gamma = (1 - \cos ^2 \alpha) + (1 - \cos ^2 \beta) + (1 - \cos ^2 \gamma)$
$= 3 - (\cos ^2 \alpha + \cos ^2 \beta + \cos ^2 \gamma)$
$= 3 - 1 = 2$.
આમ,કિંમત $2$ છે.
236
EasyMCQ
દિશા ગુણોત્તર $(2, -2, 1)$ અને $(1, -2, 2)$ ધરાવતી રેખાઓ વચ્ચેનો ખૂણો શોધો.
A
$\cos^{-1}\left(\frac{4}{9}\right)$
B
$\cos^{-1}\left(\frac{8}{9}\right)$
C
$\frac{\pi}{6}$
D
$\frac{\pi}{2}$

Solution

(B) ધારો કે બે રેખાઓના દિશા ગુણોત્તર $\vec{a} = (2, -2, 1)$ અને $\vec{b} = (1, -2, 2)$ છે.
બે રેખાઓના દિશા ગુણોત્તર $(a_1, b_1, c_1)$ અને $(a_2, b_2, c_2)$ વચ્ચેના ખૂણા $\theta$ માટેનું સૂત્ર નીચે મુજબ છે:
$\cos \theta = \frac{|a_1 a_2 + b_1 b_2 + c_1 c_2|}{\sqrt{a_1^2 + b_1^2 + c_1^2} \sqrt{a_2^2 + b_2^2 + c_2^2}}$
આપેલ કિંમતો મૂકતા:
$\cos \theta = \frac{|(2)(1) + (-2)(-2) + (1)(2)|}{\sqrt{2^2 + (-2)^2 + 1^2} \sqrt{1^2 + (-2)^2 + 2^2}}$
અંશની ગણતરી:
$|2 + 4 + 2| = 8$
છેદની ગણતરી:
$\sqrt{4 + 4 + 1} = \sqrt{9} = 3$
$\sqrt{1 + 4 + 4} = \sqrt{9} = 3$
આમ,$\cos \theta = \frac{8}{3 \times 3} = \frac{8}{9}$.
તેથી,$\theta = \cos^{-1}\left(\frac{8}{9}\right)$.
237
MediumMCQ
જો બે રેખાઓની દિકકોસાઇન એવી હોય કે $2l + m + 2n = 0$ અને $3l^2 + 5m^2 - 11n^2 = 0$,તો બે રેખાઓ વચ્ચેનો ખૂણો કેટલો થાય?
A
$\frac{\pi}{4}$
B
$\frac{\pi}{3}$
C
$\frac{\pi}{6}$
D
$\frac{\pi}{2}$

Solution

(D) આપેલ સમીકરણો $2l + m + 2n = 0$ $(1)$ અને $3l^2 + 5m^2 - 11n^2 = 0$ $(2)$ છે.
$(1)$ પરથી,$m = -2l - 2n$.
$m$ ની કિંમત $(2)$ માં મૂકતા: $3l^2 + 5(-2l - 2n)^2 - 11n^2 = 0$.
$3l^2 + 5(4l^2 + 8ln + 4n^2) - 11n^2 = 0$.
$3l^2 + 20l^2 + 40ln + 20n^2 - 11n^2 = 0$.
$23l^2 + 40ln + 9n^2 = 0$.
$n^2$ વડે ભાગતા: $23(\frac{l}{n})^2 + 40(\frac{l}{n}) + 9 = 0$.
ધારો કે $x = \frac{l}{n}$. તો $23x^2 + 40x + 9 = 0$.
ધારો કે બીજ $x_1 = \frac{l_1}{n_1}$ અને $x_2 = \frac{l_2}{n_2}$ છે.
તો $x_1 x_2 = \frac{l_1 l_2}{n_1 n_2} = \frac{9}{23}$.
તે જ રીતે,$l = -\frac{m+2n}{2}$ ને $(2)$ માં મૂકતા $23m^2 + 12mn - 32n^2 = 0$ મળે છે.
$n^2$ વડે ભાગતા,$23(\frac{m}{n})^2 + 12(\frac{m}{n}) - 32 = 0$.
ધારો કે $y_1 = \frac{m_1}{n_1}$ અને $y_2 = \frac{m_2}{n_2}$. તો $y_1 y_2 = \frac{m_1 m_2}{n_1 n_2} = -\frac{32}{23}$.
બે રેખાઓ માટે જેમની દિકગુણોત્તર $(l_1, m_1, n_1)$ અને $(l_2, m_2, n_2)$ હોય,$\cos \theta = |l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2|$.
$l_1 l_2 + m_1 m_2 + n_1 n_2 = n_1 n_2 (x_1 x_2 + y_1 y_2 + 1) = n_1 n_2 (\frac{9}{23} - \frac{32}{23} + 1) = n_1 n_2 (\frac{-23}{23} + 1) = 0$.
આમ,$\cos \theta = 0$,જેનો અર્થ છે કે $\theta = \frac{\pi}{2}$.

THREE DIMENSIONAL GEOMETRY — System of co-ordinates, Direction cosines and direction ratios, Projection · Frequently Asked Questions

1Are these THREE DIMENSIONAL GEOMETRY 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 THREE DIMENSIONAL GEOMETRY 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.