एक पार्क में बने 5 m5\text{ m} त्रिज्या वाले वृत्त पर खड़ी तीन लड़कियाँ रेशमा, सलमा एवं मनदीप खेल रही हैं। रेशमा एक गेंद को सलमा के पास, सलमा मनदीप के पास तथा मनदीप रेशमा के पास फेंकती है। यदि रेशमा तथा सलमा के बीच और सलमा तथा मनदीप के बीच की प्रत्येक दूरी 6 m6\text{ m} हो, तो रेशमा और मनदीप के बीच की दूरी क्या है?

Answer: रेशमा और मनदीप के बीच की दूरी 9.6 m9.6\text{ m} है।

Step-by-step solution

Step 1: वृत्त एवं जीवाओं की स्थिति को निरूपित करना

मान लीजिए कि वृत्त का केंद्र OO है। रेशमा, सलमा और मनदीप की स्थितियों को क्रमशः बिंदुओं RR, SS और MM द्वारा दर्शाया गया है। वृत्त की त्रिज्या 5 m5\text{ m} है, अतः OR=OS=OM=5 mOR = OS = OM = 5\text{ m} । दिया गया है कि रेशमा और सलमा के बीच की दूरी RS=6 mRS = 6\text{ m} तथा सलमा और मनदीप के बीच की दूरी SM=6 mSM = 6\text{ m} है।

Step 2: केंद्र से जीवा RS पर लंब खींचना

केंद्र OO से जीवा RSRS पर लंब OLOL खींचते हैं। हम जानते हैं कि केंद्र से जीवा पर डाला गया लंब जीवा को समद्विभाजित करता है, इसलिए RL=LS=3 mRL = LS = 3\text{ m} होगा। समकोण त्रिभुज OLROLR में पाइथागोरस प्रमेय लागू करते हैं।

Step 3: लंब OL की लंबाई ज्ञात करना

समकोण त्रिभुज OLROLR में, कर्ण OR=5 mOR = 5\text{ m} तथा आधार RL=3 mRL = 3\text{ m} है। पाइथागोरस प्रमेय से OL2=OR2−RL2OL^2 = OR^2 - RL^2 प्राप्त होता है। गणना करने पर OL=4 mOL = 4\text{ m} मिलता है।

Step 4: त्रिभुज ORS का क्षेत्रफल दो प्रकार से व्यक्त करना

चूँकि OR=OMOR = OM और RS=SMRS = SM है, अतः चतुर्भुज ORSMORSM एक पतंग (kite) है, जिसमें विकर्ण OSOS, विकर्ण RMRM का लंब समद्विभाजक होता है। मान लीजिए RMRM और OSOS का प्रतिच्छेद बिंदु KK है, तो RK⊥OSRK \perp OS तथा RM=2×RKRM = 2 \times RK होगा। त्रिभुज ORSORS का क्षेत्रफल आधार RSRS और शीर्षलंब OLOL लेकर तथा आधार OSOS और शीर्षलंब RKRK लेकर बराबर रखा जा सकता है।

Step 5: RK तथा RM की लंबाई की गणना करना

दोनों क्षेत्रफलों की तुलना करने पर, RS×OL=OS×RKRS \times OL = OS \times RK प्राप्त होता है। मान रखने पर 6×4=5×RK6 \times 4 = 5 \times RK, जिससे RK=245=4.8 mRK = \frac{24}{5} = 4.8\text{ m} प्राप्त होता है। चूँकि OSOS, RMRM को समद्विभाजित करता है, इसलिए रेशमा और मनदीप के बीच की दूरी RM=2×RK=2×4.8=9.6 mRM = 2 \times RK = 2 \times 4.8 = 9.6\text{ m} है।

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