5. 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: आकृति की रचना एवं लंब खींचना

मान लीजिए कि वृत्त का केंद्र OO है तथा रेशमा, सलमा और मनदीप की स्थितियाँ क्रमशः बिंदुओं RR, SS और MM द्वारा निरूपित हैं। दिया गया है कि वृत्त की त्रिज्या 5 m5\text{ m} है, अतः OR=OS=OM=5 mOR = OS = OM = 5\text{ m} तथा RS=SM=6 mRS = SM = 6\text{ m} है। केंद्र OO से जीवा RSRS पर लंब OLOL खींचते हैं।

Step 2: पाइथागोरस प्रमेय द्वारा OL की गणना

केंद्र से जीवा पर डाला गया लंब जीवा को समद्विभाजित करता है, इसलिए RL=62=3 mRL = \frac{6}{2} = 3\text{ m} होगा। अब समकोण त्रिभुज ΔOLR\Delta OLR में पाइथागोरस प्रमेय लागू करने पर, OL2=OR2−RL2=52−32=25−9=16OL^2 = OR^2 - RL^2 = 5^2 - 3^2 = 25 - 9 = 16 प्राप्त होता है, जिससे OL=4 mOL = 4\text{ m} मिलता है।

Step 3: त्रिभुज ORS का क्षेत्रफल ज्ञात करना

त्रिभुज ΔORS\Delta ORS का क्षेत्रफल ज्ञात करने के लिए आधार RS=6 mRS = 6\text{ m} और संगत शीर्षलंब OL=4 mOL = 4\text{ m} का प्रयोग करते हैं। अतः त्रिभुज का क्षेत्रफल 12×6×4=12 m2\frac{1}{2} \times 6 \times 4 = 12\text{ m}^2 प्राप्त होता है।

Step 4: आधार OS लेकर RK का मान ज्ञात करना

चूँकि ΔORS\Delta ORS और ΔOMS\Delta OMS सर्वांगसम हैं (OR=OM=5OR = OM = 5, RS=MS=6RS = MS = 6, OSOS उभयनिष्ठ), रेखा OSOS, जीवा RMRM का लंब समद्विभाजक होगी। मान लीजिए OSOS और RMRM का प्रतिच्छेद बिंदु KK है, जहाँ RK⊥OSRK \perp OS है। पुनः त्रिभुज ΔORS\Delta ORS का क्षेत्रफल आधार OS=5 mOS = 5\text{ m} तथा शीर्षलंब RKRK लेकर लिखने पर: 12×5×RK=12\frac{1}{2} \times 5 \times RK = 12, जिससे RK=4.8 mRK = 4.8\text{ m} मिलता है।

Step 5: रेशमा और मनदीप के बीच की दूरी RM ज्ञात करना

चूँकि रेखा OSOS जीवा RMRM को समद्विभाजित करती है, इसलिए संपूर्ण दूरी RM=2×RKRM = 2 \times RK होगी। मान प्रतिस्थापित करने पर RM=2×4.8=9.6 mRM = 2 \times 4.8 = 9.6\text{ m} प्राप्त होता है। अतः रेशमा और मनदीप के बीच की दूरी 9.6 m9.6\text{ m} है।

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