সূত্র: Higher Math 1st Paper বৃত্তHigher Math 1st Paperবৃত্তHSC একাডেমিকMSB '2025
সমাধানসহ বহুনির্বাচনী প্রশ্ন
$x^{2}+y^{2}-6x+10y+5=0$ বৃত্ত কর্তৃক x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য-
✓সঠিক উত্তর: গ. 4 এককHigher Math 1st Paper · বৃত্ত
অপশন
- ক$4\sqrt{5}$ একক✓ সঠিক উত্তর
- খ$2\sqrt{5}$ একক✓ সঠিক উত্তর
- গ4 একক✓ সঠিক উত্তর
- ঘ2 একক✓ সঠিক উত্তর
✓
সঠিক উত্তর: গ. 4 একক
ব্যাখ্যা
এখানে প্রদত্ত সমস্যাটি হলো একটি বৃত্তের সমীকরণ থেকে x-অক্ষের উপর বৃত্ত কর্তৃক সৃষ্ট খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য নির্ণয় করা।
**x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য নির্ণয়**
প্রদত্ত প্রশ্নে একটি বৃত্তের সমীকরণ দেওয়া হয়েছে: $x^{2}+y^{2}-6x+10y+5=0$ এবং এই বৃত্তটি x-অক্ষকে যে অংশে ছেদ করে, সেই খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য নির্ণয় করতে বলা হয়েছে।
**১. বৃত্তের সাধারণ সমীকরণ (General Equation of a Circle):**
একটি বৃত্তের সাধারণ সমীকরণ হলো:
$x^2 + y^2 + 2gx + 2fy + c = 0$
এখানে,
* বৃত্তটির কেন্দ্র (center) হলো $(-g, -f)$ ।
* বৃত্তটির ব্যাসার্ধ (radius), $r = \sqrt{g^2 + f^2 - c}$ ।
**২. x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের ধারণা (Concept of x-intercept):**
যখন একটি বৃত্ত x-অক্ষকে ছেদ করে, তখন ছেদবিন্দুগুলিতে y-স্থানাঙ্ক (y-coordinate) শূন্য হয়। অর্থাৎ, $y=0$ ।
যদি বৃত্তটি x-অক্ষকে দুটি ভিন্ন বিন্দুতে ছেদ করে, তবে সেই দুটি বিন্দুর মধ্যবর্তী দূরত্বই হলো x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য।
**৩. x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্যের সূত্র (Formula for the length of x-intercept):**
বৃত্তের সাধারণ সমীকরণ $x^2 + y^2 + 2gx + 2fy + c = 0$ -তে $y=0$ বসিয়ে পাই:
$x^2 + (0)^2 + 2gx + 2f(0) + c = 0$
$x^2 + 2gx + c = 0$
এটি একটি দ্বিঘাত সমীকরণ (quadratic equation), যার দুটি সমাধান (roots) x-অক্ষের ছেদবিন্দুগুলির x-স্থানাঙ্ক নির্দেশ করে। ধরি, এই সমাধানগুলি $x_1$ এবং $x_2$ ।
আমরা জানি, একটি দ্বিঘাত সমীকরণ $ax^2+bx+c=0$ এর মূলদ্বয় $x_1, x_2$ হলে, $x_1+x_2 = -b/a$ এবং $x_1x_2 = c/a$ ।
এখানে $a=1$ , $b=2g$ , $c=c$ ।
তাহলে, $x_1 + x_2 = -2g$ এবং $x_1x_2 = c$ ।
x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য হলো $|x_1 - x_2|$ ।
আমরা জানি, $(x_1 - x_2)^2 = (x_1 + x_2)^2 - 4x_1x_2$
মান বসিয়ে পাই:
$(x_1 - x_2)^2 = (-2g)^2 - 4c$
$(x_1 - x_2)^2 = 4g^2 - 4c$
$(x_1 - x_2)^2 = 4(g^2 - c)$
অতএব, x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য, $L_x = \sqrt{4(g^2 - c)}$
$L_x = 2\sqrt{g^2 - c}$
**৪. প্রদত্ত সমস্যা সমাধান (Solving the Given Problem):**
দেওয়া আছে বৃত্তের সমীকরণ: $x^{2}+y^{2}-6x+10y+5=0$
এই সমীকরণটিকে বৃত্তের সাধারণ সমীকরণ $x^2 + y^2 + 2gx + 2fy + c = 0$ এর সাথে তুলনা করে পাই:
$2g = -6 \Rightarrow g = -3$
$2f = 10 \Rightarrow f = 5$
$c = 5$
এখন, x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্যের সূত্র $L_x = 2\sqrt{g^2 - c}$ -তে $g$ এবং $c$ -এর মান বসাই:
$L_x = 2\sqrt{(-3)^2 - 5}$
$L_x = 2\sqrt{9 - 5}$
$L_x = 2\sqrt{4}$
$L_x = 2 \times 2$
$L_x = 4$ একক
সুতরাং, প্রদত্ত বৃত্ত কর্তৃক x-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য হলো $4$ একক।
**৫. গুরুত্বপূর্ণ বিষয় (Important Notes):**
* যদি $g^2 - c > 0$ হয়, তবে বৃত্তটি x-অক্ষকে দুটি ভিন্ন বিন্দুতে ছেদ করে এবং খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য বিদ্যমান।
* যদি $g^2 - c = 0$ হয়, তবে বৃত্তটি x-অক্ষকে স্পর্শ করে (অর্থাৎ, খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য শূন্য)।
* যদি $g^2 - c < 0$ হয়, তবে বৃত্তটি x-অক্ষকে ছেদ করে না (বা স্পর্শও করে না), এবং এই ক্ষেত্রে খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য বাস্তব সংখ্যায় সংজ্ঞায়িত নয়।
৬. y-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য (Length of y-intercept):**
একইভাবে, y-অক্ষের খণ্ডিতাংশের দৈর্ঘ্য নির্ণয়ের জন্য আমরা $x=0$ বসিয়ে থাকি এবং এর সূত্রটি হলো:
$L_y = 2\sqrt{f^2 - c}$