यदि पेट्रोल की कीमत में 28% की वृद्धि होती है, तो उपभोक्ता द्वारा पेट्रोल की खपत में कितने प्रतिशत की कमी की जानी चाहिए, ताकि पेट्रोल पर होने वाला व्यय अपरिवर्तित रहे? (दशमलव के दो स्थानों तक सही)
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (B) 21.88%
व्याख्या
जब किसी वस्तु पर होने वाला व्यय स्थिर रहता है, तो खपत मूल्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है। यदि मूल्य में r% की वृद्धि होती है, तो व्यय को अपरिवर्तित रखने के लिए खपत में आवश्यक प्रतिशत कमी निम्नलिखित सूत्र द्वारा दी जाती है:
कमी प्रतिशत = ( (r)/(100 + r) ) × 100
यह देखते हुए कि पेट्रोल की कीमत में r = 28% की वृद्धि होती है, इस मान को सूत्र में रखें:
खपत में कमी = ( (28)/(100 + 28) ) × 100
खपत में कमी = ( ²⁸⁄₁₂₈ ) × 100
अंश और हर दोनों को 4 से विभाजित करके भिन्न को सरल करने पर:
⁷⁄₃₂ × 100 = ⁷⁰⁰⁄₃₂
⁷⁰⁰⁄₃₂ = ¹⁷⁵⁄₈ = 21.875%
दशमलव के दो स्थानों तक पूर्णांकित करने पर, खपत में प्रतिशत कमी 21.88% है।
त्रिकोणमितीय सर्वसमिका cot(90° - θ) = tan θ और गुणधर्म cot θ tan θ = 1 का उपयोग करके इस व्यंजक को सरल किया जा सकता है।
हम व्यंजक में पूरक कोणों के युग्मों की पहचान करते हैं:
cot 77° = cot(90° - 13°) = tan 13°
cot 63° = cot(90° - 27°) = tan 27°
इन मानों को मूल व्यंजक में वापस रखने पर:
cot 13° cot 27° cot 45° tan 27° tan 13°
पदों को पुनर्व्यवस्थित करके, हम व्युत्क्रम फलनों को समूहित करते हैं:
(cot 13° tan 13°) · (cot 27° tan 27°) · cot 45°
चूंकि cot θ tan θ = 1 और cot 45° का मान = 1 होता है, इसलिए गणना इस प्रकार होगी:
1 · 1 · 1 = 1
203मात्रात्मक अभिक्षमता
आठ क्रमागत विषम संख्याओं का औसत 48 है। पांचवीं और सातवीं संख्याओं का योग ज्ञात कीजिए।
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 102
व्याख्या
n क्रमागत विषम संख्याओं की एक श्रृंखला में जहाँ n एक सम संख्या है, औसत ठीक दो मध्य पदों के बीच का मान होता है। यहाँ, 8 संख्याओं के लिए, औसत 48 चौथे और पांचवें पदों के बीच का मध्य बिंदु है। चूंकि क्रमागत विषम संख्याओं में सार्व अंतर 2 होता है, इसलिए चौथा पद 48 - 1 = 47 है और पांचवां पद 48 + 1 = 49 है।
सातवां पद ज्ञात करने के लिए, हम पांचवें पद में सार्व अंतर को दो बार जोड़ते हैं। इस प्रकार, छठा पद 49 + 2 = 51 है और सातवां पद 51 + 2 = 53 है। पांचवीं और सातवीं संख्याओं का योग 49 + 53 = 102 है।
204मात्रात्मक अभिक्षमता
त्रिकोणमितीय अनुपातों के पदों में इसका मान ज्ञात करने के लिए निम्नलिखित को हल कीजिए।
(sin A + cos A)(1 - sin Acos A)
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) sin³ A + cos³ A
व्याख्या
व्यंजक (sin A + cos A)(1 - sin A cos A) को मूलभूत त्रिकोणमितीय सर्वसमिका sin² A + cos² A = 1 का उपयोग करके सरल किया जा सकता है। 1 को sin² A + cos² A से प्रतिस्थापित करने पर, मूल व्यंजक निम्न रूप ले लेता है:
(sin A + cos A)(sin² A + cos² A - sin A cos A)
दूसरे कोष्ठक में पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर प्राप्त होता है:
(sin A + cos A)(sin² A - sin A cos A + cos² A)
यह घनों के योग के लिए बीजीय सर्वसमिका की संरचना से मेल खाता है: x³ + y³ = (x + y)(x² - xy + y²)। x = sin A और y = cos A मानने पर, सर्वसमिका का परिणाम निम्न होता है:
sin³ A + cos³ A = (sin A + cos A)(sin² A - sin A cos A + cos² A)
यह पुष्टि करता है कि दिया गया व्यंजक ज्या (sine) और कोज्या (cosine) फलनों के घनों के योग के समतुल्य है।
205मात्रात्मक अभिक्षमता
एक वृत्ताकार पथ की बाहरी और आंतरिक परिधि का अनुपात 5:4 है। यदि पथ 50 मीटर चौड़ा है, तो आंतरिक वृत्त की त्रिज्या क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) 200 मीटर
व्याख्या
किसी वृत्त की परिधि सूत्र C = 2π r द्वारा दी जाती है, जहाँ r त्रिज्या है। चूंकि 2π एक स्थिरांक है, इसलिए परिधियों का अनुपात सीधे त्रिज्याओं के अनुपात के बराबर होता है। मान लीजिए R बाहरी वृत्त की त्रिज्या है और r आंतरिक वृत्त की त्रिज्या है। दिया गया है कि परिधियों का अनुपात 5:4 है, इसलिए हमारे पास R/r = 5/4 है, जिसका अर्थ है R = 1.25r। वृत्ताकार पथ की चौड़ाई बाहरी त्रिज्या और आंतरिक त्रिज्या के बीच का अंतर है, जिसे R - r = 50 मीटर के रूप में व्यक्त किया जाता है। इस समीकरण में अनुपात से R का मान रखने पर 1.25r - r = 50 प्राप्त होता है। इसे सरल करने पर 0.25r = 50 प्राप्त होता है। आंतरिक त्रिज्या ज्ञात करने के लिए, हम r = 50 / 0.25 की गणना करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप r = 200 मीटर प्राप्त होता है। वैकल्पिक रूप से, अनुपात के भागों का उपयोग करते हुए, 1 इकाई (5 - 4) का अंतर 50 मीटर की चौड़ाई को दर्शाता है। इसलिए, आंतरिक त्रिज्या, जो 4 इकाइयों को दर्शाती है, 4 × 50 = 200 मीटर है।
206मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि 2a + 3b = 10 और ab = 3 है, तो 4a² + 9b² का मान ज्ञात कीजिए।
● सही
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उत्तर: (C) 64
व्याख्या
4a² + 9b² का मान ज्ञात करने के लिए, बीजगणितीय सर्वसमिका (x + y)² = x² + y² + 2xy का उपयोग करें। x = 2a और y = 3b रखने पर, दिए गए व्यंजक 2a + 3b = 10 का वर्ग इस प्रकार है:
(2a + 3b)² = (2a)² + (3b)² + 2(2a)(3b)
प्रश्न में दिए गए मानों को इस समीकरण में प्रतिस्थापित करें:
10² = 4a² + 9b² + 12ab
100 = 4a² + 9b² + 12ab
अब, समीकरण में ab = 3 प्रतिस्थापित करें:
100 = 4a² + 9b² + 12(3)
100 = 4a² + 9b² + 36
4a² + 9b² को अलग करने के लिए, दोनों पक्षों से 36 घटाएं:
4a² + 9b² = 100 - 36
4a² + 9b² = 64
207मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि (4x - 7y) = 11 और xy = 8 है, तो 16x² + 49y² का मान क्या है, दिया गया है कि x और y धनात्मक संख्याएँ हैं?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) 569
व्याख्या
बीजगणितीय सर्वसमिका (a - b)² = a² + b² - 2ab का उपयोग करते हुए, माना a = 4x और b = 7y है। दिए गए द्विपद के वर्ग का विस्तार (4x - 7y)² = (4x)² + (7y)² - 2(4x)(7y) है। इस व्यंजक को सरल करने पर (4x - 7y)² = 16x² + 49y² - 56xy प्राप्त होता है।
ज्ञात मानों (4x - 7y) = 11 और xy = 8 को सर्वसमिका में प्रतिस्थापित करने पर:
11² = 16x² + 49y² - 56(8)
121 = 16x² + 49y² - 448
16x² + 49y² का मान ज्ञात करने के लिए, समीकरण के दोनों पक्षों में 448 जोड़ें:
16x² + 49y² = 121 + 448
16x² + 49y² = 569
208मात्रात्मक अभिक्षमता
वह सबसे छोटा पूर्ण वर्ग कौन सा है जो 16, 18 और 36 में से प्रत्येक से पूर्णतः विभाज्य है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 144
व्याख्या
16, 18 और 36 से विभाज्य सबसे छोटा पूर्ण वर्ग ज्ञात करने के लिए, हम सबसे पहले उनका लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) ज्ञात करते हैं। संख्याओं का अभाज्य गुणनखंडन करने पर 16 = 2⁴, 18 = 2 × 3², और 36 = 2² × 3² प्राप्त होता है। LCM की गणना संख्याओं में मौजूद प्रत्येक अभाज्य गुणनखंड की उच्चतम घात लेकर की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप LCM = 2⁴ × 3² = 16 × 9 = 144 प्राप्त होता है।
एक पूर्ण वर्ग के सभी अभाज्य गुणनखंडों की घातें (exponents) सम होनी चाहिए। 144 के अभाज्य गुणनखंडन में, 2 और 3 की घातें क्रमशः 4 और 2 हैं, जो दोनों ही सम हैं। इससे यह पुष्टि होती है कि 144 पहले से ही एक पूर्ण वर्ग है (12² = 144)। चूंकि LCM दी गई संख्याओं के समूह से विभाज्य होने वाली सबसे छोटी संख्या है, और 144 एक पूर्ण वर्ग है, इसलिए यह इस शर्त को पूरा करने वाला सबसे छोटा पूर्ण वर्ग है।
209मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि sin θ = ½ है, तो (3cos θ - 4cos³ θ) का मान है:
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 0
व्याख्या
कोसाइन के त्रिक कोण (triple angle) के लिए त्रिकोणमितीय सर्वसमिका cos(3θ) = 4cos³ θ - 3cos θ है। दिया गया व्यंजक 3cos θ - 4cos³ θ इस सर्वसमिका का ऋणात्मक रूप है, जो सरल होकर -cos(3θ) हो जाता है।
दिया गया है कि sin θ = ½, इसलिए θ का मान 30° है (मुख्य अंतराल के लिए)। इस मान को सरलीकृत व्यंजक में रखने पर, हमें -cos(3 × 30°) = -cos(90°) प्राप्त होता है। चूंकि cos(90°) = 0 है, इसलिए व्यंजक का मान 0 है।
वैकल्पिक रूप से, यदि sin θ = ½ है, तो cos θ = √(1 - sin² θ) = √(1 - ¼) = √3{2}। इसे सीधे व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर:
3(√3{2}) - 4(√3{2})³ = 3√3{2} - 4(3√3{8}) = 3√3{2} - 3√3{2} = 0।
210मात्रात्मक अभिक्षमता
(a² + b²)/(a - b) और (a² - b²)/(a² - ab + b²) का मध्यानुपाती ज्ञात कीजिए।
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (B) a + b
व्याख्या
प्रश्न में एक मुद्रण त्रुटि (टाइपोग्राफिकल त्रुटि) है, जहाँ पहला पद (a³ + b³) / (a - b) होना चाहिए। इस पद के साथ मध्यानुपाती की गणना करने पर [(a³ + b³)/(a - b)] * [(a² - b²)/(a² - ab + b²)] का वर्गमूल प्राप्त होता है, जो सरल होकर (a + b)² का वर्गमूल बन जाता है, जिसके परिणामस्वरूप a + b प्राप्त होता है।
211मात्रात्मक अभिक्षमता
43 और 481 के बीच 9 से विभाज्य संख्याएँ हैं:
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (B) 49
व्याख्या
43 और 481 के बीच 9 से विभाज्य संख्याएँ एक समांतर श्रेणी (AP) बनाती हैं। प्रथम पद a, 43 से बड़ा 9 का सबसे छोटा गुणज है, जो कि 9 × 5 = 45 है। अंतिम पद l, 481 से छोटा 9 का सबसे बड़ा गुणज है, जो कि 9 × 53 = 477 है। चूंकि संख्याएं 9 से विभाज्य होनी चाहिए, इसलिए सार्व अंतर d = 9 है।
इस अनुक्रम में पदों की कुल संख्या n ज्ञात करने के लिए, हम समांतर श्रेणी के nवें पद के सूत्र का उपयोग करते हैं: l = a + (n - 1)d। सूत्र में ज्ञात मानों को रखने पर:
477 = 45 + (n - 1) × 9
दोनों पक्षों से 45 घटाने पर:
432 = (n - 1) × 9
दोनों पक्षों को 9 से भाग देने पर:
48 = n - 1
n के लिए हल करने पर:
n = 48 + 1
n = 49
इस गणना से यह निर्धारित होता है कि निर्दिष्ट सीमा के भीतर ऐसे 49 पूर्णांक हैं।
212मात्रात्मक अभिक्षमता
A और B किसी कार्य को क्रमशः 10 और 16 दिनों में पूरा कर सकते हैं। A कार्य करना शुरू करता है और वे बारी-बारी से एक-एक दिन कार्य करते हैं। संपूर्ण कार्य कितने दिनों में पूरा होगा?
● सही
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उत्तर: (A) 12¼ दिन
व्याख्या
कुल कार्य की गणना A और B द्वारा लिए गए समय के लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) के रूप में की जाती है, जो कि LCM(10, 16) = 80 इकाई है। A की कार्यक्षमता 80 / 10 = 8 इकाई प्रति दिन है, और B की कार्यक्षमता 80 / 16 = 5 इकाई प्रति दिन है।
2 दिनों के एक चक्र में जहाँ A और B बारी-बारी से कार्य करते हैं, पूरा किया गया कुल कार्य 8 + 5 = 13 इकाई है। पूर्ण चक्रों की संख्या ज्ञात करने के लिए, हम कुल कार्य को एक चक्र में किए गए कार्य से विभाजित करते हैं: 80 / 13 = शेषफल के साथ 6 चक्र। 6 चक्रों (12 दिनों) में पूरा किया गया कार्य 13 × 6 = 78 इकाई है।
शेष कार्य 80 - 78 = 2 इकाई है। 13वें दिन, कार्य करने की बारी A की है। चूंकि A की कार्यक्षमता 8 इकाई प्रति दिन है, इसलिए शेष 2 इकाइयों को पूरा करने के लिए A द्वारा लिया गया समय 2 / 8 = 1/4 दिन है। इसलिए, पूरे कार्य को समाप्त करने के लिए आवश्यक कुल समय 12 + 1/4 = 12¼ दिन है।
213मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि एक गोले का आयतन 179 ⅗ m³ है, तो इसका पृष्ठीय क्षेत्रफल क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (B) 154 m²
व्याख्या
एक गोले के आयतन की गणना सूत्र V = ⁴⁄₃ π r³ का उपयोग करके की जाती है। दिया गया आयतन 179 ⅗ m³ है, जो लगभग 179.6 m³ है, हम त्रिज्या r ज्ञात करते हैं। प्रतियोगी परीक्षाओं में गणना के उद्देश्यों के लिए, यह मान ⁵³⁹⁄₃ m³ (जो कि 179 ⅔ m³ है) का एक निकटतम सन्निकटन है, जिससे एक सटीक त्रिज्या प्राप्त होती है:
एक गोले का पृष्ठीय क्षेत्रफल सूत्र A = 4 π r² द्वारा दिया जाता है। त्रिज्या r = 3.5 m प्रतिस्थापित करने पर:
A = 4 × ²²⁄₇ × (⁷⁄₂)²
A = 4 × ²²⁄₇ × ⁴⁹⁄₄
A = 22 × 7 = 154 m²
214मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि sec θ - 2cos θ = ⁷⁄₂ है, जहाँ θ एक धनात्मक न्यून कोण है, तो sec θ का मान है:
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 4
व्याख्या
माना x = sec θ। चूंकि cos θ = (1)/(sec θ) दिया गया है, इसलिए समीकरण sec θ - 2cos θ = ⁷⁄₂ को x के पदों में इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:
x - ²⁄ₓ = ⁷⁄₂
x का मान ज्ञात करने के लिए, हर को हटाने के लिए पूरे समीकरण को 2x से गुणा करें:
2x² - 4 = 7x
पदों को एक मानक द्विघात समीकरण ax² + bx + c = 0 के रूप में व्यवस्थित करने पर प्राप्त होता है:
2x² - 7x - 4 = 0
हम द्विघात व्यंजक का गुणनखंड करके इसे हल कर सकते हैं। मध्य पद को विभाजित करने पर:
2x² - 8x + x - 4 = 0
2x(x - 4) + 1(x - 4) = 0
(2x + 1)(x - 4) = 0
इससे x के दो संभावित मान प्राप्त होते हैं: x = 4 या x = -½।
चूंकि θ एक धनात्मक न्यून कोण (0 < θ < 90°) है, इसलिए sec θ धनात्मक और 1 से बड़ा या उसके बराबर होना चाहिए। इसलिए, हम x = -½ को छोड़ देते हैं और निष्कर्ष निकालते हैं कि sec θ = 4।
215मात्रात्मक अभिक्षमता
दो संख्याओं का योग 18 है और उनके महत्तम समापवर्तक (HCF) और लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) क्रमशः 3 और 54 हैं। उनके व्युत्क्रमों का योग क्या होगा?
● सही
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उत्तर: (D) ⅑
व्याख्या
किन्हीं दो संख्याओं x और y के लिए, संख्याओं का गुणनफल उनके महत्तम समापवर्तक (HCF) और लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) के गुणनफल के बराबर होता है। इसे इस मूलभूत संबंध द्वारा व्यक्त किया जाता है:
x · y = HCF × LCM
दिया गया है कि HCF 3 है और LCM 54 है, तो दोनों संख्याओं का गुणनफल है:
x · y = 3 × 54 = 162
संख्याओं का योग इस प्रकार दिया गया है:
x + y = 18
उनके व्युत्क्रमों का योग ¹⁄ₓ + (1)/(y) के रूप में परिभाषित है। उभयनिष्ठ हर (common denominator) लेने पर, यह व्यंजक सरल होकर निम्न प्रकार हो जाता है:
¹⁄ₓ + (1)/(y) = (x + y)/(x · y)
सूत्र में योग और गुणनफल के ज्ञात मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
व्युत्क्रमों का योग = ¹⁸⁄₁₆₂
अंश और हर दोनों को 18 से विभाजित करने पर, हमें प्राप्त होता है:
(18 ÷ 18)/(162 ÷ 18) = ⅑
216मात्रात्मक अभिक्षमता
रोहन ने अंग्रेजी में विज्ञान की तुलना में दोगुने अंक प्राप्त किए। अंग्रेजी, विज्ञान और गणित में उसके कुल अंक 126 हैं। यदि अंग्रेजी और गणित में उसके अंकों का अनुपात 2:3 है, तो अंग्रेजी में उसके अंक हैं:
● सही
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उत्तर: (D) 42
व्याख्या
मान लीजिए कि रोहन द्वारा अंग्रेजी, विज्ञान और गणित में प्राप्त अंकों को क्रमशः E, S और M द्वारा दर्शाया गया है। दी गई शर्तों से, अंग्रेजी में अंक विज्ञान के अंकों से दोगुने हैं, जिससे अनुपात E:S = 2:1 प्राप्त होता है। अंग्रेजी और गणित में अंकों का अनुपात E:M = 2:3 दिया गया है।
चूंकि दोनों अनुपातों में E का मान समान है, इसलिए अंग्रेजी, विज्ञान और गणित में अंकों का संयुक्त अनुपात E:S:M = 2:1:3 है। मान लीजिए कि अंक 2x, x और 3x हैं। कुल अंक इन भागों का योग हैं:
2x + x + 3x = 126
6x = 126
x = ¹²⁶⁄₆ = 21
अंग्रेजी में अंकों को 2x द्वारा दर्शाया गया है। x का मान प्रतिस्थापित करने पर:
E = 2 × 21 = 42
217मात्रात्मक अभिक्षमता
एक वर्ग का विकर्ण 8√2 सेमी है। एक अन्य वर्ग का विकर्ण ज्ञात कीजिए जिसका क्षेत्रफल पहले वर्ग के क्षेत्रफल का तीन गुना है।
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 8√6
व्याख्या
एक वर्ग का क्षेत्रफल A उसके विकर्ण d से सूत्र A = (d²)/(2) द्वारा संबंधित होता है। चूंकि क्षेत्रफल विकर्ण के वर्ग के सीधे समानुपाती होता है, इसलिए यदि क्षेत्रफल को k के गुणक से गुणा किया जाता है, तो विकर्ण को √k के गुणक से गुणा किया जाता है।
दिया गया है कि पहले वर्ग का विकर्ण d₁ = 8√2 सेमी है और दूसरे वर्ग का क्षेत्रफल तीन गुना (k=3) है, तो दूसरे वर्ग के विकर्ण d₂ की गणना इस प्रकार की जाती है:
d₂ = d₁ × √3
d₁ का मान रखने पर:
d₂ = 8√2 × √3 = 8√(2 × 3) = 8√6 सेमी
वैकल्पिक रूप से, पहले वर्ग का क्षेत्रफल A₁ = (8√2)²/2 = (64 × 2)/(2) = 64 सेमी² है। दूसरे वर्ग का क्षेत्रफल A₂ = 3 × 64 = 192 सेमी² है। दूसरे वर्ग के लिए क्षेत्रफल के सूत्र का उपयोग करने पर:
दिए गए समीकरण x + ¹⁄ₓ = 2 को पूरे समीकरण में x से गुणा करके x² + 1 = 2x के रूप में फिर से लिखा जा सकता है। पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर द्विघात समीकरण x² - 2x + 1 = 0 प्राप्त होता है, जो कि पूर्ण वर्ग (x - 1)² = 0 का विस्तार है। इसे हल करने पर x = 1 का अद्वितीय मान प्राप्त होता है। वांछित व्यंजक x⁵⁷ + (1)/(x⁵⁷⁾ में x = 1 प्रतिस्थापित करने पर, हमें 1⁵⁷ + (1)/(1⁵⁷⁾ प्राप्त होता है। चूंकि 1 की कोई भी घात 1 ही रहती है, इसलिए यह गणना 1 + ¹⁄₁ हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप 2 प्राप्त होता है।
219मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि sec 30 = cos (40 - 15°) है, तो tan 30 का मान ज्ञात कीजिए।
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 1
व्याख्या
मान की गणना व्यंजक में दिए गए कोण घटकों के योग के टैनजेंट (tangent) का मान ज्ञात करके की जाती है।
दिए गए संख्यात्मक मानों को जोड़ने पर:
30° + 15° = 45°
मानक त्रिकोणमितीय सारणी (trigonometric tables) के अनुसार, tan 45° का मान है:
tan 45° = 1
यह विकल्पों में दिए गए मान से मेल खाता है।
220मात्रात्मक अभिक्षमता
एक खेप का तीन-चौथाई भाग 8% के लाभ पर और शेष भाग 4% की हानि पर बेचा गया। यदि कुल लाभ 600 रुपये था, तो खेप का मूल्य ज्ञात कीजिए।
● सही
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उत्तर: (D) 12,000 रुपये
व्याख्या
किसी खेप पर कुल लाभ या हानि प्रतिशत उसके व्यक्तिगत भागों के लाभ/हानि प्रतिशत का भारित औसत (weighted average) होता है। माना खेप का कुल मूल्य V है।
पहला भाग खेप का ¾ है, जिसे 8% लाभ पर बेचा गया। शेष भाग खेप का 1 - ¾ = ¼ है, जिसे 4% की हानि पर बेचा गया। शुद्ध लाभ प्रतिशत P की गणना इस प्रकार की जाती है:
P = (¾ × 8%) + (¼ × -4%)
P = 6% - 1% = 5%
हमें दिया गया है कि कुल लाभ 600 रुपये है, जो कुल मूल्य के इस 5% के बराबर है। इसलिए:
V का 5% = 600
⁵⁄₁₀₀ × V = 600
V = (600 × 100)/(5) = 600 × 20 = 12,000
221मात्रात्मक अभिक्षमता
एक वृत्त की, किसी दी गई स्पर्श रेखा के समांतर स्पर्श रेखाओं की संख्या होती है:
● सही
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उत्तर: (A) 1
व्याख्या
वृत्त की स्पर्श रेखा को एक ऐसी रेखा के रूप में परिभाषित किया जाता है जो वृत्त को ठीक एक बिंदु पर स्पर्श करती है। वृत्त का एक मूलभूत गुण यह है कि किसी भी बिंदु पर स्पर्श रेखा, स्पर्श बिंदु से होकर जाने वाली त्रिज्या पर लंबवत होती है। एक बिंदु P पर दी गई स्पर्श रेखा के लिए, इसके समांतर कोई भी रेखा P से होकर गुजरने वाले व्यास पर भी लंबवत होनी चाहिए। चूंकि एक व्यास वृत्त को ठीक दो बिंदुओं पर प्रतिच्छेद करता है, इसलिए वृत्त पर केवल दो ही ऐसे बिंदु होते हैं जहाँ स्पर्श रेखाएँ किसी विशिष्ट दिशा के समांतर हो सकती हैं। इनमें से एक बिंदु मूल स्पर्श बिंदु P है। दूसरा बिंदु व्यासतः सम्मुख बिंदु Q है। अतः, किसी भी दी गई स्पर्श रेखा के लिए, उसके समांतर ठीक 1 अन्य स्पर्श रेखा होती है।
222मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि m.xᵐ - n.xⁿ = 0 है, तो xⁿ के पदों में 1/(xᵐ + xⁿ) + 1/(xᵐ - xⁿ) का मान है: जहाँ x, m, n के लिए x > 0 है
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 2mn / (xⁿ(n² - m²))
व्याख्या
दिए गए समीकरण m · xᵐ - n · xⁿ = 0 से, हम यह संबंध स्थापित कर सकते हैं:
m · xᵐ = n · xⁿ ⟹ xᵐ = ⁿ⁄ₘ xⁿ
मूल्यांकन किया जाने वाला व्यंजक (1)/(xᵐ + xⁿ) + (1)/(xᵐ - xⁿ) है। एक सामान्य हर (common denominator) लेकर इस बीजगणितीय योग को सरल करने पर:
(xᵐ - xⁿ) + (xᵐ + xⁿ){(xᵐ + xⁿ)(xᵐ - xⁿ)} = 2xᵐ{x²ᵐ - x²ⁿ}
अंश और हर से xⁿ को निरस्त करने और हर के भिन्न को सरल करने पर:
(2n)/(m){xⁿ (n² - m²{m²})} = ²ⁿ⁄ₘ · m²{xⁿ(n² - m²)}
m को निरस्त करने पर अंतिम मान प्राप्त होता है:
(2mn)/(xⁿ⁾⁽ⁿ^^^² ⁻ ᵐ^²⁾
223मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि, एक गैर-शून्य x के लिए, 5x² + 7x + 5 = 0 है, तो x³ + (1)/(x³) का मान है:
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 182
व्याख्या
एक गैर-शून्य x के लिए दिया गया द्विघात समीकरण:
5x² + 7x + 5 = 0
इसे x + ¹⁄ₓ के रूप में व्यक्त करने के लिए पूरे समीकरण को 5x से भाग देने पर:
5x²{5x} + ⁷ˣ⁄₅ₓ + ⁵⁄₅ₓ = 0
x + ⁷⁄₅ + ¹⁄ₓ = 0
x + ¹⁄ₓ = -⁷⁄₅
x³ + (1)/(x³) का मान ज्ञात करने के लिए, हम बीजगणितीय सर्वसमिका a³ + b³ = (a + b)³ - 3ab(a + b) का उपयोग करते हैं। a = x और b = ¹⁄ₓ प्रतिस्थापित करने पर:
x³ + (1)/(x³) = (x + ¹⁄ₓ)³ - 3(x)(¹⁄ₓ)(x + ¹⁄ₓ)
x³ + (1)/(x³) = (x + ¹⁄ₓ)³ - 3(x + ¹⁄ₓ)
अब, x + ¹⁄ₓ = -⁷⁄₅ का मान प्रतिस्थापित करने पर:
x³ + (1)/(x³) = (-⁷⁄₅)³ - 3(-⁷⁄₅)
x³ + (1)/(x³) = -³⁴³⁄₁₂₅ + ²¹⁄₅
पदों को जोड़ने के लिए, 125 के समान हर का उपयोग करने पर:
x³ + (1)/(x³) = -³⁴³⁄₁₂₅ + (21 × 25)/(5 × 25)
x³ + (1)/(x³) = -³⁴³⁄₁₂₅ + ⁵²⁵⁄₁₂₅
x³ + (1)/(x³) = (525 - 343)/(125) = ¹⁸²⁄₁₂₅
224मात्रात्मक अभिक्षमता
एक व्यक्ति ने B को 3 वर्ष के लिए 23000 रुपये और C को 4 वर्ष के लिए 19000 रुपये समान साधारण ब्याज की दर पर उधार दिए और दोनों से ब्याज के रूप में कुल 3625 रुपये प्राप्त किए। ब्याज की वार्षिक दर क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) 2.5 प्रतिशत
व्याख्या
B और C दोनों से प्राप्त कुल साधारण ब्याज, प्रत्येक व्यक्तिगत ऋण के लिए परिकलित ब्याजों का योग है। साधारण ब्याज के सूत्र SI = (P × R × T)/(100) का उपयोग करते हुए, जहाँ P मूलधन है, R ब्याज की दर है, और T वर्षों में समय है, समीकरण को इस प्रकार स्थापित किया जाता है:
(23000 × R × 3)/(100) + (19000 × R × 4)/(100) = 3625
व्यंजकों को सरल करने पर:
230 × 3 × R + 190 × 4 × R = 3625
690R + 760R = 3625
पदों को जोड़ने पर:
1450R = 3625
R के लिए हल करने पर:
R = ³⁶²⁵⁄₁₄₅₀
R = 2.5
ब्याज की वार्षिक दर 2.5 प्रतिशत है।
225मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि △ABC ∼ △DEF इस प्रकार है कि AB = 9.1 सेमी और DE = 6.5 सेमी है। यदि △DEF का परिमाप = 25 सेमी है, तो △ABC का परिमाप है:
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) 35 सेमी
व्याख्या
दो समरूप त्रिभुजों के लिए, उनके परिमापों का अनुपात उनकी संगत भुजाओं के अनुपात के बराबर होता है। दिया गया है कि △ ABC ∼ △ DEF, इस संबंध को इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:
(△ ABC का परिमाप)/(△ DEF का परिमाप) = (AB)/(DE)
सूत्र में ज्ञात मानों को रखने पर:
(△ ABC का परिमाप)/(25) = (9.1)/(6.5)
गणना को सरल बनाने के लिए, अनुपात (9.1)/(6.5) को ⁹¹⁄₆₅ के रूप में लिखा जा सकता है। अंश और हर दोनों को उनके महत्तम समापवर्तक (GCD), 13 से विभाजित करने पर, अनुपात सरल होकर ⁷⁄₅ हो जाता है।
△ ABC का परिमाप = 25 × ⁷⁄₅
△ ABC का परिमाप = 5 × 7 = 35 सेमी
226मात्रात्मक अभिक्षमता
I पुरुष और 4 महिलाएँ एक कार्य को I ⁶⁵⁄₄ दिनों में पूरा कर सकते हैं, जबकि 3 पुरुष और 4 महिलाएँ इसे I ¹²⁄₂ दिनों में पूरा कर सकते हैं। 13 महिलाएँ उसी कार्य को कितने दिनों में पूरा करेंगी?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 20
व्याख्या
मान लीजिए एक पुरुष की दैनिक कार्य क्षमता M और एक महिला की दैनिक कार्य क्षमता W है। प्रश्न के अनुसार, दिए गए समूहों के आधार पर कुल कार्य को दो तरीकों से व्यक्त किया जा सकता है:
(1M + 4W) × ⁶⁵⁄₄ = (3M + 4W) × ¹³⁄₂
पुरुषों और महिलाओं की कार्य क्षमता के बीच संबंध खोजने के लिए, दोनों पक्षों को 13 से विभाजित करके और 4 से गुणा करके समीकरण को सरल बनाएं:
5(M + 4W) = 2(3M + 4W)
5M + 20W = 6M + 8W
M = 12W
इसका तात्पर्य यह है कि एक पुरुष की कार्य क्षमता 12 महिलाओं के बराबर है। अब, पहले समीकरण में M = 12W रखकर कुल कार्य इकाइयों की गणना करें:
कुल कार्य = (12W + 4W) × ⁶⁵⁄₄ = 16W × ⁶⁵⁄₄ = 4 × 65W = 260W
13 महिलाओं द्वारा इस कार्य को पूरा करने में लिए गए समय को ज्ञात करने के लिए, कुल कार्य को उनकी संयुक्त क्षमता से विभाजित करें:
दिनों की संख्या = (260W)/(13W) = 20 दिन
227मात्रात्मक अभिक्षमता
नीचे दी गई तालिका पांच दुकानदारों द्वारा बेचे गए कैलकुलेटरों की संख्या को दर्शाती है।
दुकानदार कैलकुलेटर
S1 40
S2 60
S3 55
S4 35
S5 80
S5 द्वारा बेचे गए कैलकुलेटरों की संख्या, S1 द्वारा बेचे गए कैलकुलेटरों की संख्या का कितना प्रतिशत है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) 200 प्रतिशत
व्याख्या
S5 द्वारा बेचे गए कैलकुलेटरों की संख्या, S1 द्वारा बेचे गए कैलकुलेटरों की संख्या का कितना प्रतिशत है, यह ज्ञात करने के लिए हम प्रतिशत सूत्र का उपयोग करते हैं:
प्रतिशत = (S5 का मान)/(S1 का मान) × 100
दी गई तालिका से, S5 द्वारा बेचे गए कैलकुलेटरों की संख्या 80 है और S1 द्वारा बेचे गए कैलकुलेटरों की संख्या 40 है। इन मानों को समीकरण में रखने पर:
प्रतिशत = ⁸⁰⁄₄₀ × 100
80 को 40 से विभाजित करने पर 2 प्राप्त होता है। इसलिए:
प्रतिशत = 2 × 100 = 200%
यह गणना दर्शाती है कि दुकानदार S5 की बिक्री, दुकानदार S1 की बिक्री से ठीक दोगुनी है, जो 200 प्रतिशत के बराबर है।
228मात्रात्मक अभिक्षमता
cos²15° का मान क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (B) (2 + √3)/4
व्याख्या
cos² 15° का मान ज्ञात करने के लिए, हम द्वि-कोण सूत्र (double-angle formula) से प्राप्त त्रिकोणमितीय घात-न्यूनीकरण सर्वसमिका (power-reduction identity) का उपयोग करते हैं:
cos 2θ = 2cos² θ - 1 ⟹ cos² θ = (1 + cos(2θ))/(2)
समीकरण में θ = 15° प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है:
cos² 15° = (1 + cos(2 × 15°))/(2)
cos² 15° = (1 + cos 30°)/(2)
cos 30° का सटीक मान √3{2} है। इस मान को व्यंजक में प्रतिस्थापित करने पर:
cos² 15° = 1 + {√3{2}}{2}
अंश को सरल करने के लिए, हम एक सामान्य हर ज्ञात करते हैं:
1 + √3{2} = 2 + √3{2}
अब, हर 2 से विभाजित करने पर:
cos² 15° = {2 + √3{2}}{2} = 2 + √3{4}
229मात्रात्मक अभिक्षमता
बिंदु H से, शाम 6:30 बजे, एक ट्रेन 90 किमी/घंटा की गति से बिंदु K की ओर चलना शुरू करती है। दूसरी ट्रेन बिंदु K से शाम 7:30 बजे 72 किमी/घंटा की गति से बिंदु H की ओर चलना शुरू करती है। दोनों ट्रेनें रात 11:30 बजे बिंदु J पर मिलती हैं। दूरी HJ और KJ का अनुपात क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 25:16
व्याख्या
दूरी HJ बिंदु H से शुरू होने वाली ट्रेन द्वारा तय की जाती है। शाम 6:30 बजे से रात 11:30 बजे तक की समय अवधि t₁ = 5 घंटे है। सूत्र दूरी = गति × समय का उपयोग करते हुए, दूरी HJ = 90 किमी/घंटा × 5 घंटे = 450 किमी।
दूरी KJ बिंदु K से शुरू होने वाली ट्रेन द्वारा तय की जाती है। शाम 7:30 बजे से रात 11:30 बजे तक की समय अवधि t₂ = 4 घंटे है। इस प्रकार, दूरी KJ = 72 किमी/घंटा × 4 घंटे = 288 किमी।
दूरी HJ और KJ का अनुपात ज्ञात करने के लिए:
अनुपात = (HJ)/(KJ) = ⁴⁵⁰⁄₂₈₈
अंश और हर दोनों को उनके उभयनिष्ठ गुणनखंड 18 से विभाजित करने पर:
450 ÷ 18 = 25
288 ÷ 18 = 16
परिणामी अनुपात 25:16 है।
230मात्रात्मक अभिक्षमता
एक दौड़ में, एक टीम में 4 सदस्य हैं। प्रत्येक सदस्य को एक के बाद एक 5 किमी की दूरी तय करनी है। यदि लिया गया कुल समय 30 मिनट है, तो औसत चाल क्या रही होगी?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (B) 40 किमी/घंटा
व्याख्या
औसत चाल को तय की गई कुल दूरी को लिए गए कुल समय से विभाजित करने के रूप में परिभाषित किया जाता है:
Vₐᵥ_g = Dₜₒₜₐₗ{Tₜₒₜₐₗ}
कुल दूरी टीम के सभी 4 सदस्यों द्वारा तय की गई दूरियों का योग है। चूंकि प्रत्येक सदस्य 5 किमी की दूरी तय करता है:
Dₜₒₜₐₗ = 4 × 5 किमी = 20 किमी
लिया गया कुल समय 30 मिनट है। औसत चाल को किमी/घंटा में व्यक्त करने के लिए, समय को मिनट से घंटे में बदलें:
Tₜₒₜₐₗ = ³⁰⁄₆₀ घंटा = 0.5 घंटा
इन मानों को औसत चाल के सूत्र में रखें:
Vₐᵥ_g = (20 किमी)/(0.5 घंटा) = 40 किमी/घंटा
231मात्रात्मक अभिक्षमता
रोहन ने अंकित को 15% व्यापारिक छूट पर 55,000 रुपये मूल्य का माल बेचा। अंकित ने रोहन को कितनी राशि का भुगतान किया?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 46,750 रुपये
व्याख्या
व्यापारिक छूट के बाद देय शुद्ध राशि की गणना माल के सकल सूची मूल्य में से छूट के मूल्य को घटाकर की जाती है। व्यापारिक छूट खरीद के समय दी जाती है और आम तौर पर इसे बीजक (इनवॉइस) से ही घटा दिया जाता है, जिसका अर्थ है कि लेनदेन को बही-खातों में शुद्ध मूल्य पर दर्ज किया जाता है।
शुद्ध मूल्य सूत्र का उपयोग करने पर:
शुद्ध राशि = सूची मूल्य × (1 - छूट दर)
दिए गए मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
व्यापारिक छूट = 55,000 × 15% = 55,000 × 0.15 = 8,250
भुगतान की गई राशि = 55,000 - 8,250 = 46,750
वैकल्पिक रूप से, सीधे शुद्ध प्रतिशत की गणना करने पर:
भुगतान की गई राशि = 55,000 × 85% = 55,000 × 0.85 = 46,750
232मात्रात्मक अभिक्षमता
नीचे दी गई तालिका 7 वस्तुओं के अंकित मूल्य और छूट के मूल्य को दर्शाती है।
वस्तुएं अंकित मूल्य छूट
D 1100 500
E 700 200
F 900 500
G 600 400
H 400 300
I 500 200
J 1000 200
सभी वस्तुओं का औसत अंकित मूल्य क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) 742.85
व्याख्या
औसत अंकित मूल्य सभी वस्तुओं के अंकित मूल्यों के कुल योग को वस्तुओं की कुल संख्या से विभाजित करके निर्धारित किया जाता है। सात वस्तुओं D, E, F, G, H, I, और J के अंकित मूल्य क्रमशः 1100, 700, 900, 600, 400, 500, और 1000 हैं। इन मूल्यों का योग करने पर 1100 + 700 + 900 + 600 + 400 + 500 + 1000 = 5200 प्राप्त होता है। यह देखते हुए कि वस्तुओं की संख्या n = 7 है, औसत अंकित मूल्य की गणना सूत्र औसत = (Σ अंकित मूल्य)/(n) का उपयोग करके की जाती है। मानों को प्रतिस्थापित करने पर, हमें ⁵²⁰⁰⁄₇ प्राप्त होता है, जिसके परिणामस्वरूप लगभग 742.857 प्राप्त होता है। दशमलव के दो स्थानों तक पूर्णांकित करने पर, औसत 742.85 है।
233मात्रात्मक अभिक्षमता
△ XYZ में, ∠ X = 90°, YZ = 15 सेमी और XZ = 12 सेमी है। तो cos Y ज्ञात कीजिए।
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) 3
व्याख्या
एक समकोण △ XYZ में, जहाँ ∠ X = 90° है, भुजा YZ कर्ण है। ∠ Y की संलग्न भुजा XY की लंबाई पाइथागोरस प्रमेय का उपयोग करके ज्ञात की जाती है:
XY = √(YZ² - XZ²) = √(15² - 12²) = √(225 - 144) = √(81) = 9 सेमी
भुजाओं की लंबाई 9, 12 और 15 एक पाइथागोरियन त्रिक (Pythagorean triplet) बनाती हैं, जो कि मूल त्रिक 3, 4, 5 का 3 गुना है।
cos Y के लिए त्रिकोणमितीय अनुपात को संलग्न भुजा की लंबाई को कर्ण की लंबाई से विभाजित करके परिभाषित किया जाता है:
cos Y = (संलग्न भुजा)/(कर्ण) = (XY)/(YZ)
ज्ञात मानों को प्रतिस्थापित करने पर:
cos Y = 9/15 = 3/5
234मात्रात्मक अभिक्षमता
(8x³ + 80x² + 200x) और (4x⁴ + 16x³ - 20x²) का लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 8x²(x + 5)²(x - 1)
व्याख्या
दिए गए व्यंजकों का लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) ज्ञात करने के लिए, हम प्रत्येक को उनके सरलतम बीजगणितीय गुणनखंडों में विभाजित करते हैं। पहला व्यंजक 8x³ + 80x² + 200x = 8x(x² + 10x + 25) है। द्विघात समीकरण को एक पूर्ण वर्ग के रूप में पहचानते हुए, यह 8x(x + 5)² हो जाता है।
दूसरा व्यंजक 4x⁴ + 16x³ - 20x² = 4x²(x² + 4x - 5) है। द्विघात त्रिपद का गुणनखंड करने पर 4x²(x + 5)(x - 1) प्राप्त होता है।
लघुत्तम समापवर्त्य (LCM) व्यंजकों में दिखाई देने वाले प्रत्येक गुणनखंड की उच्चतम घात का गुणनफल होता है। संख्यात्मक गुणांकों 8 और 4 के लिए, LCM 8 है। चर x के लिए, उच्चतम घात x² है। द्विपद गुणनखंड (x + 5) के लिए, उच्चतम घात (x + 5)² है। अंत में, गुणनखंड (x - 1) अधिकतम 1 की घात के साथ दिखाई देता है। इन उच्चतम घातों को आपस में गुणा करने पर परिणाम 8x²(x + 5)²(x - 1) प्राप्त होता है।
235मात्रात्मक अभिक्षमता
25 पुरुष और 45 महिलाएँ एक कार्य को 15 दिनों में पूरा कर सकते हैं, जबकि 15 पुरुष और 60 महिलाएँ इसे 20 दिनों में पूरा कर सकते हैं। 69 पुरुष और 67 महिलाएँ इस कार्य को कितने दिनों में पूरा कर सकते हैं?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 6
व्याख्या
किया गया कुल कार्य स्थिर है, जिससे हम सूत्र कार्य = (n₁ M + n₂ W) × D का उपयोग करके दोनों दी गई स्थितियों की तुलना कर सकते हैं। दोनों मामलों के लिए कार्य की तुलना करने पर (25M + 45W) × 15 = (15M + 60W) × 20 प्राप्त होता है। दोनों पक्षों को 5 से विभाजित करने पर 3(25M + 45W) = 4(15M + 60W) प्राप्त होता है। इसका विस्तार करने पर 75M + 135W = 60M + 240W प्राप्त होता है, जो सरल होकर 15M = 105W, या M = 7W हो जाता है। यह दर्शाता है कि एक पुरुष की कार्यक्षमता सात महिलाओं की कार्यक्षमता के बराबर है।
महिला-समतुल्य इकाइयों के संदर्भ में कुल कार्य की गणना पहली समीकरण में M = 7 और W = 1 रखकर की जाती है: कुल कार्य = (25 × 7 + 45 × 1) × 15 = (175 + 45) × 15 = 220 × 15 = 3300 इकाइयाँ। लक्षित समूह, यानी 69 पुरुषों और 67 महिलाओं की संयुक्त कार्यक्षमता 69 × 7 + 67 × 1 = 483 + 67 = 550 इकाइयाँ प्रति दिन है। कार्य को पूरा करने के लिए आवश्यक समय = (कुल कार्य)/(समूह की कार्यक्षमता) = ³³⁰⁰⁄₅₅₀ = 6 दिन है।
236मात्रात्मक अभिक्षमता
1500 मीटर की एक दौड़ में, यदि वाहन P, वाहन Q को 200 मीटर की शुरुआत (बढ़त) देता है, तो वाहन P 8 सेकंड से दौड़ जीत जाता है। वैकल्पिक रूप से, यदि वाहन P, वाहन Q को 400 मीटर की शुरुआत देता है, तो दौड़ बराबरी (डेड हीट) पर समाप्त होती है। वाहन P को 1500 मीटर दौड़ने में कितना समय लगता है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 44 सेकंड
व्याख्या
मान लीजिए कि वाहन P द्वारा 1500 मीटर की दौड़ पूरी करने में लिया गया समय T है।
दूसरे परिदृश्य में, जब P, Q को 400 मीटर की बढ़त देता है, तो दौड़ बराबरी पर समाप्त होती है। इसका अर्थ है कि जब P 1500 मीटर की दूरी तय करता है, तब Q उसी समय T में 1500 - 400 = 1100 मीटर की दूरी तय करता है। इस प्रकार, वाहन Q की गति को V_Q = (1100)/(T) के रूप में व्यक्त किया जा सकता है।
पहले परिदृश्य में, P, Q को 200 मीटर की बढ़त देता है और 8 सेकंड से जीत जाता है। इसका तात्पर्य यह है कि P, 1500 मीटर की दौड़ T समय में पूरी करता है, जबकि Q को शेष 1500 - 200 = 1300 मीटर की दूरी तय करने में T + 8 सेकंड का समय लगता है। इसलिए, वाहन Q की गति को V_Q = (1300)/(T + 8) के रूप में भी व्यक्त किया जा सकता है।
वाहन Q की गति के दोनों समीकरणों की तुलना करने पर:
(1100)/(T) = (1300)/(T + 8)
(11)/(T) = (13)/(T + 8)
11(T + 8) = 13T
11T + 88 = 13T
2T = 88
T = 44 सेकंड
वाहन P को 1500 मीटर की दौड़ पूरी करने में 44 सेकंड का समय लगता है।
237मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि tan A - tan B - tan C = tan A tan B tan C है, तो B और C के पदों में A का मान क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) A = B + C
व्याख्या
दिया गया समीकरण tan A - tan B - tan C = tan A tan B tan C है। स्पर्शज्या (tangent) योग सूत्र के घटकों को अलग करने के लिए पदों को पुनर्व्यवस्थित करने पर, हमें प्राप्त होता है:
tan A - tan A tan B tan C = tan B + tan C
बाईं ओर से tan A को उभयनिष्ठ (common) लेने पर:
tan A (1 - tan B tan C) = tan B + tan C
दोनों पक्षों को (1 - tan B tan C) से विभाजित करने पर प्राप्त होता है:
tan A = (tan B + tan C)/(1 - tan B tan C)
दो कोणों के योग के लिए मानक त्रिकोणमितीय सर्वसमिका के अनुसार, tan(B + C) = (tan B + tan C)/(1 - tan B tan C) होता है। इस सर्वसमिका को हमारे समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर प्राप्त होता है:
tan A = tan(B + C)
स्पर्शज्या (tangent) फलन के कोणों की तुलना करने पर, यह निष्कर्ष निकलता है कि A = B + C।
238मात्रात्मक अभिक्षमता
नीचे दी गई तालिका एक वर्ष में पांच राज्यों में शिक्षा के लिए बजट आवंटन को दर्शाती है।
राज्य बजट आवंटन
J 325
K 175
L 350
M 525
N 635
राज्य K में शिक्षा के लिए बजट आवंटन, राज्य L में शिक्षा के लिए बजट आवंटन का कितना प्रतिशत है?
● सही
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उत्तर: (D) 50 प्रतिशत
व्याख्या
यह निर्धारित करने के लिए कि राज्य K में शिक्षा के लिए बजट आवंटन, राज्य L में बजट आवंटन का कितना प्रतिशत है, हम मानक प्रतिशत सूत्र का उपयोग करते हैं:
प्रतिशत = ( (राज्य K का बजट)/(राज्य L का बजट) ) × 100
दी गई तालिका के अनुसार, राज्य K के लिए बजट आवंटन 175 है और राज्य L के लिए बजट आवंटन 350 है। इन मानों को सूत्र में रखने पर प्राप्त होता है:
प्रतिशत = ( ¹⁷⁵⁄₃₅₀ ) × 100
चूंकि 175 ठीक 350 का आधा है, इसलिए भिन्न सरल होकर 1/2 या 0.5 हो जाती है। इस मान को 100 से गुणा करने पर परिणाम 50% प्राप्त होता है।
239मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि एक अर्धगोले का व्यास 35 सेमी है, तो अर्धगोले का आयतन क्या है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 11229.17 सेमी³
व्याख्या
एक अर्धगोले का आयतन V, सूत्र V = ⅔ π r³ द्वारा दिया जाता है, जहाँ r त्रिज्या है। दिया गया है कि व्यास 35 सेमी है, इसलिए त्रिज्या r = ³⁵⁄₂ = 17.5 सेमी। इन मानों को सूत्र में रखने पर:
V = ⅔ × ²²⁄₇ × (17.5)³
V = ⅔ × ²²⁄₇ × ³⁵⁄₂ × ³⁵⁄₂ × ³⁵⁄₂
उभयनिष्ठ गुणनखंडों को विभाजित करके व्यंजक को सरल करने पर:
V = ⅓ × 11 × 5 × ³⁵⁄₂ × 35
V = (11 × 5 × 1225)/(6)
V = ⁶⁷³⁷⁵⁄₆
V ≈ 11229.166... सेमी³
दशमलव के दो स्थानों तक पूर्णांकित करने पर, आयतन 11229.17 सेमी³ है।
240मात्रात्मक अभिक्षमता
80 रुपये प्रति किलोग्राम और 50 रुपये प्रति किलोग्राम मूल्य वाले गेहूं को एक तीसरी किस्म के साथ 1:2:3 के अनुपात में मिलाया जाता है। यदि मिश्रण का मूल्य 75 रुपये प्रति किलोग्राम है, तो तीसरी किस्म का प्रति किलोग्राम मूल्य किसके बराबर होगा?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (D) 90 रुपये
व्याख्या
मिश्रण के मूल्य की गणना भारित औसत (weighted average) सूत्र का उपयोग करके की जाती है:
Pₐᵥ_g = w₁P₁ + w₂P₂ + w₃P₃{w₁ + w₂ + w₃}
दिए गए मूल्य P₁ = 80, P₂ = 50 और मिश्रण का अनुपात 1:2:3 है, हम भार को w₁ = 1, w₂ = 2, और w₃ = 3 के रूप में मान सकते हैं। औसत मूल्य Pₐᵥ_g = 75 दिया गया है। इन मानों को सूत्र में रखने पर:
75 = (80 × 1) + (50 × 2) + (P₃ × 3){1 + 2 + 3}
75 = 80 + 100 + 3P₃{6}
450 = 180 + 3P₃
270 = 3P₃
P₃ = 90
अतः, गेहूं की तीसरी किस्म का मूल्य 90 रुपये प्रति किलोग्राम है।
241मात्रात्मक अभिक्षमता
6 और 54 का मध्यानुपाती, 15 से कितना अधिक है?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (A) 3
व्याख्या
दो संख्याओं a और b के मध्यानुपाती M की गणना सूत्र M = √(ab) का उपयोग करके की जाती है। दिए गए मानों a = 6 और b = 54 को प्रतिस्थापित करने पर, गणना M = √(6 × 54) = √(324) है। 324 का वर्गमूल 18 है। प्रश्न में इस मध्यानुपाती और संख्या 15 के बीच का अंतर पूछा गया है। 18 में से 15 घटाने पर 18 - 15 = 3 प्राप्त होता है।
242मात्रात्मक अभिक्षमता
एक वस्तु की बिक्री पर प्रारंभिक लाभ प्रतिशत 55% था। यदि वस्तु के क्रय मूल्य में 24% की वृद्धि होती है लेकिन विक्रय मूल्य वही रहता है, तो नया लाभ प्रतिशत क्या होगा?
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (B) 25%
व्याख्या
मान लीजिए कि वस्तु का प्रारंभिक क्रय मूल्य CP₁ = 100 है। चूंकि प्रारंभिक लाभ प्रतिशत 55% था, इसलिए विक्रय मूल्य की गणना इस प्रकार की जाती है:
SP = CP₁ × (1 + ⁵⁵⁄₁₀₀) = 100 × 1.55 = 155
प्रश्न के अनुसार, क्रय मूल्य में 24% की वृद्धि होती है, जिससे नया क्रय मूल्य निम्न हो जाता है:
CP₂ = 100 × (1 + ²⁴⁄₁₀₀) = 124
विक्रय मूल्य 155 पर ही समान रहता है। नया लाभ, स्थिर विक्रय मूल्य और नए क्रय मूल्य के बीच का अंतर है:
नया लाभ = SP - CP₂ = 155 - 124 = 31
नए लाभ प्रतिशत की गणना नए क्रय मूल्य पर की जाती है:
नया लाभ प्रतिशत = (नया लाभ)/(CP₂) × 100 = ³¹⁄₁₂₄ × 100
भिन्न ³¹⁄₁₂₄ को सरल करने पर, हम पाते हैं कि 31 × 4 = 124, इसलिए समीकरण इस प्रकार हो जाता है:
¼ × 100 = 25%
243मात्रात्मक अभिक्षमता
एक अर्धगोलाकार कटोरा बनाने के लिए स्टील का उपयोग किया जाता है जिसकी मोटाई 0.37 सेमी है। कटोरे की आंतरिक त्रिज्या 6 सेमी है। कटोरे का बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए (π = ²²⁄₇ लीजिए)
● सही
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उत्तर: (B) 255.0548 सेमी²
व्याख्या
अर्धगोलाकार कटोरे की बाहरी त्रिज्या R, आंतरिक त्रिज्या r और स्टील की मोटाई t का योग है। दिया गया है कि आंतरिक त्रिज्या 6 सेमी है और मोटाई 0.37 सेमी है, तो बाहरी त्रिज्या है:
R = r + t = 6 + 0.37 = 6.37 सेमी
अर्धगोले के वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल का सूत्र 2 π R² है। π = ²²⁄₇ के मान का उपयोग करते हुए, बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल की गणना इस प्रकार की जाती है:
बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल = 2 × ²²⁄₇ × (6.37)²
बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल = 2 × ²²⁄₇ × 6.37 × 6.37
6.37 को 7 से विभाजित करके गणना को सरल करने पर:
बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल = 2 × 22 × 0.91 × 6.37
बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल = 44 × 0.91 × 6.37
बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल = 40.04 × 6.37
बाहरी वक्र पृष्ठीय क्षेत्रफल = 255.0548 सेमी²
244मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि tan²α = 3 + Q² है, तो sec α + tan³α cos α = ?
● सही
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उत्तर: (D) (4 + Q²)³
व्याख्या
व्यंजक sec α + tan³ α csc α को बुनियादी त्रिकोणमितीय सर्वसमिकाओं का उपयोग करके सरल किया जा सकता है। सबसे पहले, tan α और csc α को साइन (sine) और कोसाइन (cosine) के पदों में व्यक्त करें:
इन भिन्नों को जोड़ने के लिए, cos³ α का एक उभयनिष्ठ हर (common denominator) ज्ञात करें:
(cos² α + sin² α)/(cos³ α)
पाइथागोरस सर्वसमिका sin² α + cos² α = 1 का उपयोग करने पर, व्यंजक इस प्रकार हो जाता है:
(1)/(cos³ α) = sec³ α
इस व्यंजक का वर्ग मान (sec³ α)² = sec⁶ α है, जिसे (sec² α)³ के रूप में लिखा जा सकता है। सर्वसमिका sec² α = 1 + tan² α के अनुसार, हम दिए गए मान tan² α = 3 + Q² को प्रतिस्थापित कर सकते हैं:
sec² α = 1 + (3 + Q²) = 4 + Q²
इसे वापस घन रूप (cubic form) में प्रतिस्थापित करने पर:
(sec² α)³ = (4 + Q²)³
245मात्रात्मक अभिक्षमता
एक समबाहु त्रिभुज की ऊँचाई 9√3 सेमी है। इस समबाहु त्रिभुज का क्षेत्रफल क्या है?
● सही
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उत्तर: (D) 81√3 सेमी²
व्याख्या
एक समबाहु त्रिभुज का क्षेत्रफल A, उसकी ऊँचाई h से सूत्र A = h²{√3} द्वारा संबंधित है। दी गई ऊँचाई h = 9√3 सेमी को इस सूत्र में प्रतिस्थापित करने पर प्राप्त होता है:
A = (9√3)²{√3}
A = (81 × 3)/(√(3))
A = (243)/(√(3))
परिणाम को सरल करने के लिए, अंश और हर दोनों को √3 से गुणा करके हर का परिमेयकरण करें:
A = 243√3{3}
A = 81√3 सेमी²
वैकल्पिक रूप से, त्रिभुज की भुजा की लंबाई a को ऊँचाई के सूत्र h = √3{2}a का उपयोग करके ज्ञात किया जा सकता है। दिए गए मान को प्रतिस्थापित करने पर, 9√3 = √3{2}a, जिससे a = 18 सेमी प्राप्त होता है। इसके बाद क्षेत्रफल की गणना भुजा-आधारित सूत्र A = √3{4}a² = √3{4} × 18² = √3{4} × 324 = 81√3 सेमी² का उपयोग करके की जाती है।
246मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि किसी त्रिभुज के कोणों का अनुपात 1:2:3 है, तो वह किस प्रकार का त्रिभुज है?
● सही
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उत्तर: (C) समकोण त्रिभुज
व्याख्या
किसी भी त्रिभुज के आंतरिक कोणों का योग हमेशा 180° होता है। यह दिया गया है कि कोणों का अनुपात 1:2:3 है, इसलिए हम उन्हें x, 2x और 3x के रूप में दर्शा सकते हैं। कोण योग गुणधर्म का उपयोग करने पर:
x + 2x + 3x = 180°
6x = 180°
x = 30°
कोणों के व्यंजकों में x का मान वापस रखने पर हमें 30°, 60° और 90° प्राप्त होता है। चूंकि त्रिभुज के कोणों में से एक कोण ठीक 90° है, इसलिए इस त्रिभुज को समकोण त्रिभुज के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
247मात्रात्मक अभिक्षमता
एक व्यक्ति ने एक निश्चित धनराशि 7 प्रतिशत वार्षिक साधारण ब्याज की दर पर उधार दी और 11 वर्षों में प्राप्त ब्याज, उधार दी गई धनराशि से 920 रुपये कम है। उधार दी गई धनराशि कितनी है?
● सही
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उत्तर: (B) रु. 4000
व्याख्या
माना उधार दी गई धनराशि P है। साधारण ब्याज के सूत्र SI = (P × R × T)/(100) का उपयोग करते हुए, जहाँ R = 7 और T = 11 है, ब्याज SI = (P × 7 × 11)/(100) = (77P)/(100) होगा। प्रश्न के अनुसार, प्राप्त ब्याज उधार दी गई धनराशि से 920 रुपये कम है, जिसे P - SI = 920 के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। समीकरण में SI का मान रखने पर:
P - (77P)/(100) = 920
(100P - 77P)/(100) = 920
(23P)/(100) = 920
P = (920 × 100)/(23)
P = 40 × 100 = 4000
248मात्रात्मक अभिक्षमता
निम्नलिखित समीकरण को सरल कीजिए। x के दोनों मानों के बीच का अंतर कितना है?
7x + 4x²÷ (5x÷ 10) - 3{5⅓ -x³÷ (3x²÷ x)} = 0
● सही
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उत्तर: (D) 17
व्याख्या
BODMAS नियम लागू करके, सबसे आंतरिक कोष्ठक और विभाजन से शुरू करते हुए व्यंजक को सरल किया जाता है।
सबसे पहले, दूसरे पद को सरल करें:
4x²÷ (5x÷ 10) = 4x²÷ (ˣ⁄₂) = 4x² × ²⁄ₓ = 8x
इसके बाद, मंजले कोष्ठक के अंदर के व्यंजक को सरल करें:
कोष्ठक के अंदर का विभाजन 3x²÷ x = 3x है।
इसके बाद का विभाजन x³÷ 3x = x²/3 है।
पद 5⅓, ¹⁶⁄₃ के बराबर है।
इन्हें वापस 3 से गुणा किए गए मंजले कोष्ठक वाले पद में प्रतिस्थापित करने पर प्राप्त होता है:
3{¹⁶⁄₃ - x²/3} = 16 - x²
अब, इन सरलीकृत भागों को वापस मूल समीकरण में प्रतिस्थापित करें:
7x + 8x - (16 - x²) = 0
15x - 16 + x² = 0
x² + 15x - 16 = 0
यह एक द्विघात समीकरण है जिसका गुणनखंड किया जा सकता है:
x² + 16x - x - 16 = 0
x(x + 16) - 1(x + 16) = 0
(x - 1)(x + 16) = 0
x के दो मान x₁ = 1 और x₂ = -16 हैं।
इन दोनों मानों के बीच का अंतर है:
|x₁ - x₂| = |1 - (-16)| = |1 + 16| = 17
249मात्रात्मक अभिक्षमता
यदि x² + y² + 2y + 4x + 5 = 0, तो x - y =
● सही
● सही उत्तर हाइलाइट किया गया है
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उत्तर: (C) - 1
व्याख्या
दिए गए समीकरण x² + y² + 2y + 4x + 5 = 0 को वर्ग पूर्ण करके (x + 2)² + (y + 1)² = 0 के रूप में पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है। इससे प्राप्त होता है कि x + 2 = 0 और y + 1 = 0, जिससे x = -2 और y = -1 प्राप्त होता है, इसलिए x - y = -2 - (-1) = -1।
250मात्रात्मक अभिक्षमता
एक मास्क निर्माता कंपनी ने वर्ष 2018 में 'X' संख्या में मास्क का निर्माण किया। इसने वर्ष 2019 में अपनी विनिर्माण क्षमता में 30% की वृद्धि की और वर्ष 2020 में अपने विनिर्माण में 15% की और वृद्धि की। वर्ष 2021 में, मशीनरी खराब होने के कारण, इसके विनिर्माण में 40% की गिरावट आई। यदि इसने वर्ष 2021 में 179400 मास्क का निर्माण किया, तो 'X' का मान क्या है?
● सही
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उत्तर: (C) 200000
व्याख्या
वर्ष 2021 में उत्पादित मास्क की अंतिम संख्या की गणना क्रमिक प्रतिशत परिवर्तन सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है। माना कि वर्ष 2018 में मास्क की प्रारंभिक संख्या X थी। उत्पादन में परिवर्तन इस प्रकार हैं: वर्ष 2019 में 30% की वृद्धि, वर्ष 2020 में 15% की वृद्धि और वर्ष 2021 में 40% की कमी।
अंतिम उत्पादन को दर्शाने वाला समीकरण है:
X × (1 + ³⁰⁄₁₀₀) × (1 + ¹⁵⁄₁₀₀) × (1 - ⁴⁰⁄₁₀₀) = 179400
गुणकों को सरल करने पर:
X × 1.3 × 1.15 × 0.6 = 179400
सबसे पहले, गुणनखंडों को गुणा करें:
1.3 × 0.6 = 0.78
0.78 × 1.15 = 0.897
अब, X के लिए हल करें:
0.897 × X = 179400
X = (179400)/(0.897)
दशमलव हटाने पर:
X = ¹⁷⁹⁴⁰⁰⁰⁰⁰⁄₈₉₇
चूंकि 897 × 2 = 1794, इसलिए विभाजन से प्राप्त होता है:
X = 200000