अध्याय 8 अनुक्रम एवं श्रेणी अतिरिक्त अभ्यास
अध्याय 8 पर अतिरिक्त अभ्यास
1. यदि $f$ एक फलन है जो सभी $x, y \in \mathbf{N}$ के लिए $f\left(x+y\right)=f\left(x\right) f\left(y\right)$ संतुष्ट करता है तथा $ f\left(1\right)=3 \text{ और } \sum _ {x=1}^{n} f\left(x\right)=120 \text{, तो } n \text{ का मान ज्ञात कीजिए } $
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उत्तर :
दिया गया है,
$f\left(x+y\right)=f\left(x\right) \times f\left(y\right)$ सभी $x, y \in N\qquad \ldots\left(1\right)$
$f\left(1\right)=3$
समीकरण (1) में $x=y=1$ लेने पर, हम प्राप्त करते हैं
$f\left(1+1\right)=f\left(2\right)=f\left(1\right)\times f\left(1\right)=3 \times 3=9$
इसी तरह,
$f\left(1+1+1\right)=f\left(3\right)=f\left(1+2\right)=f\left(1\right) f\left(2\right)=3 \times 9=27$
$f\left(4\right)=f\left(1+3\right)=f\left(1\right) f\left(3\right)=3 \times 27=81$
$\therefore \ \ f\left(1\right), f\left(2\right), f\left(3\right), \ldots$, अर्थात $3,9,27, \ldots$, एक $G.P.$ बनाते हैं जिसका पहला पद और सार्व अनुपात दोनों $3$ के बराबर हैं।
ज्ञात है कि,
$ S_n=\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1} $
दिया गया है कि, $\sum _ {x=1}^{n} f\left(x\right)=120$
$\therefore \ \ 120=\dfrac{3\left(3^{n}-1\right)}{3-1}$
$\Rightarrow 120=\dfrac{3}{2}\left(3^{n}-1\right)$
$\Rightarrow 3^{n}-1=80$
$\Rightarrow 3^{n}=81=3^{4}$
$\therefore \ \ n=4$
इस प्रकार, $n$ का मान $4$ है।
2. एक $G.P.$ के कुछ पदों का योग $315$ है जिसका पहला पद और सार्व अनुपात क्रमशः $5$ और $2$ है। अंतिम पद और पदों की संख्या ज्ञात कीजिए।
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उत्तर :
मान लीजिए $n$ पदों के योग $315$ है।
ज्ञात है कि, $S_n=\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
दिया गया है कि पहला पद $a$ $5$ है और सार्व अनुपात $r$ $2$ है।
$\therefore \ \ 315=\dfrac{5\left(2^{n}-1\right)}{2-1}$
$\Rightarrow 2^{n}-1=63$
$\Rightarrow 2^{n}=64=\left(2\right)^{6}$
$\Rightarrow n=6$
$\therefore \ \ $ G.P के अंतिम पद $=6^{\text{वां }}$ पद $=a r^{6 - 1}=\left(5\right)\left(2\right)^{5}=\left(5\right)\left(32\right)=160$
इसलिए, G.P के अंतिम पद $160$ है।
3. एक G.P का पहला पद $1$ है। तीसरे पद और पांचवें पद का योग $90$ है। G.P का सार्व अनुपात ज्ञात कीजिए।
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उत्तर :
मान लीजिए $a$ और $r$ क्रमशः G.P के पहला पद और सार्व अनुपात हैं।
$\therefore \quad a_{1}=1$
$a_3=a r^{2}=r^{2}$
$a_5=a r^{4}=r^{4}$
$\therefore \ \ r^{2}+r^{4}=90$
$\Rightarrow r^{4}+r^{2}- 90=0$
समीकरण को हल करने पर
$\Rightarrow r^{2}=\dfrac{-1+\sqrt{1+360}}{2}=\dfrac{-1 \pm \sqrt{361}}{2}$
$\Rightarrow \dfrac{-1 \pm 19}{2}=-10$ या $9$
$\therefore \ \ r= \pm 3 \ \ $ (वास्तविक मूलों को लेते हुए)
इसलिए, G.P का सार्व अनुपात $\pm 3$ है।
4. G.P में तीन संख्याओं का योग $56$ है। यदि इन संख्याओं से क्रमशः $1, 7, 21$ घटा दिए जाएं, तो हमें एक समांतर श्रेणी प्राप्त होती है। संख्याएं ज्ञात कीजिए।
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उत्तर :
मान लीजिए G.P में तीन संख्याएं $a$, $a r$, और $a r^{2}$ हैं।
दिए गए शर्त के अनुसार, $a+a r+a r^{2}=56$
$\Rightarrow a\left(1+r+r^{2}\right)=56$
$\Rightarrow a=\dfrac{56}{1+r+r^{2}}\qquad \ldots\left(1\right)$
$a - 1 , ar -$ $7, a r^{2} - 21$ एक $A.P.$ बनाते हैं।
$ \therefore \ \ \left(ar - 7\right)-\left(a-1\right) = \left(ar^2 - 21\right) - \left(ar - 7\right) $
$\Rightarrow ar - a - 6=a r^{2} - ar - 14$
$\Rightarrow a r^{2} - 2 a r+a=8$
$\Rightarrow a r^{2}- a r- a r+a=8$
$\Rightarrow a\left(r^{2}+1 - 2 r\right)=8$
$\Rightarrow a\left(r- 1\right)^{2}=8$
$\Rightarrow \dfrac{56}{1+r+r^{2}}\left(r-1\right)^{2}=8$
[समीकरण (1) का उपयोग करते हुए]
$\Rightarrow 7\left(r^{2} - 2 r+1\right)=1+r+r^{2}$
$\Rightarrow 7 r^{2} - 14 r + 7 - 1 - r - r^{2}=0$
$\Rightarrow 6 r^{2} - 15 r+6=0$
$\Rightarrow 6 r^{2} - 12 r - 3 r+6=0$
$ \therefore \ \ {6r\left(r-2\right)-3\left(r-2\right)} $
$\Rightarrow\left(6 r- 3\right)\left(r- 2\right)=0$
$\therefore \ \ r=2, \dfrac{1}{2}$
$\left(1\right)$ से
जब $r=2, a=8$
जब $r=\dfrac{1}{2}, a=32$
इसलिए, जब $r=2$, $G.P.$ में तीन संख्याएँ $8, 16,$ और $32$ हैं।
जब $r=\dfrac{1}{2}$, $G.P.$ में तीन संख्याएँ $32, 16,$ और $8$ हैं।
इसलिए, किसी भी स्थिति में, तीन आवश्यक संख्याएँ $8,16 ,$ और $32$ हैं।
5. एक $G.P.$ में एक सम संख्या शब्द होते हैं। यदि सभी शब्दों का योग विषम स्थानों पर आने वाले शब्दों के योग का 5 गुना हो, तो उसका सामान्य अनुपात ज्ञात कीजिए।
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Answer :
मान लीजिए $G.P.$ $T_1, T_2, T_3, T_4, \ldots T _ {2 n}$ है।
शब्दों की संख्या $=2 n$
दिए गए शर्त के अनुसार,
$T_1+T_2+T_3+\ldots+T _ {2 n}=5[T_1+T_3+\ldots+T _ {2_n{-1}}]$
$\Rightarrow T_1+T_2+T_3+ \ldots +T_{2 n}- 5[T_1+T_3+\ldots + T_{2n-1}] =0$
$\Rightarrow T_2+T_4+\ldots+T _ {2 n}=4[T_1+T_3+\ldots+T _ {2 n {-1}}]$
मान लीजिए $G.P.$ $a, a r, a r^{2}, a r^{3}, \ldots$ है।
$\therefore \ \ \dfrac{ar\left(r^{n}-1\right)}{r-1}=\dfrac{4 \times a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow a r=4 a$
$\Rightarrow r=4$
इसलिए, $G.P.$ का सामान्य अनुपात $4$ है।
6. यदि $\dfrac{a+b x}{a-b x}=\dfrac{b+c x}{b-c x}=\dfrac{c+d x}{c-d x}\left(x \neq 0\right)$, तो दिखाइए कि $a, b, c$ और $d$ $G.P.$ में हैं।
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Answer:
दिया गया है,
$ \dfrac{a+b x}{a-b x}=\dfrac{b+c x}{b-c x} $
$ \Rightarrow\left(a+b x\right)\left(b-c x\right)=\left(b+c x\right)\left(a-b x\right) $
$ \Rightarrow a b-a c x+b^{2} x-b c x^{2}=a b-b^{2} x+a c x-b c x^{2} $
$ \Rightarrow 2 b^{2} x=2 a c x $
$ \Rightarrow b^{2}=a c $
$ \Rightarrow \dfrac{b}{a}=\dfrac{c}{b} \qquad \ldots{\left(1\right)}$
इसके अलावा, $\dfrac{b+c x}{b-c x}=\dfrac{c+d x}{c-d x}$
$\Rightarrow\left(b+c x\right)\left(c-d x\right)=\left(b-c x\right)\left(c+d x\right)$
$\Rightarrow b c-b d x+c^{2} x-c d x^{2}=b c+b d x-c^{2} x-c d x^{2}$
$\Rightarrow 2 c^{2} x=2 b d x$
$\Rightarrow c^{2}=b d$
$\Rightarrow \dfrac{c}{b}=\dfrac{d}{c}\qquad \ldots\left(2\right)$
From $\left(1\right)$ and $\left(2\right),$ we obtain
$ \dfrac{b}{a}=\dfrac{c}{b}=\dfrac{d}{c} $
Thus, $a, b, c$, and $d$ are in $G.P.$
7. Let $S$ be the sum, $P$ the product and $R$ the sum of reciprocals of $n$ terms in a $G.P.$ Prove that $P^{2} R^{n}=S^{n}$.
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Answer :
Let the $G.P.$ be $a, a r, a r^{2}, a r^{3}, \ldots a r^{n-1} \ldots$
According to the given information,
$ \begin{aligned} & S =\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1} \\ \\ & P=a^{n} \times r^{1+2+\ldots+n-1} \\ \\ & \quad =a^{n} r^{\dfrac{n\left(n-1\right)}{2}} \qquad {[\because \text{ Sum of first } n \text{ natural numbers is } n \dfrac{\left(n+1\right)}{2}]} \\ \\ &\therefore \ \ P^2=a^{2n}r^{n\left(n-1\right)} \\ \\ & R=\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{a r}+\ldots+\dfrac{1}{a r^{n-1}} \\ \\ & \quad =\dfrac{r^{n-1}+r^{n-2}+\ldots r+1}{a r^{n-1}} \\ \\ & \quad =\dfrac{1\left(r^{n}-1\right)}{\left(r-1\right)} \times \dfrac{1}{a r^{n-1}} \quad[\because 1, r, \ldots r^{n-1} \text{ forms a G.P }] \\ \\ & \quad =\dfrac{r^{n}-1}{a r^{n-1}\left(r-1\right)} \\ \\ & \therefore \ \ P^{2} R^{n}=a^{2 n} r^{n\left(n-1\right)} \dfrac{\left(r^{n}-1\right)^{n}}{a^{n} r^{n\left(n-1\right)}\left(r-1\right)^{n}} \\ \\ & \qquad\qquad=\dfrac{a^{n}\left(r^{n}-1\right)^{n}}{\left(r-1\right)^{n}} \\ \\ &\qquad\qquad =[\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{\left(r-1\right)}]^{n} =S^{n} \end{aligned} $
Hence, $ \ \ P^{2} R^{n}=S^{n}$
8. If $a, b, c, d$ are in $G.P,$ prove that $\left(a^{n}+b^{n}\right),\left(b^{n}+c^{n}\right),\left(c^{n}+d^{n}\right)$ are in $G.P.$
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Answer :
It is given that $a, b, c$, and $d$ are in $G.P.$
$\therefore \ \ b^{2}=a c\qquad \ldots\left(1\right)$
$c^{2}=b d\qquad \ldots\left(2\right)$
$a d=b c\qquad \ldots\left(3\right)$
It has to be proved that $\left(a^{n}+b^{n}\right),\left(b^{n}+c^{n}\right),\left(c^{n}+d^{n}\right)$ are in $G.P.$ i.e.,
$\left(b^{n}+c^{n}\right)^{2}=\left(a^{n}+b^{n}\right)\left(c^{n}+d^{n}\right)$
समझें $\text{L.H.S.}$
$\left(b^{n}+c^{n}\right)^{2}=b^{2 n}+2 b^{n} c^{n}+c^{2 n}$
$\qquad\qquad \ =\left(b^{2}\right)^{n}+2 b^{n} c^{n}+\left(c^{2}\right)^{n}$
$\qquad\qquad \ =\left(a c\right)^{n}+2 b^{n} c^{n}+\left(b d\right)^{n}[ $ उपयोग करते हुए $\left(1\right)$ और $\left(2\right)]$
$\qquad\qquad \ =a^{n} c^{n}+b^{n} c^{n}+b^{n} c^{n}+b^{n} d^{n}$
$\qquad\qquad \ =a^{n} c^{n}+b^{n} c^{n}+a^{n} d^{n}+b^{n} d^{n}$ $[$ उपयोग करते हुए $\left(3\right)]$
$\qquad\qquad \ =c^{n}\left(a^{n}+b^{n}\right)+d^{n}\left(a^{n}+b^{n}\right)$
$\qquad\qquad \ =\left(a^{n}+b^{n}\right)\left(c^{n}+d^{n}\right)$
$\qquad\qquad \ = \text{R.H.S.}$
$\therefore \ \ \left(b^{n}+c^{n}\right)^{2}=\left(a^{n}+b^{n}\right)\left(c^{n}+d^{n}\right)$
इसलिए, $\left(a^{n}+b^{n}\right),\left(b^{n}+c^{n}\right)$, और $\left(c^{n}+d^{n}\right)$ $G.P.$ में हैं।
9. यदि $a$ और $b$ समीकरण $x^{2}-3 x+p=0$ के मूल हैं और $c, d$ समीकरण $x^{2}-12 x+q=0$ के मूल हैं, जहां $a, b, c, d$ एक $G.P.$ बनाते हैं। सिद्ध कीजिए कि $\left(q+p\right):\left(q-p\right)=17: 15$।
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Answer :
दिया गया है कि $a$ और $b$ समीकरण $x^2-3 x+p=0$ के मूल हैं
$\therefore \ \ a+b=3$ और $a b=p\qquad \ldots \left(1\right)$
इसके अतिरिक्त, $c$ और $d$ समीकरण $x^{2}-12 x+q=0$ के मूल हैं
$\therefore \ \ c+d=12$ और $c d=q\qquad \ldots\left(2\right)$
दिया गया है कि $a, b, c, d$ $G.P.$ में हैं
मान लीजिए $a=x, b=x r, c=x r^{2}, d=x r^{3}$
$\left(1\right)$ और $\left(2\right)$ से, हम प्राप्त करते हैं
$x+x r=3$
$\Rightarrow x\left(1+r\right)=3$
$x r^{2}+x r^{3}=12$
$\Rightarrow x r^{2}\left(1+r\right)=12$
भाग देने पर, हम प्राप्त करते हैं
$\dfrac{x r^{2}\left(1+r\right)}{x\left(1+r\right)}=\dfrac{12}{3}$
$\Rightarrow r^{2}=4$
$\Rightarrow r= \pm 2$
जब $r=2, x=\dfrac{3}{1+2}=\dfrac{3}{3}=1$
जब $r=-2, x=\dfrac{3}{1-2}=\dfrac{3}{-1}=-3$
केस I:
जब $r=2$ और $x=1$,
$a b=x^{2} r=2$
$c d=x^{2} r^{5}=32$
$\therefore \ \ \dfrac{q+p}{q-p}=\dfrac{32+2}{32-2}=\dfrac{34}{30}=\dfrac{17}{15}$
अर्थात, $\left(q+p\right):\left(q-p\right)=17: 15$
केस II:
जब $r=-2, x=1,$
$a b=x^{2} r=-18$
$c d=x^{2} r^{5}=- 288$
$\therefore \ \ \dfrac{q+p}{q-p}=\dfrac{-288-18}{-288+18}=\dfrac{-306}{-270}=\dfrac{17}{15}$
अर्थात, $\left(q+p\right):\left(q-p\right)=17: 15$
इस प्रकार, दोनों स्थितियों में हमें $(q+p):(q - p)=17: 15$ प्राप्त होता है
10. दो धनात्मक संख्याओं $a$ और $b$ के समांतर माध्य और गुणोत्तर माध्य का अनुपात $m: n$ है। सिद्ध कीजिए कि $a: b=\left(m+\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right):\left(m-\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right)$।
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उत्तर :
मान लीजिए दो संख्याएँ $a$ और $b$ हैं।
समांतर माध्य $=\dfrac{a+b}{2}$ और गुणोत्तर माध्य $=\sqrt{a b}$
दिए गए शर्त के अनुसार,
$\dfrac{a+b}{2 \sqrt{a b}}=\dfrac{m}{n}$
$\Rightarrow \dfrac{\left(a+b\right)^{2}}{4\left(a b\right)}=\dfrac{m^{2}}{n^{2}}$
$\Rightarrow\left(a+b\right)^{2}=\dfrac{4 a b m^{2}}{n^{2}}$
$\Rightarrow\left(a+b\right)=\dfrac{2 \sqrt{a b} m}{n}\qquad \ldots\left(1\right)$
इसका उपयोग तत्समक $\left(a \text{ - } b\right)^{2}=\left(a+b\right)^{2} - 4 a b$ में करते हुए, हम प्राप्त करते हैं
$ \left(a-b\right)^{2}=\dfrac{4 a b m^{2}}{n^{2}}-4 a b=\dfrac{4 a b\left(m^{2}-n^{2}\right)}{n^{2}}$
$ \Rightarrow\left(a-b\right)=\dfrac{2 \sqrt{a b} \sqrt{m^{2}-n^{2}}}{n} \qquad \ldots{\left(2\right)}$
(1) और (2) को जोड़ते हुए, हम प्राप्त करते हैं
$ \begin{aligned} & 2 a=\dfrac{2 \sqrt{a b}}{n}\left(m+\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right) \\ \\ & \Rightarrow a=\dfrac{\sqrt{a b}}{n}\left(m+\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right) \end{aligned} $
(1) में $a$ के मान को बदलते हुए, हम प्राप्त करते हैं
$ \begin{aligned} & b=\dfrac{2 \sqrt{a b}}{n} m-\dfrac{\sqrt{a b}}{n}\left(m+\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right) \\ \\ & \ =\dfrac{\sqrt{a b}}{n} m-\dfrac{\sqrt{a b}}{n} \sqrt{m^{2}-n^{2}} \\ \\ & \ =\dfrac{\sqrt{a b}}{n}\left(m-\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right) \\ \\ & \therefore \ \ a: b=\dfrac{a}{b}=\dfrac{\dfrac{\sqrt{a b}}{n}\left(m+\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right)}{\dfrac{\sqrt{a b}}{n}\left(m-\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right)}=\dfrac{\left(m+\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right)}{\left(m-\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right)}
\end{aligned} $
अतः, $a: b=\left(m+\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right):\left(m-\sqrt{m^{2}-n^{2}}\right)$
11. निम्नलिखित श्रेणी के $n$ पदों तक योग ज्ञात कीजिए:
$\left(i\right) \ \ $ $5+55+555+\ldots$
$\left(ii\right) \ \ $ $0.6+0.66+0.666+\ldots$
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Answer :
$\left(i\right) \ \ $ $5+55+555+\ldots$
मान लीजिए $S_n=5+55+555+\ldots$. $n$ पदों तक
$ \begin{aligned} &\qquad =\dfrac{5}{9}\bigg[9+99+999+\ldots \text{ to } n \text{ terms }\bigg] \\ \\ &\qquad =\dfrac{5}{9}\bigg[\left(10-1\right)+\left(10^{2}-1\right)+\left(10^{3}-1\right)+\ldots \text{ to } n \text{ terms }\bigg] \\ \\ &\qquad =\dfrac{5}{9}\bigg[\left(10+10^{2}+10^{3}+\ldots \text{ n terms }\right)-\left(1+1+\ldots n \text{ terms }\right)\bigg] \\ \\ &\qquad =\dfrac{5}{9}\bigg[\dfrac{10\left(10^{n}-1\right)}{10-1}-n\bigg] \\ \\ &\qquad =\dfrac{5}{9}\bigg[\dfrac{10\left(10^{n}-1\right)}{9}-n\bigg] \\ \\ &\qquad =\dfrac{50}{81}\left(10^{n}-1\right)-\dfrac{5 n}{9} \end{aligned} $
$\left(ii\right) \ \ $ $0.6+0.66+0.666+\ldots$
मान लीजिए $S_n=0.6+0.66+0.666+\ldots$ $n$ पदों तक
$\quad\qquad=6\bigg[0.1+0.11+0.111+\ldots$ $n$ पदों तक $\bigg]$
$\quad\qquad=\dfrac{6}{9}\bigg[0.9+0.99+0.999+\ldots$ $n$ पदों तक $\bigg]$
$\quad\qquad=\dfrac{6}{9}\bigg[\left(1-\dfrac{1}{10}\right)+\left(1-\dfrac{1}{10^{2}}\right)+\left(1-\dfrac{1}{10^{3}}\right)+\ldots.$ $n$ पदों तक $\bigg]$
$\quad\qquad=\dfrac{2}{3}\bigg[\left(1+1+\ldots n. \ \text{terms}\right)-\dfrac{1}{10}\left(1+\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{10^{2}}+\ldots n. \ \text{terms}\right)\bigg]$
$\quad\qquad=\dfrac{2}{3}\left[n-\dfrac{1}{10}\left(\dfrac{1-\left(\dfrac{1}{10}\right)^{n}}{1-\dfrac{1}{10}}\right)\right]$
$\quad\qquad=\dfrac{2}{3} n-\dfrac{2}{30} \times \dfrac{10}{9}\left(1-10^{-n}\right)$
$\quad\qquad=\dfrac{2}{3} n-\dfrac{2}{27}\left(1-10^{-n}\right)$
12. श्रेणी $2 \times 4+4 \times 6+6 \times 8+\ldots+n$ पदों के $20^{\text{th }}$ पद ज्ञात कीजिए।
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उत्तर :
दी गई श्रेणी $2 \times 4+4 \times 6+6 \times 8+\ldots n$ पद है
$\therefore \ \ n^{\text{th }}$ पद $=a_n=2 n \times\left(2 n+2\right)=4 n^{2}+4 n$
$\qquad\quad \ a _ {20}=4\left(20\right)^{2}+4\left(20\right)=4\left(400\right)+80=1600+80=1680$
इसलिए, श्रेणी का $20^{\text{th }}$ पद 1680 है ।
13. एक किसान एक पुरानी ट्रैक्टर के लिए 12000 रुपये की लागत अदा करता है। वह 6000 रुपये नकद देता है और शेष राशि को वार्षिक किस्तों में 500 रुपये प्रति किस्त और अपाचे राशि पर 12% ब्याज के साथ देने के लिए सहमत होता है। ट्रैक्टर की कुल लागत कितनी होगी?
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उत्तर :
दिया गया है कि किसान 6000 रुपये नकद देता है।
इसलिए, अदा नहीं की गई राशि = 12000 रुपये - 6000 रुपये = 6000 रुपये
दिए गए शर्त के अनुसार, वार्षिक ब्याज की राशि 6000 के 12%, 5500 के 12%, 5000 के 12%, …, 500 के 12% है।
इसलिए, कुल ब्याज की राशि = 6000 के 12% + 5500 के 12% + 5000 के 12% + … + 500 के 12%
$\hspace{3.8cm}=12 \%$ of $\left(6000+5500+5000+\ldots+500\right)$
$\hspace{3.8cm}=12 \%$ of $\left(500+1000+1500+\ldots+6000\right)$
अब, श्रेणी $500,1000,1500 \ldots 6000$ एक $A.P.$ है जिसका पहला पद और सार्व अंतर 500 है।
मान लीजिए $A.P.$ के पदों की संख्या $n$ है।
$\therefore \ \ 6000=500+\left(n - 1\right) 500$
$\Rightarrow 1+\left(n- 1\right)=12$
$\Rightarrow n=12$
$\therefore \ \ $ $A.P.$ के पदों का योग = $\dfrac{12}{2}\bigg[2\left(500\right)+\left(12-1\right)\left(500\right)\bigg]=6\big[1000+5500\big]=6\left(6500\right)=39000$
इसलिए, कुल ब्याज की राशि = 12% of $\left(500+1000+1500+\ldots+6000\right)=12%$ of $39000=$ 4680 रुपये
इसलिए, ट्रैक्टर की कीमत = (12000 रुपये + 4680 रुपये) = 16680 रुपये
14. शम्शाद अली एक स्कूटर के लिए 22000 रुपये की लागत अदा करता है। वह 4000 रुपये नकद देता है और शेष राशि को वार्षिक किस्तों में 1000 रुपये प्रति किस्त और अपाचे राशि पर 10% ब्याज के साथ देने के लिए सहमत होता है। स्कूटर की कुल लागत कितनी होगी?
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उत्तर :
दिया गया है कि शमशाद अली एक स्कूटर के लिए 22000 रुपये खरीदता है और 4000 रुपये नकद देता है
$\Rightarrow$ अदा नहीं किया गया राशि $=22000-4000=$ 18000 रुपये।
पहले वर्ष के अंत में ब्याज का भुगतान $=10 \%$ के 18000 रुपये का
पहले वर्ष के अंत में भुगतान की गई राशि $=$ 1000 रुपये।
इसलिए, बचे हुए ऋण की राशि $=18000-1000=$ 17000 रुपये
अब, दूसरे वर्ष के अंत में ब्याज का भुगतान $10 \%$ के 17000 रुपये का
दूसरे वर्ष के अंत में भुगतान की गई राशि $=$ 1000 रुपये
इसलिए, बचे हुए ऋण की राशि $=17000-1000=$ 16000 रुपये
इसलिए, कुल ब्याज की राशि $=10 \%$ के 18000 रुपये का + 10 \% के 17000 रुपये का + 10 \% के 16000 रुपये का + … + 10 \% के 1000 रुपये का।
$\hspace{3.7cm} =10 \% \text { के } (18000+17000+16000+\ldots+1000)$
$\hspace{3.7cm}=10 \% \text { के } (1000+2000+3000+\ldots+18000) \qquad\ldots .(1)$
यहाँ, 1000, 2000, 3000, … 18000 एक $A.P.$ बनाते हैं जिसके पहला पद और सार्व अंतर दोनों 1000 के बराबर हैं।
मान लीजिए $A.P.$ के पदों की संख्या $n$ है।
$\therefore 18000=1000+(\mathrm{n}-1)(1000) $
$\Rightarrow \mathrm{n}=18 $
$\therefore \mathrm{S}_ {18}=1000+2000+\ldots+18000 $
$\qquad\quad=\dfrac{18}{2}\big[2(1000)+(18-1)(1000)\big]$
$\qquad\quad=9\big[2000+17000\big]=171000$
इसलिए, समीकरण (1) से,
$\text { कुल ब्याज }=10 \% \text { के } (18000+17000+16000+\ldots+1000) $
$\hspace{3.1cm}=10 \% \text { के रुपये } 1,71,000$
$\hspace{3.1cm}=\text { रुपये } 17,100$
इसलिए, उसके लिए स्कूटर की कीमत रुपये $22000+17100=39100$ है
15. एक व्यक्ति अपने चार दोस्तों को एक पत्र लिखता है। उसके प्रत्येक एक को अपने चार अलग-अलग व्यक्तियों को पत्र लिखने और भेजने के लिए कहता है जिसके साथ हिदायत देता है कि वे चैन इस तरह से आगे बढ़ाए। मान लीजिए कि चैन टूट नहीं रहा है और एक पत्र भेजने के लिए 50 पैसे की लागत होती है। जब $8^{\text{th }}$ पत्र के सेट के भेजने के लिए लागत की गणना कीजिए।
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उत्तर : प्रश्न के अनुसार, एक व्यक्ति अपने 4 दोस्तों को पत्र लिखता है। अब, इन 4 दोस्तों में से प्रत्येक अपने 4 दोस्तों को पत्र लिखेगा। इसलिए, यहाँ लिखे गए पत्रों की संख्या $4{ }^2$ होगी
इसका जारी रहता है…
इसलिए, लिखे गए अक्षरों की संख्या एक गुणोत्तर श्रेणी (G.P.) बनती है $4,4^2, 4^3, \ldots .4^8$
यहाँ, $a=4, r=4, n=8$
हम जानते हैं कि $n$ पदों के योग के लिए G.P. के योग $=\dfrac{a\left(r^n-1\right)}{r-1}$
इसलिए, 8 पदों के योग के लिए G.P. के योग $=\dfrac{4\left(4^8-1\right)}{4^{-1}}=\dfrac{4(65536-1)}{3}=\dfrac{4 \times 65535}{3}=87380$
इसलिए, 8 वें अक्षर सेट में लिखे गए अक्षरों की संख्या $87380$ है।
एक अक्षर के पता लगाने की लागत $50$ पैसा है
इसलिए, $87380$ अक्षर के पता लगाने की लागत रुपये में $\dfrac{50}{100} \times 8738 0=$ रुपये $43690$ है।
16. एक आदमी ने बैंक में रुपये $10000$ की रकम ब्याज की दर $5 \%$ साधारण ब्याज के रूप में जमा कर दिया। ज्ञात कीजिए कि उसके रकम जमा करने के $15^{\text{th }}$ वर्ष में रकम कितनी होगी और 20 वर्ष बाद कुल रकम कितनी होगी।
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उत्तर :
दिया गया है कि आदमी ने बैंक में रुपये $10000$ की रकम ब्याज की दर $5\%$ साधारण ब्याज के रूप में जमा कर दिया।
$\therefore \ \ $ पहले वर्ष का ब्याज $ =\dfrac{5}{100} \times Rs 10000=Rs 500 $
$\therefore \ \ $ $15^{\text{th }}$ वर्ष में रकम $=Rs$ $ 10000+\underbrace{500+500+\ldots+500} _ {14 \text{ बार }} $
$\hspace{3.3cm}=$ Rs $10000+14 \times$ Rs $500$
$\hspace{3.3cm}=$ Rs $10000+$ Rs $7000$
$\hspace{3.3cm}=$ Rs $17000$
20 वर्ष बाद रकम $=$ Rs $10000+\underbrace{500+500+\ldots+500} _ {20 \text{ बार }} $
$\hspace{3cm}=$ Rs $10000+20 \times$ Rs $500$
$\hspace{3cm}=$ Rs $10000+$ Rs $10000$
$\hspace{3cm}=$ Rs $20000$
17. एक निर्माता के अनुमान है कि जो मशीन उसके लिए रुपये 15625 की लागत आती है, वह प्रतिवर्ष 20 \% की दर से घटती जाएगी। 5 वर्ष के अंत में अनुमानित मूल्य ज्ञात कीजिए।
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उत्तर :
मशीन की लागत $=$ रुपये $15625$
मशीन प्रतिवर्ष 20\% की दर से घटती है।
इसलिए, प्रत्येक वर्ष के बाद इसका मूल्य मूल लागत के 80 \% होता है अर्थात $\dfrac{4}{5}$ मूल लागत के।
$\therefore \ \ $ 5 वर्ष के अंत में मूल्य $=15625 \times \underbrace{\dfrac{4}{5} \times \dfrac{4}{5} \times \ldots \times \dfrac{4}{5}} _ {5 \text{ बार }}=5 \times 1024=5120$
इसलिए, 5 वर्ष के अंत में मशीन का मूल्य Rs $5120$ है।
18. $150$ कर्मचारी एक निश्चित संख्या के दिनों में एक काम पूरा करने के लिए लगाए गए थे। दूसरे दिन 4 कर्मचारी छोड़ दिए, तीसरे दिन 4 अतिरिक्त कर्मचारी छोड़ दिए और इसी तरह आगे चलते रहे। काम पूरा करने में 8 अतिरिक्त दिन लगे। काम कितने दिनों में पूरा हुआ?
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Answer :
मान लीजिए $x$ वह संख्या है जिसमें $150$ कर्मचारी काम पूरा करते हैं।
दिए गए जानकारी के अनुसार,
$150 x=150+146+142+\ldots .\left(x+8\right)$ पद
संख्या श्रेणी $150+146+142+\ldots .\left(x+8\right)$ पद एक $A.P.$ है जिसका पहला पद $146$, सार्व अंतर $- 4$ और पदों की संख्या $\left(x+8\right)$ है
$ \begin{aligned} & \Rightarrow 150 x=\dfrac{\left(x+8\right)}{2}[2\left(150\right)+\left(x+8-1\right)\left(-4\right)] \\ \\ & \Rightarrow 150 x=\left(x+8\right)[150+\left(x+7\right)\left(-2\right)] \\ \\ & \Rightarrow 150 x=\left(x+8\right)\left(150-2 x-14\right) \\ \\ & \Rightarrow 150 x=\left(x+8\right)\left(136-2 x\right) \\ \\ & \Rightarrow 75 x=\left(x+8\right)\left(68-x\right) \\ \\ & \Rightarrow 75 x=68 x-x^{2}+544-8 x \\ \\ & \Rightarrow x^{2}+75 x-60 x-544=0 \\ \\ & \Rightarrow x^{2}+15 x-544=0 \\ \\ & \Rightarrow x^{2}+32 x-17 x-544=0 \\ \\ & \Rightarrow x\left(x+32\right)-17\left(x+32\right)=0 \\ \\ & \Rightarrow\left(x-17\right)\left(x+32\right)=0 \\ \\ & \Rightarrow x=17 \text{ or } x=-32 \end{aligned} $
हालांकि, $x$ नकारात्मक नहीं हो सकता।
$\therefore \ \ x=17$
इसलिए, मूल रूप से, काम कितने दिनों में पूरा हुआ था $17.$
इसलिए, आवश्यक दिनों की संख्या $=\left(17+8\right)=25$