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प्रश्न 6:
कोई सदिश A⃗=Acos⁡θi^+Asin⁡θj^\vec{A} = A \cos\theta \hat{i} + A \sin\theta \hat{j} है। दूसरा सदिश B⃗\vec{B} जो कि A⃗\vec{A} के लम्बवत् है, होगा -

  1. दो सदिश लम्बवत् होते हैं यदि उनका अदिश गुणनफल (dot product) शून्य हो।

    माना A⃗=Acos⁡θi^+Asin⁡θj^\vec{A} = A \cos\theta \hat{i} + A \sin\theta \hat{j}।
    हमें एक सदिश B⃗\vec{B} ज्ञात करना है जिसके लिए A⃗⋅B⃗=0\vec{A} \cdot \vec{B} = 0 हो।

  2. दिए गए विकल्पों में से प्रत्येक के लिए अदिश गुणनफल की गणना करें।

    • विकल्प (1): B⃗=Bcos⁡θi^+Bsin⁡θj^\vec{B} = B \cos\theta \hat{i} + B \sin\theta \hat{j} A⃗⋅B⃗=(Acos⁡θ)(Bcos⁡θ)+(Asin⁡θ)(Bsin⁡θ)=AB(cos⁡2θ+sin⁡2θ)=AB≠0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \cos\theta) + (A \sin\theta)(B \sin\theta) = AB(\cos^2\theta + \sin^2\theta) = AB \neq 0
    • विकल्प (2): B⃗=Bsin⁡θi^+Bcos⁡θj^\vec{B} = B \sin\theta \hat{i} + B \cos\theta \hat{j} A⃗⋅B⃗=(Acos⁡θ)(Bsin⁡θ)+(Asin⁡θ)(Bcos⁡θ)=AB(cos⁡θsin⁡θ+sin⁡θcos⁡θ)=2ABsin⁡θcos⁡θ≠0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \sin\theta) + (A \sin\theta)(B \cos\theta) = AB(\cos\theta \sin\theta + \sin\theta \cos\theta) = 2AB \sin\theta \cos\theta \neq 0
    • विकल्प (3): B⃗=Bsin⁡θi^−Bcos⁡θj^\vec{B} = B \sin\theta \hat{i} - B \cos\theta \hat{j} A⃗⋅B⃗=(Acos⁡θ)(Bsin⁡θ)+(Asin⁡θ)(−Bcos⁡θ)=ABcos⁡θsin⁡θ−ABsin⁡θcos⁡θ=0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \sin\theta) + (A \sin\theta)(-B \cos\theta) = AB \cos\theta \sin\theta - AB \sin\theta \cos\theta = 0
    • विकल्प (4): B⃗=Bcos⁡θi^−Bsin⁡θj^\vec{B} = B \cos\theta \hat{i} - B \sin\theta \hat{j} A⃗⋅B⃗=(Acos⁡θ)(Bcos⁡θ)+(Asin⁡θ)(−Bsin⁡θ)=AB(cos⁡2θ−sin⁡2θ)=ABcos⁡(2θ)≠0\vec{A} \cdot \vec{B} = (A \cos\theta)(B \cos\theta) + (A \sin\theta)(-B \sin\theta) = AB(\cos^2\theta - \sin^2\theta) = AB \cos(2\theta) \neq 0
  3. विकल्प (3) के लिए अदिश गुणनफल शून्य है, इसलिए यह सदिश A⃗\vec{A} के लम्बवत् है।

    The final answer is (3) Bsin⁡θi^−Bcos⁡θj^\boxed{\text{(3) } B \sin\theta \hat{i} - B \cos\theta \hat{j}}.

    प्रश्न 7:
    दो सदिश (6i^+6j^−3k^)(6\hat{i} + 6\hat{j} - 3\hat{k}) तथा (7i^+4j^+4k^)(7\hat{i} + 4\hat{j} + 4\hat{k}) के मध्य कोण होगा -

  4. दो सदिशों P⃗\vec{P} और Q⃗\vec{Q} के बीच का कोण ϕ\phi सूत्र cos⁡ϕ=P⃗⋅Q⃗∣P⃗∣∣Q⃗∣\cos\phi = \frac{\vec{P} \cdot \vec{Q}}{|\vec{P}| |\vec{Q}|} द्वारा दिया जाता है।

    माना P⃗=6i^+6j^−3k^\vec{P} = 6\hat{i} + 6\hat{j} - 3\hat{k} और Q⃗=7i^+4j^+4k^\vec{Q} = 7\hat{i} + 4\hat{j} + 4\hat{k}।

  5. अदिश गुणनफल P⃗⋅Q⃗\vec{P} \cdot \vec{Q} की गणना करें।

    P⃗⋅Q⃗=(6)(7)+(6)(4)+(−3)(4)=42+24−12=54\vec{P} \cdot \vec{Q} = (6)(7) + (6)(4) + (-3)(4) = 42 + 24 - 12 = 54
  6. सदिशों के परिमाण ∣P⃗∣|\vec{P}| और ∣Q⃗∣|\vec{Q}| की गणना करें।

    ∣P⃗∣=62+62+(−3)2=36+36+9=81=9|\vec{P}| = \sqrt{6^2 + 6^2 + (-3)^2} = \sqrt{36 + 36 + 9} = \sqrt{81} = 9 ∣Q⃗∣=72+42+42=49+16+16=81=9|\vec{Q}| = \sqrt{7^2 + 4^2 + 4^2} = \sqrt{49 + 16 + 16} = \sqrt{81} = 9
  7. cos⁡ϕ\cos\phi का मान ज्ञात करें।

    cos⁡ϕ=549×9=5481=23\cos\phi = \frac{54}{9 \times 9} = \frac{54}{81} = \frac{2}{3}
  8. ϕ\phi का मान ज्ञात करें।

    ϕ=cos⁡−1(23)\phi = \cos^{-1}\left(\frac{2}{3}\right)

    हम जानते हैं कि sin⁡2ϕ+cos⁡2ϕ=1\sin^2\phi + \cos^2\phi = 1।

    sin⁡ϕ=1−cos⁡2ϕ=1−(23)2=1−49=9−49=59=53\sin\phi = \sqrt{1 - \cos^2\phi} = \sqrt{1 - \left(\frac{2}{3}\right)^2} = \sqrt{1 - \frac{4}{9}} = \sqrt{\frac{9-4}{9}} = \sqrt{\frac{5}{9}} = \frac{\sqrt{5}}{3}

    इसलिए, ϕ=sin⁡−1(53)\phi = \sin^{-1}\left(\frac{\sqrt{5}}{3}\right)।

    The final answer is (4) sin⁡−1(53)\boxed{\text{(4) } \sin^{-1}\left(\frac{\sqrt{5}}{3}\right)}.

    प्रश्न 8:
    यदि सदिश n⃗=ai^+bj^\vec{n} = a\hat{i} + b\hat{j} सदिश (i^+j^)(\hat{i} + \hat{j}) के लम्बवत् है तो aa तथा bb का मान हो सकता है -

  9. दो सदिश लम्बवत् होते हैं यदि उनका अदिश गुणनफल शून्य हो।

    माना n⃗=ai^+bj^\vec{n} = a\hat{i} + b\hat{j} और m⃗=i^+j^\vec{m} = \hat{i} + \hat{j}।
    लम्बवत् होने के लिए, n⃗⋅m⃗=0\vec{n} \cdot \vec{m} = 0 होना चाहिए।

  10. अदिश गुणनफल की गणना करें और समीकरण स्थापित करें।

    (ai^+bj^)⋅(i^+j^)=0(a\hat{i} + b\hat{j}) \cdot (\hat{i} + \hat{j}) = 0 a(1)+b(1)=0a(1) + b(1) = 0 a+b=0a + b = 0

    इसका अर्थ है a=−ba = -b।

  11. दिए गए विकल्पों में से उस विकल्प का चयन करें जो a=−ba = -b शर्त को पूरा करता है।

    • विकल्प (1): a=1,b=0  ⟹  1+0=1≠0a=1, b=0 \implies 1+0 = 1 \neq 0
    • विकल्प (2): a=−2,b=0  ⟹  −2+0=−2≠0a=-2, b=0 \implies -2+0 = -2 \neq 0
    • विकल्प (3): a=1,b=1  ⟹  1+1=2≠0a=1, b=1 \implies 1+1 = 2 \neq 0
    • विकल्प (4): a=1,b=−1  ⟹  1+(−1)=0a=1, b=-1 \implies 1+(-1) = 0
  12. विकल्प (4) शर्त a+b=0a+b=0 को पूरा करता है।

    The final answer is (4) 1,−1\boxed{\text{(4) } 1, -1}.

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