गणित प्रकाश अध्याय 4 त्रिभुजों को जोड़ना

अद्यतन2026-09-05

प्र1.
8 सेंटीमीटर भुजा वाले समबाहु त्रिभुज के कार्ड बोर्ड के दो कटआउट लीजिए। क्या आप उपर्युक्त कार्डबोर्ड कटआउट को जोड़कर एक चतुर्भुज बना सकते हो?
उत्तर

हाँ। दोनों कटआउट इस प्रकार रखिए कि पहले की एक भुजा दूसरे की एक भुजा पर ठीक बैठ जाए और दोनों त्रिभुज उस उभयनिष्ठ किनारे के विपरीत ओर हों।

प्रत्येक भुजा 8 सेंटीमीटर की है, अत: एक की कोई भी भुजा दूसरे की किसी भी भुजा से मेल खा जाती है। उभयनिष्ठ किनारा भीतर छिप जाता है और विकर्ण बन जाता है, तथा शेष चार किनारे — प्रत्येक 8 सेंटीमीटर का — चतुर्भुज की भुजाएँ बन जाते हैं।

2 त्रिभुज × 3 भुजाएँ = 6 किनारे
2 किनारे जोड़ में लग जाते हैं  ⇒ 6 – 2 = 4 भुजाएँ
पूरे किनारे पर ही क्यों जोड़ना चाहिए: यदि आप एक त्रिभुज को सरका दें कि किनारे का केवल एक भाग स्पर्श करे, तो बाहरी रूपरेखा में अतिरिक्त कोने बन जाएँगे और आकृति चार भुजाओं वाली नहीं रहेगी। किनारे सिरे से सिरे तक मिलने चाहिए, इसीलिए भुजाओं का समान होना महत्त्वपूर्ण है।
प्र2.
उपर्युक्त चतुर्भुज किस प्रकार का है? अपने उत्तर का सत्यापन कीजिए।
उत्तर

यह 8 सेंटीमीटर भुजा तथा 60°, 120°, 60°, 120° कोणों वाला समचतुर्भुज है।

चारों बाहरी किनारे समबाहु त्रिभुजों की भुजाएँ हैं ⇒ सभी 8 सेंटीमीटर ⇒ समचतुर्भुज

कोण: उभयनिष्ठ किनारे के दोनों सिरों पर दो 60° के कोण मिलते हैं:
60° + 60° = 120°
शेष दो शीर्षों पर केवल एक त्रिभुज का कोण है: 60°
जाँच: 60 + 120 + 60 + 120 = 360°

यह वर्ग नहीं है, क्योंकि 60° ≠ 90°।

यह और कुछ हो ही क्यों नहीं सकता: चार समान भुजाएँ होना ही समचतुर्भुज की परिभाषा है। जो विकर्ण पहले जोड़ था वह 8 सेंटीमीटर का है — भुजा के बराबर — अत: वह दो समबाहु त्रिभुज बनाता है, और यही कोणों को 60° तथा 120° पर बाँध देता है।
प्र3.
8 सेंटीमीटर, और 6 सेंटीमीटर भुजाओं वाले समद्विबाहु त्रिभुज के कार्डबोर्ड के दो कटआउट लीजिए। उपर्युक्त को एक साथ जोड़कर एक चतुर्भुज बनाने के विभिन्न प्रकार क्या हैं?
उत्तर

जोड़ समान लंबाई के किनारों के किसी भी युग्म पर संभव है, और प्रत्येक युग्म के लिए दूसरा त्रिभुज पलटा भी जा सकता है या घुमाया भी। इससे तीन वास्तविक रूप से भिन्न चतुर्भुज बनते हैं।

जोड़ किस किनारे परदूसरा टुकड़ा कैसे रखाप्राप्त भुजाएँचतुर्भुज
6 सेंटीमीटर वाले किनारे परदर्पण प्रतिबिंब (या आधा घुमाव — यहाँ दोनों एक ही आकृति देते हैं)8, 8, 8, 8समचतुर्भुज
8 सेंटीमीटर वाले किनारे परकिनारे के मध्यबिंदु के परित: आधा घुमाव8, 6, 8, 6समांतर चतुर्भुज
8 सेंटीमीटर वाले किनारे परकिनारे के आर-पार दर्पण प्रतिबिंब8, 6, 6, 8पतंग

पुस्तक इनमें से पहले दो दर्शाती है।

6 सेंटीमीटर वाले किनारे पर दर्पण और घुमाव एक ही क्यों देते हैं: त्रिभुज समद्विबाहु है और 6 सेंटीमीटर वाली भुजा उसका आधार है, अत: वह उस आधार के लंब समद्विभाजक के परित: पहले से ही सममित है। पलटने से बाहरी रूपरेखा में कोई अंतर नहीं आता। 8 सेंटीमीटर वाले किनारे पर ऐसी सममिति नहीं है, इसलिए दोनों व्यवस्थाएँ भिन्न आकृतियाँ देती हैं।
प्र4.
ऊपर दर्शाए गए दोनों चतुर्भुज किस प्रकार के चतुर्भुज हैं? अपने उत्तर का सत्यापन कीजिए।
उत्तर

पहली आकृति — 6 सेंटीमीटर वाले किनारे पर जोड़ने से: 8 सेंटीमीटर भुजा वाला समचतुर्भुज।

चारों बाहरी किनारे 8 सेंटीमीटर वाली भुजाएँ हैं ⇒ चार समान भुजाएँ ⇒ समचतुर्भुज
6 सेंटीमीटर वाला जोड़ विकर्ण बन जाता है और जिन दो कोणों से मिलता है उन्हें समद्विभाजित करता है
(दोनों आधे त्रिभुज समद्विबाहु हैं, अत: विकर्ण सममिति रेखा है)

दूसरी आकृति — 8 सेंटीमीटर वाले किनारे पर, एक त्रिभुज को आधा घुमाकर जोड़ने से: 8 सेंटीमीटर तथा 6 सेंटीमीटर भुजाओं वाला समांतर चतुर्भुज।

ऊपरी तथा निचला किनारा: 6-6 सेंटीमीटर    बाएँ तथा दाएँ किनारे: 8-8 सेंटीमीटर
सम्मुख भुजाएँ समान ⇒ समांतर चतुर्भुज  (अगले 'आइए, पता लगाएँ' का प्रश्न 9 इसे सिद्ध करता है)

अधिक सीधे — उभयनिष्ठ 8 सेंटीमीटर किनारे के मध्यबिंदु के परित: आधा घुमाव प्रत्येक भुजा को उसकी समांतर प्रतिकृति में बदल देता है जो विपरीत दिशा में है, अत: सम्मुख भुजाएँ समांतर हो जाती हैं। यही समांतर चतुर्भुज की परिभाषा है।

आधा घुमाव सदैव समांतर चतुर्भुज क्यों देता है: किसी त्रिभुज को उसकी एक भुजा के मध्यबिंदु के परित: 180° घुमाने पर हर दिशा उलट जाती है। अत: 6 सेंटीमीटर वाली भुजा का प्रतिबिंब मूल 6 सेंटीमीटर वाली भुजा के समांतर बनता है, और तीसरी भुजा का प्रतिबिंब उस तीसरी भुजा के समांतर — सम्मुख भुजाओं के दोनों युग्म समांतर निकल आते हैं।
प्र5.
6 सेंटीमीटर, 9 सेंटीमीटर और 12 सेंटीमीटर भुजाओं वाले एक विषमबाहु त्रिभुज के कार्डबोर्ड के दो कटआउट लीजिए। इन्हें एक साथ जोड़कर एक चतुर्भुज बनाने के विभिन्न प्रकार क्या होंगे?
उत्तर

तीनों भुजाएँ भिन्न हैं, अत: जोड़ केवल मेल खाते किनारों पर ही संभव है — 6 के साथ 6, 9 के साथ 9, अथवा 12 के साथ 12। प्रत्येक किनारे के लिए दो व्यवस्थाएँ हैं (आधा घुमाव अथवा दर्पण प्रतिबिंब), अत: कुल छह प्रकार हैं।

जोड़ किस किनारे परआधा घुमाव देता हैदर्पण प्रतिबिंब देता है
6 सेंटीमीटर9, 12, 9, 129, 12, 12, 9
9 सेंटीमीटर6, 12, 6, 126, 12, 12, 6
12 सेंटीमीटर6, 9, 6, 96, 9, 9, 6
संकेत: दर्पण वाले जोड़ों में सावधानी चाहिए। सबसे लंबी भुजा पर प्रतिबिंब बनाने से प्रतिबिंबित शीर्ष भीतर की ओर धँस सकता है — तब उत्तल के स्थान पर अवतल चतुर्भुज मिलता है। टुकड़े काटकर छहों को स्वयं आजमाइए।
प्र6.
क्या आप त्रिभुजों को जोड़कर प्राप्त होने वाले विभिन्न चतुर्भुजों की पहचान कर सकते हैं? चतुर्भुज की पहचान करने के पश्चात आप अपने उत्तर का सत्यापन कीजिए।
उत्तर

दो स्पष्ट परिवार बनते हैं।

तीनों आधे-घुमाव वाले जोड़ समांतर चतुर्भुज देते हैं। उभयनिष्ठ किनारे के मध्यबिंदु के परित: आधा घुमाव सभी दिशाएँ उलट देता है, अत: प्रत्येक शेष भुजा अपनी जोड़ीदार के समांतर हो जाती है —

6 सेंटीमीटर पर जोड़ ⇒ 9 सेंटीमीटर तथा 12 सेंटीमीटर भुजाओं वाला समांतर चतुर्भुज
9 सेंटीमीटर पर जोड़ ⇒ 6 सेंटीमीटर तथा 12 सेंटीमीटर भुजाओं वाला समांतर चतुर्भुज
12 सेंटीमीटर पर जोड़ ⇒ 6 सेंटीमीटर तथा 9 सेंटीमीटर भुजाओं वाला समांतर चतुर्भुज

तीनों दर्पण वाले जोड़ पतंग देते हैं (जब रूपरेखा उत्तल बनी रहे), क्योंकि प्रतिबिंब से आसन्न भुजाओं के दो समान युग्म बन जाते हैं —

12 सेंटीमीटर पर जोड़ ⇒ भुजाएँ 6, 9, 9, 6 ⇒ 12 सेंटीमीटर विकर्ण वाली पतंग

यही अंतिम आकृति पुस्तक पृष्ठ 105 पर पतंग का परिचय देने के लिए प्रयोग करती है। इसकी आसन्न भुजाएँ युग्मों में समान हैं — ऊपर 6 के साथ 6, नीचे 9 के साथ 9।

प्रतिबिंब पतंग और घुमाव समांतर चतुर्भुज क्यों देता है: प्रतिबिंब में उभयनिष्ठ किनारा सममिति रेखा बना रहता है, अत: उसके दोनों ओर की भुजाएँ दर्पण-जोड़ी होती हैं — आसन्न समान युग्म, अर्थात पतंग। आधा घुमाव प्रत्येक भुजा को सम्मुख कोने पर भेज देता है, अत: समान युग्म आमने-सामने आ जाते हैं — अर्थात समांतर चतुर्भुज।
स्वयं जाँचिए: जोड़ने का तरीका कोई भी हो, चारों कोणों का योग 360° ही होगा, क्योंकि दोनों त्रिभुज 180°-180° देते हैं।
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