Mathematics chapter 15: Area Related Theorems and Constructions
ক্ষেত্রফল সম্পর্কিত উপপাদ্য ও সম্পাদ্য
- Mathematics
- Textbook pages 285-293
- 1 source
- 17,607 characters of context
Textbook (verbatim transcription): Area Related Theorems and Constructions
Verbatim transcription of the printed NCTB textbook pages.
Contents6ShowHide
Printed page 285
অধ্যায় ১৫
ক্ষেত্রফল সম্পর্কিত উপপাদ্য ও সম্পাদ্য
(Area Related Theorems and Constructions)
আমরা জানি সীমাবদ্ধ সমতলক্ষেত্রের আকৃতি বিভিন্ন রকম হতে পারে। সমতলক্ষেত্র যদি চারটি বাহু দ্বারা সীমাবদ্ধ হয়, তবে একে আমরা চতুর্ভুজ বলে থাকি। এই চতুর্ভুজের আবার শ্রেণিবিভাগ আছে এবং আকৃতি ও বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে এদের নামকরণও করা হয়েছে। এই সকল সমতলক্ষেত্রের বাইরে অনেক ক্ষেত্র আছে যাদের বাহু চারের অধিক। আলোচিত এ সকল ক্ষেত্রই বহুভুজক্ষেত্র। প্রত্যেক সীমাবদ্ধ সমতলক্ষেত্রের নির্দিষ্ট পরিমাপ আছে যাকে ক্ষেত্রফল বলে অভিহিত করা হয়। এই সকল ক্ষেত্রফল পরিমাপের জন্য সাধারণত এক একক বাহু বিশিষ্ট বর্গক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল ব্যবহার করা হয় এবং এদের ক্ষেত্রফলকে বর্গ একক হিসেবে লেখা হয়। যেমন, বাংলাদেশের ক্ষেত্রফল 147 হাজার বর্গ কিলোমিটার (প্রায়)। আমাদের দৈনন্দিন জীবনের প্রয়োজন মেটাতে বহুভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল জানতে ও পরিমাপ করতে হয়। তাই এই শ্রেণির শিক্ষার্থীদের বহুভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল সম্বন্ধে সম্যক জ্ঞান প্রদান করা অতীব গুরুত্বপূর্ণ। এখানে বহুভুজক্ষেত্রের ধারণা এবং এতদসংক্রান্ত কতিপয় উপপাদ্য ও সম্পাদ্য বিষয়ক বিষয়বস্তু উপস্থাপন করা হয়েছে।
এ অধ্যায় শেষে শিক্ষার্থীরা—
► বহুভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের ধারণা ব্যাখ্যা করতে পারবে; ► ক্ষেত্রফল সংক্রান্ত উপপাদ্য যাচাই ও প্রমাণ করতে পারবে; ► প্রদত্ত উপাত্ত ব্যবহার করে বহুভুজক্ষেত্র অঙ্কন ও অঙ্কনের যথার্থতা যাচাই করতে পারবে; ► ত্রিভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান চতুর্ভুজক্ষেত্র অঙ্কন করতে পারবে; ► চতুর্ভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান ত্রিভুজক্ষেত্র অঙ্কন করতে পারবে।
সমতলক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল
প্রত্যেক সীমাবদ্ধ সমতলক্ষেত্রের নির্দিষ্ট ক্ষেত্রফল রয়েছে। এই ক্ষেত্রফল পরিমাপের জন্য সাধারণত এক একক বাহু বিশিষ্ট বর্গক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলকে বর্গ একক হিসেবে গ্রহণ করা হয়। যেমন, যে বর্গক্ষেত্রের এক বাহুর দৈর্ঘ্য এক সেন্টিমিটার তার ক্ষেত্রফল হবে এক বর্গসেন্টিমিটার।
Printed page 286
আমরা জানি, ক) ABCD আয়তক্ষেত্রের দৈর্ঘ্য AB=a একক (যথা: মিটার), প্রস্থ BC=b একক (যথা: মিটার) হলে, ABCD আয়তক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল =ab বর্গ একক (যথা: বর্গমিটার)। খ) ABCD বর্গক্ষেত্রের বাহুর দৈর্ঘ্য =a একক (যথা: মিটার) হলে, ABCD বর্গক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল =a2 বর্গ একক (যথা: বর্গমিটার)।
Figure
লেবেল: D, C, A, B, b, a বর্ণনা: আয়তক্ষেত্র ABCD; AB বাহুর দৈর্ঘ্য a, BC বাহুর দৈর্ঘ্য b চিহ্নিত।
Figure
লেবেল: D, C, A, B, a বর্ণনা: বর্গক্ষেত্র ABCD ছায়াচিহ্নিত; প্রতিটি বাহুর দৈর্ঘ্য a চিহ্নিত।
দুইটি ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল সমান হলে এদের মধ্যে = চিহ্ন ব্যবহার করা হয়। যেমন, ABCD আয়তক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল =AED ত্রিভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল, যেখানে AB=BE।
Figure
লেবেল: D, C, A, B, E বর্ণনা: আয়তক্ষেত্র ABCD এবং A, B, E বিন্দু দ্বারা গঠিত ত্রিভুজ AED পাশাপাশি আঁকা; B বিন্দু AE রেখাংশের ওপর অবস্থিত এবং AB=BE।
উল্লেখ্য যে, △ABC ও △DEF সর্বসম হলে, △ABC≅△DEF লেখা হয়। এ ক্ষেত্রে অবশ্যই △ABC এর ক্ষেত্রফল =△DEF এর ক্ষেত্রফল।
Figure
লেবেল: A, B, C, D, E, F বর্ণনা: দুইটি সমান ত্রিভুজ পাশাপাশি আঁকা; বাম দিকে △ABC, ডান দিকে △DEF।
কিন্তু দুইটি ত্রিভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল সমান হলেই ত্রিভুজ দুইটি সর্বসম হয় না। যেমন, চিত্রে △ABC এর ক্ষেত্রফল =△DBC এর ক্ষেত্রফল। কিন্তু △ABC ও △DBC সর্বসম নয়।
Figure
লেবেল: A, B, C, D বর্ণনা: BC সাধারণ ভূমির ওপর △ABC ও △DBC আঁকা; দুইটি ত্রিভুজ ভিন্ন আকৃতির এবং একে অপরকে ছেদ করে।
উপপাদ্য ৩৬. একই ভূমির উপর এবং একই সমান্তরাল রেখাযুগলের মধ্যে অবস্থিত সকল ত্রিভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল সমান।
মনে করি, ABC ও DBC ত্রিভুজদ্বয় একই ভূমি BC এর উপর এবং একই সমান্তরাল রেখাযুগল BC ও AD এর মধ্যে অবস্থিত। প্রমাণ করতে হবে যে, ΔABC এর ক্ষেত্রফল =ΔDBC এর ক্ষেত্রফল।
Figure
লেবেল: E, A, F, D, B, C বর্ণনা: E, A, F, D বিন্দু একই রেখায় (সমান্তরাল রেখাযুগলের একটি); B, C বিন্দু নিচের রেখায়। A ও D যুক্ত করে AD রেখা, ABC ও DBC ত্রিভুজ, AC ও BD কর্ণ আঁকা; BE ও CF লম্ব রেখা E ও F পর্যন্ত বর্ধিত; EBCF আয়তক্ষেত্র।
অঙ্কন: BC রেখাংশের B ও C বিন্দুতে যথাক্রমে BE ও CF লম্ব আঁকি, যা DA এর বর্ধিতাংশকে E বিন্দুতে এবং AD রেখাকে F বিন্দুতে ছেদ করে। ফলে EBCF একটি আয়তক্ষেত্র তৈরি হয়।
Printed page 287
প্রমাণঃ ΔABC এর ভূমি BC এবং উচ্চতা BE ∴ΔABC এর ক্ষেত্রফল =21×BC×BE………(i)
আবার, ΔDBC এর ভূমি BC এবং উচ্চতা CF
∴ΔDBC এর ক্ষেত্রফল =21×BC×CF=21×BC×BE………(ii); [EBCF আয়তক্ষেত্র]
(i) ও (ii) নং তুলনা করে পাই, ΔABC এর ক্ষেত্রফল =ΔDBC এর ক্ষেত্রফল। (প্রমাণিত)
অনুসিদ্ধান্ত ১. একই ভূমির একই পাশে অবস্থিত সকল ত্রিভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল সমান হলে, এরা একই সমান্তরাল রেখাযুগলের মধ্যে অবস্থিত হবে।
অনুসিদ্ধান্ত ২. কোনো ত্রিভুজ ও সামান্তরিক একই ভূমি ও একই সমান্তরাল রেখাযুগলের মধ্যে অবস্থিত হলে, ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল সামান্তরিকের ক্ষেত্রফলের অর্ধেক।
ইঙ্গিত: চিত্রে, ABCD সামান্তরিক। AC কর্ণ।
Figure
লেবেল: A, B, C, D বর্ণনা: সামান্তরিক ABCD; AC ও BD কর্ণ আঁকা।
∴ΔABC≅ΔADC
∴ΔABC=21 সামান্তরিক ABCD
উপপাদ্য ৩৭. একই ভূমির উপর এবং একই সমান্তরাল রেখাযুগলের মধ্যে অবস্থিত সামান্তরিকক্ষেত্রসমূহের ক্ষেত্রফল সমান।
Figure
লেবেল: F, D, E, C, A, K, B, L বর্ণনা: F, D, E, C বিন্দু একই সরলরেখায়; A, K, B, L বিন্দু আরেকটি সরলরেখায়। A ও F, A ও D, A ও E, A ও C, B ও C, E ও K এবং E ও B যুক্ত; K ও L এর ওপর EK ও CL লম্ব আঁকা।
চিত্রে, ABCD ও ABEF সামান্তরিকক্ষেত্র দুইটি একই ভূমি AB এর উপর এবং একই সমান্তরাল রেখাযুগল AB ও FC এর মধ্যে অবস্থিত।
প্রমাণ করতে হবে যে, ABCD সামান্তরিকের ক্ষেত্রফল =ABEF সামান্তরিকের ক্ষেত্রফল।
Printed page 288
অঙ্কন: A,C ও A,E যোগ করি। C ও E বিন্দু থেকে ভূমি AB ও এর বর্ধিত রেখাংশের উপর EK ও CL লম্ব টানি।
প্রমাণ: ΔABC এর ক্ষেত্রফল =21×AB×CL এবং
ΔABE এর ক্ষেত্রফল =21×AB×EK
যেহেতু CL=EK, [অঙ্কনানুসারে AL∥FC]
অতএব, ΔABC এর ক্ষেত্রফল =ΔABE এর ক্ষেত্রফল
⟹21 সামান্তরিকক্ষেত্র ABCD এর ক্ষেত্রফল =21 সামান্তরিকক্ষেত্র ABEF এর ক্ষেত্রফল।
∴ABCD সামান্তরিকের ক্ষেত্রফল =ABEF সামান্তরিকের ক্ষেত্রফল। (প্রমাণিত)
উপপাদ্য ৩৮. পিথাগোরাসের উপপাদ্য
সমকোণী ত্রিভুজের অতিভুজের উপর অঙ্কিত বর্গক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল অপর দুই বাহুর উপর অঙ্কিত বর্গক্ষেত্রদ্বয়ের ক্ষেত্রফলের সমষ্টির সমান।
বিশেষ নির্বচন: মনে করি, ABC সমকোণী ত্রিভুজের ∠ACB সমকোণ এবং AB অতিভুজ। প্রমাণ করতে হবে যে, AB2=BC2+AC2।
অঙ্কন: AB, AC এবং BC বাহুর উপর যথাক্রমে ABED, ACGF এবং BCHK বর্গক্ষেত্র অঙ্কন করি। C বিন্দু দিয়ে AD বা BE রেখার সমান্তরাল CL রেখা আঁকি। মনে করি, তা AB কে M বিন্দুতে এবং DE কে L বিন্দুতে ছেদ করে। C ও D এবং B ও F যোগ করি।
Figure
লেবেল: H, G, C, K, F, A, M, B, L, D, E বর্ণনা: সমকোণী ত্রিভুজ ABC-এর তিন বাহুর ওপর তিনটি বর্গক্ষেত্র ABED, ACGF ও BCHK আঁকা। C বিন্দু থেকে AD বা BE এর সমান্তরাল CL রেখা AB কে M এবং DE কে L বিন্দুতে ছেদ করে; CD ও BF যুক্ত।
প্রমাণ:
ধাপ ১. △CAD ও △BAF তে CA=AF, AD=AB এবং অন্তর্ভুক্ত ∠CAD=∠CAB+∠BAD=∠CAB+∠CAF= অন্তর্ভুক্ত ∠BAF [∠BAD=∠CAF=1 সমকোণ]
অতএব, △CAD≅△BAF
ধাপ ২. △CAD এবং আয়তক্ষেত্র ADLM একই ভূমি AD এর উপর এবং AD ও CL সমান্তরাল রেখাদ্বয়ের মধ্যে অবস্থিত।
সুতরাং আয়তক্ষেত্র ADLM=2△CAD [অনুসিদ্ধান্ত ২]
ধাপ ৩. △BAF এবং বর্গক্ষেত্র ACGF একই ভূমি AF এর উপর এবং AF ও BG সমান্তরাল রেখাদ্বয়ের মধ্যে অবস্থিত।
সুতরাং বর্গক্ষেত্র ACGF=2△FAB=2△CAD [অনুসিদ্ধান্ত ২]
Printed page 289
ধাপ ৪. আয়তক্ষেত্র ADLM= বর্গক্ষেত্র ACGF
ধাপ ৫. অনুরূপভাবে C,E ও A,K যোগ করে প্রমাণ করা যায় যে, আয়তক্ষেত্র BELM= বর্গক্ষেত্র BCHK
ধাপ ৬. আয়তক্ষেত্র (ADLM+BELM)= বর্গক্ষেত্র ACGF+ বর্গক্ষেত্র BCHK বা, বর্গক্ষেত্র ABED= বর্গক্ষেত্র ACGF+ বর্গক্ষেত্র BCHK অর্থাৎ, AB2=BC2+AC2 (প্রমাণিত)
সম্পাদ্য ১৩. এমন একটি সামান্তরিক আঁকতে হবে, যার একটি কোণ একটি নির্দিষ্ট কোণের সমান এবং যা দ্বারা সীমাবদ্ধ ক্ষেত্র একটি ত্রিভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান।
Figure
লেবেল: A, F, G, B, E, C, X বর্ণনা: B, E, C একই রেখায়; A থেকে BC এর সমান্তরাল রশ্মি AG আঁকা; E বিন্দুতে EC এর সাথে X কোণ চিহ্নিত রশ্মি EF; C থেকে EF এর সমান্তরাল রশ্মি CG আঁকা যা AG কে G বিন্দুতে ছেদ করে। ABC ত্রিভুজ এবং ∠X চিহ্নিত।
Figure
লেবেল: X বর্ণনা: একটি নির্দিষ্ট কোণ X; একটি রশ্মি থেকে অপর একটি রশ্মি পর্যন্ত কোণটি চাপ দ্বারা চিহ্নিত।
মনে করি, ABC একটি নির্দিষ্ট ত্রিভুজক্ষেত্র এবং ∠x একটি নির্দিষ্ট কোণ। এরূপ সামান্তরিক আঁকতে হবে, যার একটি কোণ ∠x এর সমান এবং যা দ্বারা সীমাবদ্ধ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল △ABC এর ক্ষেত্রফলের সমান।
অঙ্কন: BC বাহুকে E বিন্দুতে সমদ্বিখন্ডিত করি। EC রেখাংশের E বিন্দুতে ∠x এর সমান ∠CEF আঁকি। A বিন্দু দিয়ে BC বাহুর সমান্তরাল AG রশ্মি টানি এবং মনে করি তা EF রশ্মিকে F বিন্দুতে ছেদ করে। C বিন্দু দিয়ে EF রেখাংশের সমান্তরাল CG রশ্মি টানি এবং মনে করি তা AG রশ্মিকে G বিন্দুতে ছেদ করে। তাহলে, ECGF ই উদ্দিষ্ট সামান্তরিক।
প্রমাণ: A,E যোগ করি।
এখন, △ABE এর ক্ষেত্রফল =△AEC এর ক্ষেত্রফল [যেহেতু ভূমি BE= ভূমি EC এবং উভয়ের একই উচ্চতা]
∴△ABC এর ক্ষেত্রফল =2△AEC এর ক্ষেত্রফল
আবার, সামান্তরিক ক্ষেত্র ECGF এর ক্ষেত্রফল =2△AEC এর ক্ষেত্রফল [যেহেতু, উভয়ে একই ভূমি EC এর উপর অবস্থিত এবং EC∥AG]
∴ সামান্তরিক ক্ষেত্র ECGF এর ক্ষেত্রফল =△ABC এর ক্ষেত্রফল
আবার, ∠CEF=∠x [যেহেতু EF∥CG, অঙ্কন অনুসারে]
∴ সামান্তরিক ECGF ই নির্ণেয় সামান্তরিক।
Printed page 290
সম্পাদ্য ১৪. এমন একটি ত্রিভুজ আঁকতে হবে যা দ্বারা সীমাবদ্ধ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল একটি নির্দিষ্ট চতুর্ভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান।
Figure
লেবেল: D, C, A, B, E বর্ণনা: চতুর্ভুজ ABCD; A, B, E একই রেখায়, E রশ্মির প্রান্তে। D ও B যুক্ত; C বিন্দু দিয়ে DB এর সমান্তরাল রেখা AB এর বর্ধিতাংশকে E বিন্দুতে ছেদ করে; ∠DBE এর চাপ চিহ্নিত।
মনে করি, ABCD একটি চতুর্ভুজক্ষেত্র। এরূপ একটি ত্রিভুজ আঁকতে হবে যা দ্বারা সীমাবদ্ধ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল ABCD চতুর্ভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান।
অঙ্কন: D,B যোগ করি। C বিন্দু দিয়ে CE∥DB টানি। মনে করি, তা AB বাহুর বর্ধিতাংশকে E বিন্দুতে ছেদ করে। D,E যোগ করি। তাহলে, △DAE ই উদ্দিষ্ট ত্রিভুজ।
প্রমাণ: BD ভূমির উপর △BDC ও △BDE অবস্থিত এবং DB∥CE [অঙ্কন অনুসারে]
∴△BDC এর ক্ষেত্রফল =△BDE এর ক্ষেত্রফল
∴△BDC এর ক্ষেত্রফল +△ABD এর ক্ষেত্রফল =△BDE এর ক্ষেত্রফল +△ABD এর ক্ষেত্রফল
∴ চতুর্ভুজক্ষেত্র ABCD এর ক্ষেত্রফল =△ADE এর ক্ষেত্রফল
অতএব, △ADE ই নির্ণেয় ত্রিভুজ।
বিশেষ দ্রষ্টব্য: উপরের পদ্ধতির সাহায্যে নির্দিষ্ট চতুর্ভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান ক্ষেত্রফল বিশিষ্ট অসংখ্য ত্রিভুজক্ষেত্র আঁকা যাবে।
সম্পাদ্য ১৫. এমন একটি সামান্তরিক আঁকতে হবে যার একটি কোণ দেওয়া আছে এবং তা দ্বারা সীমাবদ্ধ ক্ষেত্র একটি নির্দিষ্ট চতুর্ভুজক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান।
Figure
লেবেল: X, K, D, H, C, A, G, B, F, X বর্ণনা: বাম দিকে একটি নির্দিষ্ট কোণ X। বড় চিত্রে K, D, H বিন্দু একটি অনুভূমিক সমান্তরাল রেখায়; A, G, B, F নিচের রেখায়। A বিন্দুতে কোণ X চিহ্নিত; D থেকে A ও B যুক্ত; C চতুর্ভুজের শীর্ষ, D, C, B, F যুক্ত; G ও B এর মধ্যে X কোণ চিহ্নিত।
মনে করি, ABCD একটি নির্দিষ্ট চতুর্ভুজক্ষেত্র এবং ∠x একটি নির্দিষ্ট কোণ। এরূপ একটি সামান্তরিক
Printed page 291
আঁকতে হবে যার একটি কোণ প্রদত্ত ∠x এর সমান এবং সীমাবদ্ধ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফল ABCD ক্ষেত্রের ক্ষেত্রফলের সমান।
অঙ্কন: B,D যোগ করি। C বিন্দু দিয়ে CF∥DB টানি এবং মনে করি, CF,AB বাহুর বর্ধিতাংশকে F বিন্দুতে ছেদ করে। AF রেখাংশের মধ্যবিন্দু G নির্ণয় করি। AG রেখাংশের A বিন্দুতে ∠x এর সমান ∠GAK আঁকি এবং G বিন্দু দিয়ে GH∥AK টানি। D বিন্দু দিয়ে KDH∥AG টানি এবং মনে করি, তা AK ও GH কে যথাক্রমে K ও H বিন্দুতে ছেদ করে। তাহলে, AGHK ই উদ্দিষ্ট সামান্তরিক।
প্রমাণ: D,F যোগ করি। AGHK একটি সামান্তরিক [অঙ্কন অনুসারে]
যেখানে, ∠GAK=∠x। আবার, △DAF এর ক্ষেত্রফল = চতুর্ভুজক্ষেত্র ABCD এর ক্ষেত্রফল এবং সামান্তরিক ক্ষেত্র AGHK এর ক্ষেত্রফল =△DAF এর ক্ষেত্রফল।
অতএব, AGHK ই নির্ণেয় সামান্তরিক।
Loading the rest of the chapter…
Textbook content © National Curriculum and Textbook Board (NCTB), Bangladesh. Shown for study.
Trusted resources
Official links checked by the Zntext team. Part of the context pack.