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CLASS 12 MATHS · CHAPTER 10

Vector Algebraसदिश बीजगणितVector Algebra

Vectors and scalars, position vector, direction cosines, types of vectors, addition (triangle and parallelogram laws), multiplication by a scalar, components, section formula, dot product with projection, and cross product with areas — NCERT Chapter 10, in easy words.सदिश और अदिश, स्थिति सदिश, दिक्-कोसाइन, सदिशों के प्रकार, सदिशों का योगफल (त्रिभुज और समांतर चतुर्भुज नियम), अदिश से गुणन, घटक, खंड सूत्र, अदिश (बिंदु) गुणनफल और प्रक्षेप, सदिश (वज्र) गुणनफल और क्षेत्रफल — NCERT अध्याय 10, आसान शब्दों में।Vectors aur scalars, position vector, direction cosines, vectors ke types, addition (triangle aur parallelogram law), scalar se multiplication, components, section formula, dot product aur projection, cross product aur area — NCERT Chapter 10, aasaan shabdon mein.

In this chapterइस अध्याय मेंIs chapter mein

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Position vector of P(x, y, z) and its componentsP(x, y, z) का स्थिति सदिश और उसके घटकP(x, y, z) ka position vector aur uske componentsFig 10.3 / 10.14 · 3DEqual, collinear and coinitial vectorsसमान, संरेख और सह-आदिम सदिशEqual, collinear aur coinitial vectorsFig 10.5 (Example 3)Example 1: 40 km, 30° west of southउदाहरण 1: 40 km, दक्षिण से 30° पश्चिमExample 1: 40 km, south se 30° westFig 10.4 (Example 1)Triangle law: a + b, and a − bत्रिभुज नियम: a + b और a − bTriangle law: a + b aur a − bFig 10.8Parallelogram law of vector additionसदिश योग का समांतर चतुर्भुज नियमParallelogram law of vector additionFig 10.9 · 3DSection formula: R divides PQ in m : nखंड सूत्र: R, PQ को m : n में विभाजित करता हैSection formula: R, PQ ko m : n mein divide karta haiFig 10.16 · 3DProjection of a on bb पर a का प्रक्षेपb par a ka projectionFig 10.20Right-hand rule for a × ba × b के लिए दाएँ हाथ का नियमa × b ke liye right-hand ruleFig 10.23 · 3DArea of parallelogram and triangle = |a × b| and ½|a × b|समांतर चतुर्भुज और त्रिभुज का क्षेत्रफल = |a × b| और ½|a × b|Parallelogram aur triangle ka area = |a × b| aur ½|a × b|Fig 10.26–10.27 · 3D

3D models3D मॉडल3D models

Try it yourselfखुद करके देखिएKhud karke dekhiye

All sections (NCERT order)सभी खंड (NCERT क्रम)Saare sections (NCERT order)
  1. 10.1IntroductionभूमिकाIntroduction
  2. 10.2Some Basic Conceptsकुछ आधारभूत संकल्पनाएँSome Basic Concepts
  3. Position Vectorस्थिति सदिशPosition Vector
  4. Direction Cosinesदिक्-कोसाइनDirection Cosines
  5. 10.3Types of Vectorsसदिशों के प्रकारTypes of Vectors
  6. 10.4Addition of Vectorsसदिशों का योगफलAddition of Vectors
  7. 10.5Multiplication of a Vector by a Scalarएक अदिश से सदिश का गुणनVector ka Scalar se Multiplication
  8. 10.5.1Components of a vectorएक सदिश के घटकVector ke components
  9. 10.5.2Vector joining two pointsदो बिंदुओं को मिलाने वाला सदिशDo points ko jodne wala vector
  10. 10.5.3Section formulaखंड सूत्रSection formula
  11. 10.6Product of Two Vectorsदो सदिशों का गुणनफलDo vectors ka product
  12. 10.6.1Scalar (or dot) product of two vectorsदो सदिशों का अदिश (या बिंदु) गुणनफलScalar (ya dot) product
  13. 10.6.2Projection of a vector on a lineएक सदिश का किसी रेखा पर प्रक्षेपVector ka line par projection
  14. 10.6.3Vector (or cross) product of two vectorsदो सदिशों का सदिश (या वज्र) गुणनफलVector (ya cross) product
  15. Miscellaneous Examplesविविध उदाहरणMiscellaneous Examples
  16. Formula sheetसूत्र-पत्रFormula sheet
  17. Quick revisionत्वरित पुनरावृत्तिQuick revision

10.1IntroductionभूमिकाIntroduction

🌱 Start here🌱 यहाँ से शुरू कीजिए🌱 Yahan se shuru kijiyeStart here. Some answers need only a number: your height is 1.6 m, a bag has 5 kg. Such quantities are scalars. But if a friend asks "how do I reach your house?", "2 km" is not enough — you must also say which way. A quantity with a size (magnitude) and a direction is a vector. In this chapter we draw vectors as arrows, add them, multiply them, and use them to find angles and areas.यहाँ से शुरू कीजिए। कुछ उत्तरों में केवल एक संख्या चाहिए: आपकी ऊँचाई 1.6 m, थैले का द्रव्यमान 5 kg। ऐसी राशियाँ अदिश हैं। पर यदि मित्र पूछे "आपके घर कैसे पहुँचूँ?", तो "2 km" काफ़ी नहीं — किस दिशा में, यह भी बताना होगा। जिस राशि में परिमाण और दिशा दोनों हों, वह सदिश है। इस अध्याय में हम सदिशों को तीर से दिखाएँगे, उन्हें जोड़ेंगे, गुणा करेंगे और उनसे कोण तथा क्षेत्रफल निकालेंगे।Yahan se shuru kijiye. Kuch answers mein sirf ek number chahiye: aapki height 1.6 m, bag ka mass 5 kg. Aisi quantities scalars hain. Par agar dost poochhe "aapke ghar kaise pahunchun?", to "2 km" kaafi nahi — kis direction mein, yeh bhi batana padega. Jis quantity mein magnitude aur direction dono hon, woh vector hai. Is chapter mein hum vectors ko arrow se dikhayenge, unhe jodenge, multiply karenge aur unse angle aur area nikalenge.

NCERT's examples: scalars — length, mass, time, distance, speed, area, volume, temperature, work, money, voltage, density, resistance. Vectors — displacement, velocity, acceleration, force, weight, momentum, electric field intensity.NCERT के उदाहरण: अदिश — लंबाई, द्रव्यमान, समय, दूरी, चाल, क्षेत्रफल, आयतन, ताप, कार्य, धन, वोल्टता, घनत्व, प्रतिरोध। सदिश — विस्थापन, वेग, त्वरण, बल, भार, संवेग, विद्युत क्षेत्र की तीव्रता।NCERT ke examples: scalars — length, mass, time, distance, speed, area, volume, temperature, work, money, voltage, density, resistance. Vectors — displacement, velocity, acceleration, force, weight, momentum, electric field intensity.

Quick test: ask "does the direction matter?" Distance 5 km — no (scalar). Displacement 5 km towards north — yes (vector). Speed 30 km/h — scalar; velocity 20 m/s towards north — vector.जल्दी जाँच: पूछिए "क्या दिशा मायने रखती है?" दूरी 5 km — नहीं (अदिश)। उत्तर की ओर 5 km विस्थापन — हाँ (सदिश)। चाल 30 km/h — अदिश; उत्तर की ओर 20 m/s वेग — सदिश।Quick test: poochhiye "kya direction matter karti hai?" Distance 5 km — nahi (scalar). North ki taraf 5 km displacement — haan (vector). Speed 30 km/h — scalar; north ki taraf 20 m/s velocity — vector.

10.2Some Basic Conceptsकुछ आधारभूत संकल्पनाएँSome Basic Concepts

Take any straight line l. It can be given two directions (shown by arrowheads). A line with one direction chosen is a directed line. If we keep only the piece AB of the line with a direction, we get a directed line segment — it has both magnitude (length) and direction.कोई सरल रेखा l लीजिए। इसे दो दिशाएँ दी जा सकती हैं (तीर के निशान से)। एक दिशा चुनी हुई रेखा दिष्ट रेखा कहलाती है। यदि रेखा का केवल टुकड़ा AB दिशा के साथ रखें, तो दिष्ट रेखाखंड मिलता है — इसमें परिमाण (लंबाई) और दिशा दोनों हैं।Koi seedhi line l lijiye. Ise do directions di ja sakti hain (arrowheads se). Ek direction chuni hui line directed line kehlati hai. Agar line ka sirf tukda AB direction ke saath rakhein, to directed line segment milta hai — ismein magnitude (length) aur direction dono hain.

📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Vector (Definition 1)A quantity that has magnitude as well as direction is called a vector.सदिश (परिभाषा 1)वह राशि जिसमें परिमाण और दिशा दोनों हों, सदिश कहलाती है।Vector (Definition 1)Jis quantity mein magnitude aur direction dono hon, use vector kehte hain.

A directed line segment is a vector, written \overrightarrow{AB} or simply \vec{a}, read "vector AB" or "vector a". A is its initial point and B its terminal point. The distance between them is the magnitude (length) of the vector, written |\overrightarrow{AB}|, |\vec{a}| or a. The arrow shows the direction.दिष्ट रेखाखंड एक सदिश है, जिसे \overrightarrow{AB} या केवल \vec{a} लिखते हैं और "सदिश AB" या "सदिश a" पढ़ते हैं। A इसका प्रारंभिक बिंदु और B अंतिम बिंदु है। इनके बीच की दूरी सदिश का परिमाण (लंबाई) है, जिसे |\overrightarrow{AB}|, |\vec{a}| या a लिखते हैं। तीर दिशा बताता है।Directed line segment ek vector hai, jise \overrightarrow{AB} ya sirf \vec{a} likhte hain aur "vector AB" ya "vector a" padhte hain. A iska initial point aur B terminal point hai. Inke beech ki doori vector ka magnitude (length) hai, jise |\overrightarrow{AB}|, |\vec{a}| ya a likhte hain. Arrow direction batata hai.

⚠️ Mistakes that cost marks⚠️ ग़लतियाँ जिनसे अंक कटते हैं⚠️ Galtiyan jinse marks katte hainLength is never negative, so writing |\vec{a}| < 0 has no meaning. Also \overrightarrow{AB} and \overrightarrow{BA} are NOT the same vector — same length, opposite directions.लंबाई कभी ऋणात्मक नहीं होती, इसलिए |\vec{a}| < 0 लिखने का कोई अर्थ नहीं। साथ ही \overrightarrow{AB} और \overrightarrow{BA} एक ही सदिश नहीं हैं — लंबाई समान, दिशाएँ विपरीत।Length kabhi negative nahi hoti, isliye |\vec{a}| < 0 likhne ka koi matlab nahi. Aur \overrightarrow{AB} aur \overrightarrow{BA} ek hi vector nahi hain — length same, directions opposite.

Position Vectorस्थिति सदिशPosition Vector

Recall the right-handed 3D coordinate system with origin O(0, 0, 0). For a point P(x, y, z), the vector \overrightarrow{OP} (from O to P) is called the position vector of P with respect to O. By the distance formula, its magnitude is |\overrightarrow{OP}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}. The position vectors of points A, B, C, … are usually written \vec{a}, \vec{b}, \vec{c}, ….मूल बिंदु O(0, 0, 0) वाली दक्षिणावर्ती त्रि-विमीय निर्देशांक पद्धति याद कीजिए। किसी बिंदु P(x, y, z) के लिए सदिश \overrightarrow{OP} (O से P तक) को O के सापेक्ष P का स्थिति सदिश कहते हैं। दूरी सूत्र से इसका परिमाण |\overrightarrow{OP}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} है। बिंदुओं A, B, C, … के स्थिति सदिश प्रायः \vec{a}, \vec{b}, \vec{c}, … लिखे जाते हैं।Origin O(0, 0, 0) wala right-handed 3D coordinate system yaad kijiye. Kisi point P(x, y, z) ke liye vector \overrightarrow{OP} (O se P tak) ko O ke respect mein P ka position vector kehte hain. Distance formula se iska magnitude |\overrightarrow{OP}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} hai. Points A, B, C, … ke position vectors aam taur par \vec{a}, \vec{b}, \vec{c}, … likhe jaate hain.

Position vector of P(x, y, z) and its componentsP(x, y, z) का स्थिति सदिश और उसके घटकP(x, y, z) ka position vector aur uske componentsNCERT Fig 10.3 / 10.14 · 14 tappable parts · 3DOpen

Direction Cosinesदिक्-कोसाइनDirection Cosines

Let \vec{r} = \overrightarrow{OP} be the position vector of P(x, y, z). The angles α, β, γ that \vec{r} makes with the positive directions of the x, y and z-axes are its direction angles. Their cosines \cos\alpha, \cos\beta, \cos\gamma are the direction cosines of \vec{r}, written l, m, n.मान लीजिए \vec{r} = \overrightarrow{OP} बिंदु P(x, y, z) का स्थिति सदिश है। \vec{r} द्वारा x, y और z-अक्षों की धन दिशाओं के साथ बनाए गए कोण α, β, γ इसके दिशा कोण हैं। इनके कोसाइन \cos\alpha, \cos\beta, \cos\gamma, \vec{r} की दिक्-कोसाइन हैं, जिन्हें l, m, n लिखते हैं।Maan lijiye \vec{r} = \overrightarrow{OP} point P(x, y, z) ka position vector hai. \vec{r} jo angles α, β, γ x, y aur z-axes ki positive directions ke saath banata hai, woh iske direction angles hain. Inke cosines \cos\alpha, \cos\beta, \cos\gamma, \vec{r} ki direction cosines hain, jinhe l, m, n likhte hain.

In the right triangle OAP (A is the foot of the perpendicular from P on the x-axis), \cos\alpha = \dfrac{x}{r}, where r = |\vec{r}|. In the same way \cos\beta = \dfrac{y}{r} and \cos\gamma = \dfrac{z}{r}. So P can be written as (lr, mr, nr). The numbers lr, mr, nr, proportional to the direction cosines, are the direction ratios of \vec{r}, written a, b, c.समकोण त्रिभुज OAP में (A, P से x-अक्ष पर डाले गए लंब का पाद है) \cos\alpha = \dfrac{x}{r}, जहाँ r = |\vec{r}|। इसी प्रकार \cos\beta = \dfrac{y}{r} और \cos\gamma = \dfrac{z}{r}। अतः P को (lr, mr, nr) लिख सकते हैं। दिक्-कोसाइन के समानुपाती संख्याएँ lr, mr, nr, \vec{r} के दिक्-अनुपात हैं, जिन्हें a, b, c लिखते हैं।Right triangle OAP mein (A, P se x-axis par daale gaye perpendicular ka foot hai) \cos\alpha = \dfrac{x}{r}, jahan r = |\vec{r}|. Isi tarah \cos\beta = \dfrac{y}{r} aur \cos\gamma = \dfrac{z}{r}. Isliye P ko (lr, mr, nr) likh sakte hain. Direction cosines ke proportional numbers lr, mr, nr, \vec{r} ke direction ratios hain, jinhe a, b, c likhte hain.

l^2 + m^2 + n^2 = 1, but a^2 + b^2 + c^2 \ne 1 in general. Direction cosines are unique for a vector; direction ratios are not (any non-zero multiple works).l^2 + m^2 + n^2 = 1, पर सामान्यतः a^2 + b^2 + c^2 \ne 1। किसी सदिश की दिक्-कोसाइन अद्वितीय होती हैं; दिक्-अनुपात नहीं (कोई भी शून्येतर गुणज चलता है)।l^2 + m^2 + n^2 = 1, par aam taur par a^2 + b^2 + c^2 \ne 1. Kisi vector ki direction cosines unique hoti hain; direction ratios nahi (koi bhi non-zero multiple chalta hai).
🏆 Topper box🏆 टॉपर बॉक्स🏆 Topper boxWhy is l^2+m^2+n^2=1? Because \dfrac{x^2 + y^2 + z^2}{r^2} = \dfrac{r^2}{r^2} = 1. So if two direction angles are known, the third cosine is fixed up to sign: e.g. α = 60°, β = 45° gives \cos^2\gamma = 1 - \tfrac14 - \tfrac12 = \tfrac14.l^2+m^2+n^2=1 क्यों? क्योंकि \dfrac{x^2 + y^2 + z^2}{r^2} = \dfrac{r^2}{r^2} = 1। इसलिए दो दिशा कोण ज्ञात हों तो तीसरा कोसाइन चिह्न को छोड़कर तय है: जैसे α = 60°, β = 45° से \cos^2\gamma = 1 - \tfrac14 - \tfrac12 = \tfrac14।l^2+m^2+n^2=1 kyon? Kyonki \dfrac{x^2 + y^2 + z^2}{r^2} = \dfrac{r^2}{r^2} = 1. Isliye do direction angles pata hon to teesra cosine sign ko chhodkar fix hai: jaise α = 60°, β = 45° se \cos^2\gamma = 1 - \tfrac14 - \tfrac12 = \tfrac14.
Loading experiment…

10.3Types of Vectorsसदिशों के प्रकारTypes of Vectors

📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Zero vectorA vector whose initial and terminal points coincide is called a zero vector (or null vector), denoted \vec{0}. It cannot be assigned a definite direction as it has zero magnitude; alternatively, it may be regarded as having any direction. The vectors \overrightarrow{AA}, \overrightarrow{BB} represent the zero vector.शून्य सदिशजिस सदिश के प्रारंभिक और अंतिम बिंदु संपाती हों, उसे शून्य सदिश (या रिक्त सदिश) कहते हैं, \vec{0} से दर्शाते हैं। इसका परिमाण शून्य है, इसलिए इसे कोई निश्चित दिशा नहीं दी जा सकती; या इसे कोई भी दिशा वाला माना जा सकता है। सदिश \overrightarrow{AA}, \overrightarrow{BB} शून्य सदिश हैं।Zero vectorJis vector ke initial aur terminal points ek hi hon, use zero vector (ya null vector) kehte hain, \vec{0} se dikhate hain. Iska magnitude zero hai, isliye ise koi fixed direction nahi di ja sakti; ya ise koi bhi direction wala maan sakte hain. Vectors \overrightarrow{AA}, \overrightarrow{BB} zero vector hain.
📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Unit vectorA vector whose magnitude is unity (i.e., 1 unit) is called a unit vector. The unit vector in the direction of a given vector \vec{a} is denoted by \hat{a}.मात्रक सदिशजिस सदिश का परिमाण इकाई (अर्थात् 1) हो, उसे मात्रक सदिश कहते हैं। दिए गए सदिश \vec{a} की दिशा में मात्रक सदिश को \hat{a} से दर्शाते हैं।Unit vectorJis vector ka magnitude 1 ho, use unit vector kehte hain. Diye gaye vector \vec{a} ki direction mein unit vector ko \hat{a} se dikhate hain.
📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Coinitial vectorsTwo or more vectors having the same initial point are called coinitial vectors.सह-आदिम सदिशदो या अधिक सदिश जिनका प्रारंभिक बिंदु एक ही हो, सह-आदिम सदिश कहलाते हैं।Coinitial vectorsDo ya zyada vectors jinka initial point ek hi ho, coinitial vectors kehlate hain.
📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Collinear vectorsTwo or more vectors are said to be collinear if they are parallel to the same line, irrespective of their magnitudes and directions.संरेख सदिशदो या अधिक सदिश संरेख कहलाते हैं यदि वे एक ही रेखा के समांतर हों, उनके परिमाण और दिशाएँ कुछ भी हों।Collinear vectorsDo ya zyada vectors collinear kehlate hain agar woh ek hi line ke parallel hon, unke magnitude aur direction kuch bhi hon.
📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Equal vectorsTwo vectors \vec{a} and \vec{b} are said to be equal, if they have the same magnitude and direction regardless of the positions of their initial points, and written as \vec{a} = \vec{b}.समान सदिशदो सदिश \vec{a} और \vec{b} समान कहलाते हैं यदि उनके परिमाण और दिशा समान हों, उनके प्रारंभिक बिंदुओं की स्थिति कुछ भी हो; इसे \vec{a} = \vec{b} लिखते हैं।Equal vectorsDo vectors \vec{a} aur \vec{b} equal kehlate hain agar unka magnitude aur direction same ho, initial points kahin bhi hon; ise \vec{a} = \vec{b} likhte hain.
📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Negative of a vectorA vector whose magnitude is the same as that of a given vector (say, \overrightarrow{AB}), but direction is opposite to that of it, is called negative of the given vector. For example, \overrightarrow{BA} is the negative of \overrightarrow{AB}, written \overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}.ऋणात्मक सदिशवह सदिश जिसका परिमाण दिए गए सदिश (मान लीजिए \overrightarrow{AB}) के बराबर हो पर दिशा उलटी हो, दिए गए सदिश का ऋणात्मक कहलाता है। जैसे \overrightarrow{BA}, \overrightarrow{AB} का ऋणात्मक है: \overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}।Negative of a vectorWoh vector jiska magnitude diye gaye vector (maan lijiye \overrightarrow{AB}) jitna ho par direction ulti ho, us vector ka negative kehlata hai. Jaise \overrightarrow{BA}, \overrightarrow{AB} ka negative hai: \overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}.
Free vectorsEach vector above can be moved parallel to itself without changing its magnitude and direction. Such vectors are called free vectors. Throughout this chapter we deal with free vectors only.मुक्त सदिशऊपर के हर सदिश को उसके परिमाण और दिशा बदले बिना समांतर खिसकाया जा सकता है। ऐसे सदिश मुक्त सदिश कहलाते हैं। इस पूरे अध्याय में हम केवल मुक्त सदिशों के साथ काम करेंगे।Free vectorsUpar ke har vector ko uska magnitude aur direction badle bina parallel khiskaya ja sakta hai. Aise vectors free vectors kehlate hain. Is poore chapter mein hum sirf free vectors ke saath kaam karenge.
Equal, collinear and coinitial vectorsसमान, संरेख और सह-आदिम सदिशEqual, collinear aur coinitial vectorsNCERT Fig 10.5 (Example 3) · 6 tappable partsOpen
Example 1Represent graphically a displacement of 40 km, 30° west of south.उदाहरण 140 km, दक्षिण से 30° पश्चिम के विस्थापन को आलेखीय रूप में दर्शाइए।Example 140 km, south se 30° west ke displacement ko graph par dikhaiye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Start from a point O with north up and east to the right.बिंदु O से शुरू कीजिए; उत्तर ऊपर और पूर्व दाईं ओर।Point O se shuru kijiye; north upar aur east right side.
    \text{Draw N, S, E, W through O}
  2. "30° west of south" means: face south, then turn 30° towards west."दक्षिण से 30° पश्चिम" का अर्थ: दक्षिण की ओर मुँह कीजिए, फिर 30° पश्चिम की ओर मुड़िए।"South se 30° west" ka matlab: south ki taraf face kijiye, phir 30° west ki taraf mudiye.
    \angle SOP = 30^\circ \text{ towards W}
  3. Mark P at 40 km along that ray (for example 1 cm = 10 km gives 4 cm) and put an arrowhead at P.उस किरण पर 40 km पर P अंकित कीजिए (जैसे 1 cm = 10 km लें तो 4 cm) और P पर तीर का निशान लगाइए।Us ray par 40 km par P mark kijiye (jaise 1 cm = 10 km lein to 4 cm) aur P par arrowhead lagaiye.
    |\overrightarrow{OP}| = 40 \text{ km (to a chosen scale)}

✔ \overrightarrow{OP} represents the required displacement.\overrightarrow{OP} अभीष्ट विस्थापन को दर्शाता है।\overrightarrow{OP} required displacement ko dikhata hai.

Example 1: 40 km, 30° west of southउदाहरण 1: 40 km, दक्षिण से 30° पश्चिमExample 1: 40 km, south se 30° westNCERT Fig 10.4 (Example 1) · 6 tappable partsOpen
Example 2Classify the following measures as scalars and vectors. (i) 5 seconds (ii) 1000 cm³ (iii) 10 Newton (iv) 30 km/hr (v) 10 g/cm³ (vi) 20 m/s towards northउदाहरण 2निम्नलिखित मापों को अदिश और सदिश में वर्गीकृत कीजिए: (i) 5 सेकंड (ii) 1000 cm³ (iii) 10 न्यूटन (iv) 30 km/hr (v) 10 g/cm³ (vi) 20 m/s उत्तर की ओरExample 2In measures ko scalar aur vector mein classify kijiye: (i) 5 seconds (ii) 1000 cm³ (iii) 10 Newton (iv) 30 km/hr (v) 10 g/cm³ (vi) 20 m/s north ki taraf
Solution — step by step (2)हल — चरण दर चरण (2)Hal — step by step (2)
  1. These have only a size; no direction is given or needed.इनमें केवल परिमाण है; कोई दिशा न दी है न चाहिए।Inmein sirf size hai; koi direction na di hai na chahiye.
    \text{(i) time, (ii) volume, (iv) speed, (v) density} \to \text{scalars}
  2. A force always acts in some direction; (vi) states the direction (north) with the speed.बल सदैव किसी दिशा में लगता है; (vi) में चाल के साथ दिशा (उत्तर) दी है।Force hamesha kisi direction mein lagta hai; (vi) mein speed ke saath direction (north) di hai.
    \text{(iii) force, (vi) velocity} \to \text{vectors}

✔ (i) Time — scalar (ii) Volume — scalar (iii) Force — vector (iv) Speed — scalar (v) Density — scalar (vi) Velocity — vector(i) समय — अदिश (ii) आयतन — अदिश (iii) बल — सदिश (iv) चाल — अदिश (v) घनत्व — अदिश (vi) वेग — सदिश(i) Time — scalar (ii) Volume — scalar (iii) Force — vector (iv) Speed — scalar (v) Density — scalar (vi) Velocity — vector

Example 3In the figure (NCERT Fig 10.5), which of the vectors are: (i) collinear (ii) equal (iii) coinitial?उदाहरण 3चित्र (NCERT आकृति 10.5) में कौन-से सदिश हैं: (i) संरेख (ii) समान (iii) सह-आदिम?Example 3Figure (NCERT Fig 10.5) mein kaun-se vectors hain: (i) collinear (ii) equal (iii) coinitial?
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. \vec{a}, \vec{c} and \vec{d} lie along parallel lines, so they are collinear (\vec{d} points the opposite way, which is allowed).\vec{a}, \vec{c} और \vec{d} समांतर रेखाओं पर हैं, इसलिए संरेख हैं (\vec{d} उलटी दिशा में है, यह चलता है)।\vec{a}, \vec{c} aur \vec{d} parallel lines par hain, isliye collinear hain (\vec{d} ulti direction mein hai, yeh chalta hai).
    \vec{a} \parallel \vec{c} \parallel \vec{d}
  2. Same length and same direction (only their positions differ).लंबाई और दिशा समान (केवल स्थान अलग)।Length aur direction same (sirf position alag).
    \vec{a} = \vec{c}
  3. They share one initial point, so they are coinitial.इनका प्रारंभिक बिंदु एक ही है, इसलिए सह-आदिम हैं।Inka initial point ek hi hai, isliye coinitial hain.
    \vec{b}, \vec{c}, \vec{d} \text{ start at the same point}

✔ (i) Collinear: \vec{a}, \vec{c}, \vec{d} (ii) Equal: \vec{a} and \vec{c} (iii) Coinitial: \vec{b}, \vec{c}, \vec{d}(i) संरेख: \vec{a}, \vec{c}, \vec{d} (ii) समान: \vec{a} और \vec{c} (iii) सह-आदिम: \vec{b}, \vec{c}, \vec{d}(i) Collinear: \vec{a}, \vec{c}, \vec{d} (ii) Equal: \vec{a} aur \vec{c} (iii) Coinitial: \vec{b}, \vec{c}, \vec{d}

⚠️ Mistakes that cost marks⚠️ ग़लतियाँ जिनसे अंक कटते हैं⚠️ Galtiyan jinse marks katte hain(1) Collinear does NOT mean equal: \vec{d} is collinear with \vec{c} but points the other way. (2) Equal vectors need the same magnitude AND the same direction — same length alone is not enough. (3) Two vectors of the same magnitude need not even be collinear.(1) संरेख का अर्थ समान नहीं: \vec{d}, \vec{c} के संरेख है पर उलटी दिशा में। (2) समान सदिशों के लिए परिमाण और दिशा दोनों समान चाहिए — केवल लंबाई समान होना काफ़ी नहीं। (3) समान परिमाण वाले दो सदिश संरेख भी हों, यह ज़रूरी नहीं।(1) Collinear ka matlab equal nahi: \vec{d}, \vec{c} ke collinear hai par ulti direction mein. (2) Equal vectors ke liye magnitude aur direction dono same chahiye — sirf length same hona kaafi nahi. (3) Same magnitude wale do vectors collinear bhi hon, yeh zaroori nahi.
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(Exercise 10.1, Q2) Classify as scalar or vector: (i) 10 kg (ii) 2 meters north-west (iii) 40° (iv) 40 watt (v) 10^{-19} coulomb (vi) 20 m/s²(प्रश्नावली 10.1, प्र. 2) अदिश या सदिश बताइए: (i) 10 kg (ii) 2 मीटर उत्तर-पश्चिम (iii) 40° (iv) 40 वाट (v) 10^{-19} कूलॉम (vi) 20 m/s²(Exercise 10.1, Q2) Scalar ya vector bataiye: (i) 10 kg (ii) 2 meters north-west (iii) 40° (iv) 40 watt (v) 10^{-19} coulomb (vi) 20 m/s²

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(i) scalar (ii) vector (iii) scalar (iv) scalar (v) scalar (vi) vector(i) अदिश (ii) सदिश (iii) अदिश (iv) अदिश (v) अदिश (vi) सदिश(i) scalar (ii) vector (iii) scalar (iv) scalar (v) scalar (vi) vector

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(Exercise 10.1, Q3) Classify as scalar or vector: (i) time period (ii) distance (iii) force (iv) velocity (v) work done(प्रश्नावली 10.1, प्र. 3) अदिश या सदिश: (i) आवर्तकाल (ii) दूरी (iii) बल (iv) वेग (v) किया गया कार्य(Exercise 10.1, Q3) Scalar ya vector: (i) time period (ii) distance (iii) force (iv) velocity (v) work done

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(i) scalar (ii) scalar (iii) vector (iv) vector (v) scalar(i) अदिश (ii) अदिश (iii) सदिश (iv) सदिश (v) अदिश(i) scalar (ii) scalar (iii) vector (iv) vector (v) scalar

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(Exercise 10.1, Q5) True or false: (i) \vec{a} and -\vec{a} are collinear. (ii) Two collinear vectors are always equal in magnitude. (iii) Two vectors having same magnitude are collinear. (iv) Two collinear vectors having the same magnitude are equal.(प्रश्नावली 10.1, प्र. 5) सत्य या असत्य: (i) \vec{a} और -\vec{a} संरेख हैं। (ii) दो संरेख सदिशों का परिमाण सदैव समान होता है। (iii) समान परिमाण वाले दो सदिश संरेख होते हैं। (iv) समान परिमाण वाले दो संरेख सदिश समान होते हैं।(Exercise 10.1, Q5) True ya false: (i) \vec{a} aur -\vec{a} collinear hain. (ii) Do collinear vectors ka magnitude hamesha same hota hai. (iii) Same magnitude wale do vectors collinear hote hain. (iv) Same magnitude wale do collinear vectors equal hote hain.

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(i) True (ii) False (iii) False (iv) False(i) सत्य (ii) असत्य (iii) असत्य (iv) असत्य(i) True (ii) False (iii) False (iv) False

10.4Addition of Vectorsसदिशों का योगफलAddition of Vectors

\overrightarrow{AB} simply means the displacement from A to B. A girl walks from A to B and then from B to C. Her net displacement from A to C is \overrightarrow{AC}, and we write \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC}. This is the triangle law of vector addition.\overrightarrow{AB} का अर्थ है A से B तक विस्थापन। एक लड़की A से B और फिर B से C तक चलती है। A से C तक उसका कुल विस्थापन \overrightarrow{AC} है, और हम लिखते हैं \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC}। यह सदिश योग का त्रिभुज नियम है।\overrightarrow{AB} ka matlab hai A se B tak displacement. Ek ladki A se B aur phir B se C tak chalti hai. A se C tak uska net displacement \overrightarrow{AC} hai, aur hum likhte hain \overrightarrow{AC} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC}. Yeh triangle law of vector addition hai.

To add \vec{a} and \vec{b}, place them so that the initial point of \vec{b} is at the terminal point of \vec{a} (move \vec{b} parallel to itself). The third side AC of triangle ABC gives the sum (resultant) \vec{a} + \vec{b}. Since \overrightarrow{AC} = -\overrightarrow{CA}, we get \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CA} = \overrightarrow{AA} = \vec{0}: the sides of a triangle taken in order give zero resultant.\vec{a} और \vec{b} जोड़ने के लिए उन्हें ऐसे रखिए कि \vec{b} का प्रारंभिक बिंदु \vec{a} के अंतिम बिंदु पर हो (\vec{b} को समांतर खिसकाइए)। त्रिभुज ABC की तीसरी भुजा AC योगफल (परिणामी) \vec{a} + \vec{b} देती है। चूँकि \overrightarrow{AC} = -\overrightarrow{CA}, इसलिए \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CA} = \overrightarrow{AA} = \vec{0}: त्रिभुज की भुजाएँ क्रम में लेने पर परिणामी शून्य होता है।\vec{a} aur \vec{b} jodne ke liye unhe aise rakhiye ki \vec{b} ka initial point \vec{a} ke terminal point par ho (\vec{b} ko parallel khiskaiye). Triangle ABC ki teesri side AC sum (resultant) \vec{a} + \vec{b} deti hai. Kyonki \overrightarrow{AC} = -\overrightarrow{CA}, isliye \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CA} = \overrightarrow{AA} = \vec{0}: triangle ki sides order mein lene par resultant zero hota hai.

Difference. Draw \overrightarrow{BC'} with the same magnitude as \overrightarrow{BC} but opposite direction, so \overrightarrow{BC'} = -\overrightarrow{BC}. The triangle law gives \overrightarrow{AC'} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC'} = \vec{a} + (-\vec{b}) = \vec{a} - \vec{b}. So \overrightarrow{AC'} represents the difference \vec{a} - \vec{b}.अंतर। \overrightarrow{BC'} ऐसा बनाइए जिसका परिमाण \overrightarrow{BC} जितना हो पर दिशा उलटी, अर्थात् \overrightarrow{BC'} = -\overrightarrow{BC}। त्रिभुज नियम से \overrightarrow{AC'} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC'} = \vec{a} + (-\vec{b}) = \vec{a} - \vec{b}। अतः \overrightarrow{AC'} अंतर \vec{a} - \vec{b} को दर्शाता है।Difference. \overrightarrow{BC'} aisa banaiye jiska magnitude \overrightarrow{BC} jitna ho par direction ulti, yaani \overrightarrow{BC'} = -\overrightarrow{BC}. Triangle law se \overrightarrow{AC'} = \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC'} = \vec{a} + (-\vec{b}) = \vec{a} - \vec{b}. Isliye \overrightarrow{AC'} difference \vec{a} - \vec{b} ko dikhata hai.

Triangle law: a + b, and a − bत्रिभुज नियम: a + b और a − bTriangle law: a + b aur a − bNCERT Fig 10.8 · 9 tappable partsOpen

A boat crossing a river is pushed by two velocities at once: its engine's and the river's flow. Its actual (resultant) velocity comes from the parallelogram law: if two vectors \vec{a} and \vec{b} are represented by the two adjacent sides of a parallelogram in magnitude and direction, then their sum \vec{a} + \vec{b} is represented in magnitude and direction by the diagonal of the parallelogram through their common point.नदी पार करती नाव पर एक साथ दो वेग लगते हैं: इंजन का और नदी के बहाव का। उसका वास्तविक (परिणामी) वेग समांतर चतुर्भुज नियम से मिलता है: यदि दो सदिश \vec{a} और \vec{b} परिमाण और दिशा में किसी समांतर चतुर्भुज की दो आसन्न भुजाओं से निरूपित हों, तो उनका योगफल \vec{a} + \vec{b} परिमाण और दिशा में उनके उभयनिष्ठ बिंदु से जाने वाले विकर्ण से निरूपित होता है।River paar karti naav par ek saath do velocities lagti hain: engine ki aur river ke flow ki. Uski actual (resultant) velocity parallelogram law se milti hai: agar do vectors \vec{a} aur \vec{b} magnitude aur direction mein kisi parallelogram ki do adjacent sides se represent hon, to unka sum \vec{a} + \vec{b} magnitude aur direction mein unke common point se jaane wale diagonal se represent hota hai.

In parallelogram OABC with \overrightarrow{OA} = \vec{a}, \overrightarrow{OC} = \vec{b}: the triangle law gives \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB}, and \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OC}, so \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{OB} — the parallelogram law. The two laws are equivalent.समांतर चतुर्भुज OABC में \overrightarrow{OA} = \vec{a}, \overrightarrow{OC} = \vec{b}: त्रिभुज नियम से \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB}, और \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OC}, अतः \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{OB} — समांतर चतुर्भुज नियम। दोनों नियम तुल्य हैं।Parallelogram OABC mein \overrightarrow{OA} = \vec{a}, \overrightarrow{OC} = \vec{b}: triangle law se \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OB}, aur \overrightarrow{AB} = \overrightarrow{OC}, isliye \overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OC} = \overrightarrow{OB} — parallelogram law. Dono laws equivalent hain.
Parallelogram law of vector additionसदिश योग का समांतर चतुर्भुज नियमParallelogram law of vector additionNCERT Fig 10.9 · 10 tappable parts · 3DOpen
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📐 Theorem📐 प्रमेय📐 TheoremProperty 1 (Commutative property)For any two vectors \vec{a} and \vec{b}: \vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}.गुणधर्म 1 (क्रमविनिमेय गुणधर्म)किन्हीं दो सदिशों \vec{a} और \vec{b} के लिए: \vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}।Property 1 (Commutative property)Kinhi do vectors \vec{a} aur \vec{b} ke liye: \vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}.

Proof idea (parallelogram ABCD with \overrightarrow{AB} = \vec{a}, \overrightarrow{BC} = \vec{b}): from triangle ABC, \overrightarrow{AC} = \vec{a} + \vec{b}. Opposite sides are equal and parallel, so \overrightarrow{AD} = \vec{b} and \overrightarrow{DC} = \vec{a}; from triangle ADC, \overrightarrow{AC} = \vec{b} + \vec{a}. Hence \vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}.उपपत्ति का विचार (समांतर चतुर्भुज ABCD, \overrightarrow{AB} = \vec{a}, \overrightarrow{BC} = \vec{b}): त्रिभुज ABC से \overrightarrow{AC} = \vec{a} + \vec{b}। सम्मुख भुजाएँ बराबर और समांतर हैं, अतः \overrightarrow{AD} = \vec{b} और \overrightarrow{DC} = \vec{a}; त्रिभुज ADC से \overrightarrow{AC} = \vec{b} + \vec{a}। अतः \vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}।Proof idea (parallelogram ABCD, \overrightarrow{AB} = \vec{a}, \overrightarrow{BC} = \vec{b}): triangle ABC se \overrightarrow{AC} = \vec{a} + \vec{b}. Opposite sides barabar aur parallel hain, isliye \overrightarrow{AD} = \vec{b} aur \overrightarrow{DC} = \vec{a}; triangle ADC se \overrightarrow{AC} = \vec{b} + \vec{a}. Isliye \vec{a} + \vec{b} = \vec{b} + \vec{a}.

📐 Theorem📐 प्रमेय📐 TheoremProperty 2 (Associative property)For any three vectors \vec{a}, \vec{b}, \vec{c}: (\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c}).गुणधर्म 2 (साहचर्य गुणधर्म)किन्हीं तीन सदिशों \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} के लिए: (\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c})।Property 2 (Associative property)Kinhi teen vectors \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} ke liye: (\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c}).

Proof idea: let \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} be \overrightarrow{PQ}, \overrightarrow{QR}, \overrightarrow{RS}. Then (\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \overrightarrow{PR} + \overrightarrow{RS} = \overrightarrow{PS} and \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c}) = \overrightarrow{PQ} + \overrightarrow{QS} = \overrightarrow{PS}. Because of this we write \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} without brackets. Also \vec{a} + \vec{0} = \vec{0} + \vec{a} = \vec{a}: the zero vector is the additive identity.उपपत्ति का विचार: मान लीजिए \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} क्रमशः \overrightarrow{PQ}, \overrightarrow{QR}, \overrightarrow{RS} हैं। तब (\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \overrightarrow{PR} + \overrightarrow{RS} = \overrightarrow{PS} और \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c}) = \overrightarrow{PQ} + \overrightarrow{QS} = \overrightarrow{PS}। इसी कारण हम कोष्ठक के बिना \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} लिखते हैं। साथ ही \vec{a} + \vec{0} = \vec{0} + \vec{a} = \vec{a}: शून्य सदिश योज्य तत्समक है।Proof idea: maan lijiye \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} kramashah \overrightarrow{PQ}, \overrightarrow{QR}, \overrightarrow{RS} hain. Tab (\vec{a} + \vec{b}) + \vec{c} = \overrightarrow{PR} + \overrightarrow{RS} = \overrightarrow{PS} aur \vec{a} + (\vec{b} + \vec{c}) = \overrightarrow{PQ} + \overrightarrow{QS} = \overrightarrow{PS}. Isi wajah se hum brackets ke bina \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} likhte hain. Saath hi \vec{a} + \vec{0} = \vec{0} + \vec{a} = \vec{a}: zero vector additive identity hai.

⚠️ Mistakes that cost marks⚠️ ग़लतियाँ जिनसे अंक कटते हैं⚠️ Galtiyan jinse marks katte hainThe size of a sum is NOT the sum of sizes: |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}|, with equality only when they point the same way. 3 km east + 4 km north is a displacement of 5 km, not 7 km.योगफल का परिमाण परिमाणों का योग नहीं होता: |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}|, बराबरी केवल तब जब दोनों एक ही दिशा में हों। 3 km पूर्व + 4 km उत्तर का विस्थापन 5 km है, 7 km नहीं।Sum ka magnitude magnitudes ka sum nahi hota: |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}|, barabari sirf tab jab dono ek hi direction mein hon. 3 km east + 4 km north ka displacement 5 km hai, 7 km nahi.

10.5Multiplication of a Vector by a Scalarएक अदिश से सदिश का गुणनVector ka Scalar se Multiplication

Let \vec{a} be a vector and λ a scalar. The product \lambda\vec{a} is again a vector, collinear to \vec{a}. It has the same direction as \vec{a} if λ > 0 and the opposite direction if λ < 0. Its magnitude is |\lambda| times that of \vec{a}: |\lambda\vec{a}| = |\lambda|\,|\vec{a}|.मान लीजिए \vec{a} एक सदिश और λ एक अदिश है। गुणनफल \lambda\vec{a} भी एक सदिश है, जो \vec{a} के संरेख है। λ > 0 हो तो इसकी दिशा \vec{a} वाली और λ < 0 हो तो उलटी होती है। इसका परिमाण \vec{a} के परिमाण का |\lambda| गुना है: |\lambda\vec{a}| = |\lambda|\,|\vec{a}|।Maan lijiye \vec{a} ek vector aur λ ek scalar hai. Product \lambda\vec{a} bhi ek vector hai, jo \vec{a} ke collinear hai. λ > 0 ho to iski direction \vec{a} wali aur λ < 0 ho to ulti hoti hai. Iska magnitude \vec{a} ke magnitude ka |\lambda| guna hai: |\lambda\vec{a}| = |\lambda|\,|\vec{a}|.

For λ = −1, -\vec{a} has the same magnitude as \vec{a} and the opposite direction. It is the negative (or additive inverse) of \vec{a}: \vec{a} + (-\vec{a}) = (-\vec{a}) + \vec{a} = \vec{0}. If \vec{a} \ne \vec{0} and \lambda = \dfrac{1}{|\vec{a}|}, then |\lambda\vec{a}| = 1, so \lambda\vec{a} is the unit vector in the direction of \vec{a}: \hat{a} = \dfrac{1}{|\vec{a}|}\vec{a}. For any scalar k, k\vec{0} = \vec{0}.λ = −1 के लिए -\vec{a} का परिमाण \vec{a} जितना और दिशा उलटी है। यह \vec{a} का ऋणात्मक (या योज्य प्रतिलोम) है: \vec{a} + (-\vec{a}) = (-\vec{a}) + \vec{a} = \vec{0}। यदि \vec{a} \ne \vec{0} और \lambda = \dfrac{1}{|\vec{a}|}, तो |\lambda\vec{a}| = 1, अतः \lambda\vec{a}, \vec{a} की दिशा में मात्रक सदिश है: \hat{a} = \dfrac{1}{|\vec{a}|}\vec{a}। किसी भी अदिश k के लिए k\vec{0} = \vec{0}।λ = −1 ke liye -\vec{a} ka magnitude \vec{a} jitna aur direction ulti hai. Yeh \vec{a} ka negative (ya additive inverse) hai: \vec{a} + (-\vec{a}) = (-\vec{a}) + \vec{a} = \vec{0}. Agar \vec{a} \ne \vec{0} aur \lambda = \dfrac{1}{|\vec{a}|}, to |\lambda\vec{a}| = 1, isliye \lambda\vec{a}, \vec{a} ki direction mein unit vector hai: \hat{a} = \dfrac{1}{|\vec{a}|}\vec{a}. Kisi bhi scalar k ke liye k\vec{0} = \vec{0}.

10.5.1Components of a vectorएक सदिश के घटकVector ke components

Take A(1, 0, 0), B(0, 1, 0), C(0, 0, 1) on the x, y, z-axes. The vectors \overrightarrow{OA}, \overrightarrow{OB}, \overrightarrow{OC} each have magnitude 1; they are the unit vectors along the axes, written \hat{i}, \hat{j}, \hat{k}.x, y, z-अक्षों पर A(1, 0, 0), B(0, 1, 0), C(0, 0, 1) लीजिए। सदिश \overrightarrow{OA}, \overrightarrow{OB}, \overrightarrow{OC} में से हर एक का परिमाण 1 है; ये अक्षों के अनुदिश मात्रक सदिश हैं, जिन्हें \hat{i}, \hat{j}, \hat{k} लिखते हैं।x, y, z-axes par A(1, 0, 0), B(0, 1, 0), C(0, 0, 1) lijiye. Vectors \overrightarrow{OA}, \overrightarrow{OB}, \overrightarrow{OC} mein har ek ka magnitude 1 hai; yeh axes ke along unit vectors hain, jinhe \hat{i}, \hat{j}, \hat{k} likhte hain.

For P(x, y, z), let P_1 be the foot of the perpendicular from P on the XOY-plane and Q the foot from P_1 on the x-axis. Then \overrightarrow{OQ} = x\hat{i}, \overrightarrow{QP_1} = y\hat{j}, \overrightarrow{P_1P} = z\hat{k}, and \overrightarrow{OP} = \overrightarrow{OQ} + \overrightarrow{QP_1} + \overrightarrow{P_1P}, so \vec{r} = \overrightarrow{OP} = x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}. This is the component form. x, y, z are the scalar components and x\hat{i}, y\hat{j}, z\hat{k} the vector components of \vec{r} along the axes (also called rectangular components).P(x, y, z) के लिए मान लीजिए P_1, P से XOY-तल पर डाले गए लंब का पाद है और Q, P_1 से x-अक्ष पर लंब का पाद। तब \overrightarrow{OQ} = x\hat{i}, \overrightarrow{QP_1} = y\hat{j}, \overrightarrow{P_1P} = z\hat{k}, और \overrightarrow{OP} = \overrightarrow{OQ} + \overrightarrow{QP_1} + \overrightarrow{P_1P}, अतः \vec{r} = \overrightarrow{OP} = x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}. यह घटक रूप है। x, y, z, \vec{r} के अदिश घटक और x\hat{i}, y\hat{j}, z\hat{k} अक्षों के अनुदिश सदिश घटक हैं (इन्हें आयतीय घटक भी कहते हैं)।P(x, y, z) ke liye maan lijiye P_1, P se XOY-plane par daale gaye perpendicular ka foot hai aur Q, P_1 se x-axis par perpendicular ka foot. Tab \overrightarrow{OQ} = x\hat{i}, \overrightarrow{QP_1} = y\hat{j}, \overrightarrow{P_1P} = z\hat{k}, aur \overrightarrow{OP} = \overrightarrow{OQ} + \overrightarrow{QP_1} + \overrightarrow{P_1P}, isliye \vec{r} = \overrightarrow{OP} = x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}. Yeh component form hai. x, y, z, \vec{r} ke scalar components aur x\hat{i}, y\hat{j}, z\hat{k} axes ke along vector components hain (inhe rectangular components bhi kehte hain).

Length by Pythagoras twice: in right triangle OQP_1, |\overrightarrow{OP_1}| = \sqrt{x^2 + y^2}; in right triangle OP_1P, |\overrightarrow{OP}| = \sqrt{(x^2 + y^2) + z^2}. Hence |\vec{r}| = |x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}.पाइथागोरस प्रमेय दो बार: समकोण त्रिभुज OQP_1 में |\overrightarrow{OP_1}| = \sqrt{x^2 + y^2}; समकोण त्रिभुज OP_1P में |\overrightarrow{OP}| = \sqrt{(x^2 + y^2) + z^2}। अतः |\vec{r}| = |x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}.Pythagoras do baar: right triangle OQP_1 mein |\overrightarrow{OP_1}| = \sqrt{x^2 + y^2}; right triangle OP_1P mein |\overrightarrow{OP}| = \sqrt{(x^2 + y^2) + z^2}. Isliye |\vec{r}| = |x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}.

For \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} and \vec{b} = b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k}: (i) \vec{a} + \vec{b} = (a_1 + b_1)\hat{i} + (a_2 + b_2)\hat{j} + (a_3 + b_3)\hat{k} (ii) \vec{a} - \vec{b} = (a_1 - b_1)\hat{i} + (a_2 - b_2)\hat{j} + (a_3 - b_3)\hat{k} (iii) \vec{a} = \vec{b} if and only if a_1 = b_1, a_2 = b_2, a_3 = b_3 (iv) \lambda\vec{a} = (\lambda a_1)\hat{i} + (\lambda a_2)\hat{j} + (\lambda a_3)\hat{k}.\vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} और \vec{b} = b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k} के लिए: (i) \vec{a} + \vec{b} = (a_1 + b_1)\hat{i} + (a_2 + b_2)\hat{j} + (a_3 + b_3)\hat{k} (ii) \vec{a} - \vec{b} = (a_1 - b_1)\hat{i} + (a_2 - b_2)\hat{j} + (a_3 - b_3)\hat{k} (iii) \vec{a} = \vec{b} यदि और केवल यदि a_1 = b_1, a_2 = b_2, a_3 = b_3 (iv) \lambda\vec{a} = (\lambda a_1)\hat{i} + (\lambda a_2)\hat{j} + (\lambda a_3)\hat{k}।\vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} aur \vec{b} = b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k} ke liye: (i) \vec{a} + \vec{b} = (a_1 + b_1)\hat{i} + (a_2 + b_2)\hat{j} + (a_3 + b_3)\hat{k} (ii) \vec{a} - \vec{b} = (a_1 - b_1)\hat{i} + (a_2 - b_2)\hat{j} + (a_3 - b_3)\hat{k} (iii) \vec{a} = \vec{b} agar aur sirf agar a_1 = b_1, a_2 = b_2, a_3 = b_3 (iv) \lambda\vec{a} = (\lambda a_1)\hat{i} + (\lambda a_2)\hat{j} + (\lambda a_3)\hat{k}.

Distributive laws: for vectors \vec{a}, \vec{b} and scalars k, m: (i) k\vec{a} + m\vec{a} = (k + m)\vec{a} (ii) k(m\vec{a}) = (km)\vec{a} (iii) k(\vec{a} + \vec{b}) = k\vec{a} + k\vec{b}.वितरण नियम: सदिशों \vec{a}, \vec{b} और अदिशों k, m के लिए: (i) k\vec{a} + m\vec{a} = (k + m)\vec{a} (ii) k(m\vec{a}) = (km)\vec{a} (iii) k(\vec{a} + \vec{b}) = k\vec{a} + k\vec{b}।Distributive laws: vectors \vec{a}, \vec{b} aur scalars k, m ke liye: (i) k\vec{a} + m\vec{a} = (k + m)\vec{a} (ii) k(m\vec{a}) = (km)\vec{a} (iii) k(\vec{a} + \vec{b}) = k\vec{a} + k\vec{b}.

Remarks (NCERT)(i) \lambda\vec{a} is always collinear to \vec{a}. Two vectors \vec{a} and \vec{b} are collinear if and only if \vec{b} = \lambda\vec{a} for some nonzero scalar λ; in components, \dfrac{b_1}{a_1} = \dfrac{b_2}{a_2} = \dfrac{b_3}{a_3} = \lambda. (ii) For \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k}, the numbers a_1, a_2, a_3 are also called direction ratios of \vec{a}. (iii) If l, m, n are direction cosines of a vector, then l\hat{i} + m\hat{j} + n\hat{k} = (\cos\alpha)\hat{i} + (\cos\beta)\hat{j} + (\cos\gamma)\hat{k} is the unit vector in its direction.टिप्पणियाँ (NCERT)(i) \lambda\vec{a} सदैव \vec{a} के संरेख होता है। दो सदिश \vec{a} और \vec{b} संरेख हैं यदि और केवल यदि किसी शून्येतर अदिश λ के लिए \vec{b} = \lambda\vec{a}; घटकों में \dfrac{b_1}{a_1} = \dfrac{b_2}{a_2} = \dfrac{b_3}{a_3} = \lambda। (ii) \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} के लिए a_1, a_2, a_3 को \vec{a} के दिक्-अनुपात भी कहते हैं। (iii) यदि l, m, n किसी सदिश की दिक्-कोसाइन हैं, तो l\hat{i} + m\hat{j} + n\hat{k} = (\cos\alpha)\hat{i} + (\cos\beta)\hat{j} + (\cos\gamma)\hat{k} उसकी दिशा में मात्रक सदिश है।Remarks (NCERT)(i) \lambda\vec{a} hamesha \vec{a} ke collinear hota hai. Do vectors \vec{a} aur \vec{b} collinear hain agar aur sirf agar kisi non-zero scalar λ ke liye \vec{b} = \lambda\vec{a}; components mein \dfrac{b_1}{a_1} = \dfrac{b_2}{a_2} = \dfrac{b_3}{a_3} = \lambda. (ii) \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} ke liye a_1, a_2, a_3 ko \vec{a} ke direction ratios bhi kehte hain. (iii) Agar l, m, n kisi vector ki direction cosines hain, to l\hat{i} + m\hat{j} + n\hat{k} = (\cos\alpha)\hat{i} + (\cos\beta)\hat{j} + (\cos\gamma)\hat{k} uski direction mein unit vector hai.
Example 4Find the values of x, y and z so that the vectors \vec{a} = x\hat{i} + 2\hat{j} + z\hat{k} and \vec{b} = 2\hat{i} + y\hat{j} + \hat{k} are equal.उदाहरण 4x, y और z के मान ज्ञात कीजिए ताकि सदिश \vec{a} = x\hat{i} + 2\hat{j} + z\hat{k} और \vec{b} = 2\hat{i} + y\hat{j} + \hat{k} समान हों।Example 4x, y aur z ki values nikaliye taaki vectors \vec{a} = x\hat{i} + 2\hat{j} + z\hat{k} aur \vec{b} = 2\hat{i} + y\hat{j} + \hat{k} equal hon.
Solution — step by step (2)हल — चरण दर चरण (2)Hal — step by step (2)
  1. Two vectors are equal exactly when their corresponding components are equal.दो सदिश तभी समान हैं जब उनके संगत घटक बराबर हों।Do vectors tabhi equal hain jab unke corresponding components barabar hon.
    \vec{a} = \vec{b} \iff a_1 = b_1,\ a_2 = b_2,\ a_3 = b_3
  2. Match the \hat{i}, \hat{j} and \hat{k} parts one by one.\hat{i}, \hat{j} और \hat{k} वाले भाग एक-एक करके मिलाइए।\hat{i}, \hat{j} aur \hat{k} wale parts ek-ek karke milaiye.
    x = 2,\quad 2 = y,\quad z = 1

✔ x = 2,\ y = 2,\ z = 1x = 2,\ y = 2,\ z = 1x = 2,\ y = 2,\ z = 1

Example 5Let \vec{a} = \hat{i} + 2\hat{j} and \vec{b} = 2\hat{i} + \hat{j}. Is |\vec{a}| = |\vec{b}|? Are the vectors \vec{a} and \vec{b} equal?उदाहरण 5मान लीजिए \vec{a} = \hat{i} + 2\hat{j} और \vec{b} = 2\hat{i} + \hat{j}। क्या |\vec{a}| = |\vec{b}| है? क्या सदिश \vec{a} और \vec{b} समान हैं?Example 5Maan lijiye \vec{a} = \hat{i} + 2\hat{j} aur \vec{b} = 2\hat{i} + \hat{j}. Kya |\vec{a}| = |\vec{b}| hai? Kya vectors \vec{a} aur \vec{b} equal hain?
Solution — step by step (2)हल — चरण दर चरण (2)Hal — step by step (2)
  1. Use |\vec{r}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} (here z = 0).|\vec{r}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} लगाइए (यहाँ z = 0)।|\vec{r}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2} lagaiye (yahan z = 0).
    |\vec{a}| = \sqrt{1^2 + 2^2} = \sqrt{5},\quad |\vec{b}| = \sqrt{2^2 + 1^2} = \sqrt{5}
  2. Equal vectors need equal components; here they differ, so the directions differ.समान सदिशों के घटक बराबर होने चाहिए; यहाँ अलग हैं, इसलिए दिशाएँ अलग हैं।Equal vectors ke components barabar hone chahiye; yahan alag hain, isliye directions alag hain.
    a_1 = 1 \ne 2 = b_1

✔ Yes, |\vec{a}| = |\vec{b}| = \sqrt{5}; but \vec{a} \ne \vec{b} since their corresponding components are distinct.हाँ, |\vec{a}| = |\vec{b}| = \sqrt{5}; पर \vec{a} \ne \vec{b}, क्योंकि उनके संगत घटक भिन्न हैं।Haan, |\vec{a}| = |\vec{b}| = \sqrt{5}; par \vec{a} \ne \vec{b}, kyonki unke corresponding components alag hain.

Example 6Find unit vector in the direction of vector \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + \hat{k}.उदाहरण 6सदिश \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + \hat{k} की दिशा में मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए।Example 6Vector \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + \hat{k} ki direction mein unit vector nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Divide the vector by its own length.सदिश को उसकी अपनी लंबाई से भाग दीजिए।Vector ko uski apni length se divide kijiye.
    \hat{a} = \dfrac{1}{|\vec{a}|}\vec{a}
  2. Square, add, take the square root.वर्ग कीजिए, जोड़िए, वर्गमूल लीजिए।Square kijiye, jodiye, square root lijiye.
    |\vec{a}| = \sqrt{2^2 + 3^2 + 1^2} = \sqrt{14}
  3. Divide every component by √14.हर घटक को √14 से भाग दीजिए।Har component ko √14 se divide kijiye.
    \hat{a} = \dfrac{1}{\sqrt{14}}(2\hat{i} + 3\hat{j} + \hat{k}) = \dfrac{2}{\sqrt{14}}\hat{i} + \dfrac{3}{\sqrt{14}}\hat{j} + \dfrac{1}{\sqrt{14}}\hat{k}

✔ \hat{a} = \dfrac{2}{\sqrt{14}}\hat{i} + \dfrac{3}{\sqrt{14}}\hat{j} + \dfrac{1}{\sqrt{14}}\hat{k}\hat{a} = \dfrac{2}{\sqrt{14}}\hat{i} + \dfrac{3}{\sqrt{14}}\hat{j} + \dfrac{1}{\sqrt{14}}\hat{k}\hat{a} = \dfrac{2}{\sqrt{14}}\hat{i} + \dfrac{3}{\sqrt{14}}\hat{j} + \dfrac{1}{\sqrt{14}}\hat{k}

Example 7Find a vector in the direction of vector \vec{a} = \hat{i} - 2\hat{j} that has magnitude 7 units.उदाहरण 7सदिश \vec{a} = \hat{i} - 2\hat{j} की दिशा में 7 इकाई परिमाण वाला सदिश ज्ञात कीजिए।Example 7Vector \vec{a} = \hat{i} - 2\hat{j} ki direction mein 7 unit magnitude wala vector nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. First the length of the given vector.पहले दिए गए सदिश की लंबाई।Pehle diye gaye vector ki length.
    |\vec{a}| = \sqrt{1^2 + (-2)^2} = \sqrt{5}
  2. The unit vector keeps the direction and has length 1.मात्रक सदिश वही दिशा रखता है और लंबाई 1।Unit vector wahi direction rakhta hai aur length 1.
    \hat{a} = \dfrac{1}{\sqrt{5}}(\hat{i} - 2\hat{j}) = \dfrac{1}{\sqrt{5}}\hat{i} - \dfrac{2}{\sqrt{5}}\hat{j}
  3. Multiply the unit vector by the wanted length 7.मात्रक सदिश को चाही गई लंबाई 7 से गुणा कीजिए।Unit vector ko chahi gayi length 7 se multiply kijiye.
    7\hat{a} = 7\left(\dfrac{1}{\sqrt{5}}\hat{i} - \dfrac{2}{\sqrt{5}}\hat{j}\right) = \dfrac{7}{\sqrt{5}}\hat{i} - \dfrac{14}{\sqrt{5}}\hat{j}

✔ \dfrac{7}{\sqrt{5}}\hat{i} - \dfrac{14}{\sqrt{5}}\hat{j}\dfrac{7}{\sqrt{5}}\hat{i} - \dfrac{14}{\sqrt{5}}\hat{j}\dfrac{7}{\sqrt{5}}\hat{i} - \dfrac{14}{\sqrt{5}}\hat{j}

Example 8Find the unit vector in the direction of the sum of the vectors \vec{a} = 2\hat{i} + 2\hat{j} - 5\hat{k} and \vec{b} = 2\hat{i} + \hat{j} + 3\hat{k}.उदाहरण 8सदिशों \vec{a} = 2\hat{i} + 2\hat{j} - 5\hat{k} और \vec{b} = 2\hat{i} + \hat{j} + 3\hat{k} के योगफल की दिशा में मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए।Example 8Vectors \vec{a} = 2\hat{i} + 2\hat{j} - 5\hat{k} aur \vec{b} = 2\hat{i} + \hat{j} + 3\hat{k} ke sum ki direction mein unit vector nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Add component-wise: 2 + 2 = 4, 2 + 1 = 3, −5 + 3 = −2.घटकवार जोड़िए: 2 + 2 = 4, 2 + 1 = 3, −5 + 3 = −2।Component-wise jodiye: 2 + 2 = 4, 2 + 1 = 3, −5 + 3 = −2.
    \vec{c} = \vec{a} + \vec{b} = 4\hat{i} + 3\hat{j} - 2\hat{k}
  2. Length of the sum.योगफल की लंबाई।Sum ki length.
    |\vec{c}| = \sqrt{4^2 + 3^2 + (-2)^2} = \sqrt{29}
  3. Divide by the length.लंबाई से भाग दीजिए।Length se divide kijiye.
    \hat{c} = \dfrac{1}{\sqrt{29}}(4\hat{i} + 3\hat{j} - 2\hat{k})

✔ \dfrac{4}{\sqrt{29}}\hat{i} + \dfrac{3}{\sqrt{29}}\hat{j} - \dfrac{2}{\sqrt{29}}\hat{k}\dfrac{4}{\sqrt{29}}\hat{i} + \dfrac{3}{\sqrt{29}}\hat{j} - \dfrac{2}{\sqrt{29}}\hat{k}\dfrac{4}{\sqrt{29}}\hat{i} + \dfrac{3}{\sqrt{29}}\hat{j} - \dfrac{2}{\sqrt{29}}\hat{k}

Example 9Write the direction ratios of the vector \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} - 2\hat{k} and hence calculate its direction cosines.उदाहरण 9सदिश \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} - 2\hat{k} के दिक्-अनुपात लिखिए और इसकी दिक्-कोसाइन ज्ञात कीजिए।Example 9Vector \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} - 2\hat{k} ke direction ratios likhiye aur iski direction cosines nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. The direction ratios of x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k} are just its components x, y, z.x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k} के दिक्-अनुपात उसके घटक x, y, z ही हैं।x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k} ke direction ratios uske components x, y, z hi hain.
    a = 1,\ b = 1,\ c = -2
  2. Length of the vector.सदिश की लंबाई।Vector ki length.
    |\vec{a}| = \sqrt{1 + 1 + 4} = \sqrt{6}
  3. Divide each direction ratio by the length.हर दिक्-अनुपात को लंबाई से भाग दीजिए।Har direction ratio ko length se divide kijiye.
    l = \dfrac{a}{|\vec{a}|} = \dfrac{1}{\sqrt{6}},\quad m = \dfrac{b}{|\vec{a}|} = \dfrac{1}{\sqrt{6}},\quad n = \dfrac{c}{|\vec{a}|} = \dfrac{-2}{\sqrt{6}}

✔ Direction ratios 1, 1, −2; direction cosines \left(\dfrac{1}{\sqrt{6}}, \dfrac{1}{\sqrt{6}}, -\dfrac{2}{\sqrt{6}}\right)दिक्-अनुपात 1, 1, −2; दिक्-कोसाइन \left(\dfrac{1}{\sqrt{6}}, \dfrac{1}{\sqrt{6}}, -\dfrac{2}{\sqrt{6}}\right)Direction ratios 1, 1, −2; direction cosines \left(\dfrac{1}{\sqrt{6}}, \dfrac{1}{\sqrt{6}}, -\dfrac{2}{\sqrt{6}}\right)

🏆 Topper box🏆 टॉपर बॉक्स🏆 Topper boxCheck yourself: \left(\tfrac{1}{\sqrt6}\right)^2 + \left(\tfrac{1}{\sqrt6}\right)^2 + \left(\tfrac{-2}{\sqrt6}\right)^2 = \tfrac{1+1+4}{6} = 1. If your l² + m² + n² is not 1, a step is wrong.स्वयं जाँचिए: \left(\tfrac{1}{\sqrt6}\right)^2 + \left(\tfrac{1}{\sqrt6}\right)^2 + \left(\tfrac{-2}{\sqrt6}\right)^2 = \tfrac{1+1+4}{6} = 1। यदि आपका l² + m² + n², 1 नहीं आता, तो कोई चरण ग़लत है।Khud check kijiye: \left(\tfrac{1}{\sqrt6}\right)^2 + \left(\tfrac{1}{\sqrt6}\right)^2 + \left(\tfrac{-2}{\sqrt6}\right)^2 = \tfrac{1+1+4}{6} = 1. Agar aapka l² + m² + n², 1 nahi aata, to koi step galat hai.
✍️ Try it✍️ स्वयं हल कीजिए✍️ Khud try kijiye

(Exercise 10.2, Q1) Compute the magnitudes of \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = 2\hat{i} - 7\hat{j} - 3\hat{k}, \vec{c} = \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{i} + \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{j} - \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{k}.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 1) \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = 2\hat{i} - 7\hat{j} - 3\hat{k}, \vec{c} = \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{i} + \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{j} - \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{k} के परिमाण ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q1) \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = 2\hat{i} - 7\hat{j} - 3\hat{k}, \vec{c} = \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{i} + \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{j} - \dfrac{1}{\sqrt3}\hat{k} ke magnitudes nikaliye.

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|\vec{a}| = \sqrt{3}, |\vec{b}| = \sqrt{62}, |\vec{c}| = 1|\vec{a}| = \sqrt{3}, |\vec{b}| = \sqrt{62}, |\vec{c}| = 1|\vec{a}| = \sqrt{3}, |\vec{b}| = \sqrt{62}, |\vec{c}| = 1

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(Exercise 10.2, Q4) Find x and y so that 2\hat{i} + 3\hat{j} and x\hat{i} + y\hat{j} are equal.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 4) x और y ज्ञात कीजिए ताकि 2\hat{i} + 3\hat{j} और x\hat{i} + y\hat{j} समान हों।(Exercise 10.2, Q4) x aur y nikaliye taaki 2\hat{i} + 3\hat{j} aur x\hat{i} + y\hat{j} equal hon.

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x = 2,\ y = 3x = 2,\ y = 3x = 2,\ y = 3

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(Exercise 10.2, Q5) Find the scalar and vector components of the vector with initial point (2, 1) and terminal point (−5, 7).(प्रश्नावली 10.2, प्र. 5) प्रारंभिक बिंदु (2, 1) और अंतिम बिंदु (−5, 7) वाले सदिश के अदिश और सदिश घटक ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q5) Initial point (2, 1) aur terminal point (−5, 7) wale vector ke scalar aur vector components nikaliye.

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Scalar components −7 and 6; vector components -7\hat{i} and 6\hat{j}अदिश घटक −7 और 6; सदिश घटक -7\hat{i} और 6\hat{j}Scalar components −7 aur 6; vector components -7\hat{i} aur 6\hat{j}

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(Exercise 10.2, Q6) Find the sum of \vec{a} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = -2\hat{i} + 4\hat{j} + 5\hat{k} and \vec{c} = \hat{i} - 6\hat{j} - 7\hat{k}.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 6) \vec{a} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = -2\hat{i} + 4\hat{j} + 5\hat{k} और \vec{c} = \hat{i} - 6\hat{j} - 7\hat{k} का योगफल ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q6) \vec{a} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = -2\hat{i} + 4\hat{j} + 5\hat{k} aur \vec{c} = \hat{i} - 6\hat{j} - 7\hat{k} ka sum nikaliye.

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-4\hat{j} - \hat{k}-4\hat{j} - \hat{k}-4\hat{j} - \hat{k}

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(Exercise 10.2, Q7) Find the unit vector in the direction of \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + 2\hat{k}.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 7) \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + 2\hat{k} की दिशा में मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q7) \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + 2\hat{k} ki direction mein unit vector nikaliye.

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\tfrac{1}{\sqrt6}(\hat{i} + \hat{j} + 2\hat{k})\tfrac{1}{\sqrt6}(\hat{i} + \hat{j} + 2\hat{k})\tfrac{1}{\sqrt6}(\hat{i} + \hat{j} + 2\hat{k})

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(Exercise 10.2, Q9) For \vec{a} = 2\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k} and \vec{b} = -\hat{i} + \hat{j} - \hat{k}, find the unit vector in the direction of \vec{a} + \vec{b}.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 9) \vec{a} = 2\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k} और \vec{b} = -\hat{i} + \hat{j} - \hat{k} के लिए \vec{a} + \vec{b} की दिशा में मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q9) \vec{a} = 2\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k} aur \vec{b} = -\hat{i} + \hat{j} - \hat{k} ke liye \vec{a} + \vec{b} ki direction mein unit vector nikaliye.

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\tfrac{1}{\sqrt2}(\hat{i} + \hat{k})\tfrac{1}{\sqrt2}(\hat{i} + \hat{k})\tfrac{1}{\sqrt2}(\hat{i} + \hat{k})

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(Exercise 10.2, Q10) Find a vector in the direction of 5\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k} which has magnitude 8 units.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 10) 5\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k} की दिशा में 8 इकाई परिमाण वाला सदिश ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q10) 5\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k} ki direction mein 8 unit magnitude wala vector nikaliye.

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\tfrac{8}{\sqrt{30}}(5\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k})\tfrac{8}{\sqrt{30}}(5\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k})\tfrac{8}{\sqrt{30}}(5\hat{i} - \hat{j} + 2\hat{k})

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(Exercise 10.2, Q12) Find the direction cosines of the vector \hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 12) सदिश \hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k} की दिक्-कोसाइन ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q12) Vector \hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k} ki direction cosines nikaliye.

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\dfrac{1}{\sqrt{14}}, \dfrac{2}{\sqrt{14}}, \dfrac{3}{\sqrt{14}}\dfrac{1}{\sqrt{14}}, \dfrac{2}{\sqrt{14}}, \dfrac{3}{\sqrt{14}}\dfrac{1}{\sqrt{14}}, \dfrac{2}{\sqrt{14}}, \dfrac{3}{\sqrt{14}}

10.5.2Vector joining two pointsदो बिंदुओं को मिलाने वाला सदिशDo points ko jodne wala vector

For P_1(x_1, y_1, z_1) and P_2(x_2, y_2, z_2), the vector joining P_1 to P_2 is \overrightarrow{P_1P_2}. In triangle OP_1P_2 the triangle law gives \overrightarrow{OP_1} + \overrightarrow{P_1P_2} = \overrightarrow{OP_2}, so \overrightarrow{P_1P_2} = \overrightarrow{OP_2} - \overrightarrow{OP_1} = (x_2 - x_1)\hat{i} + (y_2 - y_1)\hat{j} + (z_2 - z_1)\hat{k}, |\overrightarrow{P_1P_2}| = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}.P_1(x_1, y_1, z_1) और P_2(x_2, y_2, z_2) के लिए P_1 से P_2 को मिलाने वाला सदिश \overrightarrow{P_1P_2} है। त्रिभुज OP_1P_2 में त्रिभुज नियम से \overrightarrow{OP_1} + \overrightarrow{P_1P_2} = \overrightarrow{OP_2}, अतः \overrightarrow{P_1P_2} = \overrightarrow{OP_2} - \overrightarrow{OP_1} = (x_2 - x_1)\hat{i} + (y_2 - y_1)\hat{j} + (z_2 - z_1)\hat{k}, |\overrightarrow{P_1P_2}| = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}.P_1(x_1, y_1, z_1) aur P_2(x_2, y_2, z_2) ke liye P_1 se P_2 ko jodne wala vector \overrightarrow{P_1P_2} hai. Triangle OP_1P_2 mein triangle law se \overrightarrow{OP_1} + \overrightarrow{P_1P_2} = \overrightarrow{OP_2}, isliye \overrightarrow{P_1P_2} = \overrightarrow{OP_2} - \overrightarrow{OP_1} = (x_2 - x_1)\hat{i} + (y_2 - y_1)\hat{j} + (z_2 - z_1)\hat{k}, |\overrightarrow{P_1P_2}| = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}.

⚠️ Mistakes that cost marks⚠️ ग़लतियाँ जिनसे अंक कटते हैं⚠️ Galtiyan jinse marks katte hain\overrightarrow{AB} = position vector of B minus position vector of A — "end minus start". Doing start minus end gives \overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB}, a wrong sign in every component.\overrightarrow{AB} = B का स्थिति सदिश घटा A का स्थिति सदिश — "अंत घटा आरंभ"। आरंभ घटा अंत करने पर \overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB} मिलता है, हर घटक का चिह्न ग़लत।\overrightarrow{AB} = B ka position vector minus A ka position vector — "end minus start". Start minus end karne par \overrightarrow{BA} = -\overrightarrow{AB} milta hai, har component ka sign galat.
Example 10Find the vector joining the points P(2, 3, 0) and Q(−1, −2, −4) directed from P to Q.उदाहरण 10बिंदुओं P(2, 3, 0) और Q(−1, −2, −4) को मिलाने वाला, P से Q की ओर दिष्ट सदिश ज्ञात कीजिए।Example 10Points P(2, 3, 0) aur Q(−1, −2, −4) ko jodne wala, P se Q ki taraf directed vector nikaliye.
Solution — step by step (2)हल — चरण दर चरण (2)Hal — step by step (2)
  1. Directed from P to Q: P is the initial point and Q the terminal point.P से Q की ओर: P प्रारंभिक बिंदु, Q अंतिम बिंदु।P se Q ki taraf: P initial point, Q terminal point.
    \overrightarrow{PQ} = \overrightarrow{OQ} - \overrightarrow{OP}
  2. Subtract coordinates of P from those of Q.Q के निर्देशांकों में से P के निर्देशांक घटाइए।Q ke coordinates mein se P ke coordinates ghataiye.
    = (-1 - 2)\hat{i} + (-2 - 3)\hat{j} + (-4 - 0)\hat{k}

✔ \overrightarrow{PQ} = -3\hat{i} - 5\hat{j} - 4\hat{k}\overrightarrow{PQ} = -3\hat{i} - 5\hat{j} - 4\hat{k}\overrightarrow{PQ} = -3\hat{i} - 5\hat{j} - 4\hat{k}

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(Exercise 10.2, Q8) Find the unit vector in the direction of \overrightarrow{PQ}, where P(1, 2, 3) and Q(4, 5, 6).(प्रश्नावली 10.2, प्र. 8) \overrightarrow{PQ} की दिशा में मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए, जहाँ P(1, 2, 3) और Q(4, 5, 6)।(Exercise 10.2, Q8) \overrightarrow{PQ} ki direction mein unit vector nikaliye, jahan P(1, 2, 3) aur Q(4, 5, 6).

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\tfrac{1}{\sqrt3}(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k})\tfrac{1}{\sqrt3}(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k})\tfrac{1}{\sqrt3}(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k})

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(Exercise 10.2, Q13) Find the direction cosines of the vector joining A(1, 2, −3) and B(−1, −2, 1), directed from A to B.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 13) A(1, 2, −3) और B(−1, −2, 1) को मिलाने वाले, A से B की ओर दिष्ट सदिश की दिक्-कोसाइन ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q13) A(1, 2, −3) aur B(−1, −2, 1) ko jodne wale, A se B ki taraf directed vector ki direction cosines nikaliye.

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-\dfrac{1}{3}, -\dfrac{2}{3}, \dfrac{2}{3}-\dfrac{1}{3}, -\dfrac{2}{3}, \dfrac{2}{3}-\dfrac{1}{3}, -\dfrac{2}{3}, \dfrac{2}{3}

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(Exercise 10.2, Q11) Show that 2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k} and -4\hat{i} + 6\hat{j} - 8\hat{k} are collinear.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 11) दिखाइए कि 2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k} और -4\hat{i} + 6\hat{j} - 8\hat{k} संरेख हैं।(Exercise 10.2, Q11) Dikhaiye ki 2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k} aur -4\hat{i} + 6\hat{j} - 8\hat{k} collinear hain.

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-4\hat{i} + 6\hat{j} - 8\hat{k} = -2(2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k}), a scalar multiple, so they are collinear.-4\hat{i} + 6\hat{j} - 8\hat{k} = -2(2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k}), एक अदिश गुणज, अतः संरेख हैं।-4\hat{i} + 6\hat{j} - 8\hat{k} = -2(2\hat{i} - 3\hat{j} + 4\hat{k}), ek scalar multiple, isliye collinear hain.

10.5.3Section formulaखंड सूत्रSection formula

Let P and Q have position vectors \overrightarrow{OP} = \vec{a} and \overrightarrow{OQ} = \vec{b}. A third point R on line PQ can divide PQ internally (R between P and Q) or externally (R outside segment PQ). We find the position vector \overrightarrow{OR} = \vec{r}.मान लीजिए P और Q के स्थिति सदिश \overrightarrow{OP} = \vec{a} और \overrightarrow{OQ} = \vec{b} हैं। रेखा PQ पर तीसरा बिंदु R, PQ को अंतः (R, P और Q के बीच) या बाह्य (R, खंड PQ के बाहर) रूप से विभाजित कर सकता है। हम स्थिति सदिश \overrightarrow{OR} = \vec{r} ज्ञात करते हैं।Maan lijiye P aur Q ke position vectors \overrightarrow{OP} = \vec{a} aur \overrightarrow{OQ} = \vec{b} hain. Line PQ par teesra point R, PQ ko internally (R, P aur Q ke beech) ya externally (R, segment PQ ke bahar) divide kar sakta hai. Hum position vector \overrightarrow{OR} = \vec{r} nikalte hain.

Case I (internal). If m\,\overrightarrow{RQ} = n\,\overrightarrow{PR} (m, n positive), R divides PQ internally in the ratio m : n. From triangles ORQ and OPR: \overrightarrow{RQ} = \vec{b} - \vec{r} and \overrightarrow{PR} = \vec{r} - \vec{a}. So m(\vec{b} - \vec{r}) = n(\vec{r} - \vec{a}), which simplifies to \vec{r} = \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}.स्थिति I (अंतः)। यदि m\,\overrightarrow{RQ} = n\,\overrightarrow{PR} (m, n धनात्मक), तो R, PQ को m : n में अंतः विभाजित करता है। त्रिभुजों ORQ और OPR से: \overrightarrow{RQ} = \vec{b} - \vec{r} और \overrightarrow{PR} = \vec{r} - \vec{a}। अतः m(\vec{b} - \vec{r}) = n(\vec{r} - \vec{a}), जिसे सरल करने पर \vec{r} = \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}.Case I (internal). Agar m\,\overrightarrow{RQ} = n\,\overrightarrow{PR} (m, n positive), to R, PQ ko m : n mein internally divide karta hai. Triangles ORQ aur OPR se: \overrightarrow{RQ} = \vec{b} - \vec{r} aur \overrightarrow{PR} = \vec{r} - \vec{a}. Isliye m(\vec{b} - \vec{r}) = n(\vec{r} - \vec{a}), jise simplify karne par \vec{r} = \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}.

Case II (external). If R divides PQ externally in the ratio m : n, i.e. \dfrac{PR}{QR} = \dfrac{m}{n}, then \vec{r} = \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n}. Midpoint: if R is the midpoint of PQ, then m = n and \vec{r} = \dfrac{\vec{a} + \vec{b}}{2}.स्थिति II (बाह्य)। यदि R, PQ को m : n में बाह्य विभाजित करे, अर्थात् \dfrac{PR}{QR} = \dfrac{m}{n}, तो \vec{r} = \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n}. मध्य-बिंदु: यदि R, PQ का मध्य-बिंदु है, तो m = n और \vec{r} = \dfrac{\vec{a} + \vec{b}}{2}।Case II (external). Agar R, PQ ko m : n mein externally divide kare, yaani \dfrac{PR}{QR} = \dfrac{m}{n}, to \vec{r} = \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n}. Midpoint: agar R, PQ ka midpoint hai, to m = n aur \vec{r} = \dfrac{\vec{a} + \vec{b}}{2}.

Section formula: R divides PQ in m : nखंड सूत्र: R, PQ को m : n में विभाजित करता हैSection formula: R, PQ ko m : n mein divide karta haiNCERT Fig 10.16 · 10 tappable parts · 3DOpen
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⚠️ Mistakes that cost marks⚠️ ग़लतियाँ जिनसे अंक कटते हैं⚠️ Galtiyan jinse marks katte hainIn \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}, m goes with \vec{b} (the FAR end Q) — "cross multiply". Writing m\vec{a} + n\vec{b} puts R at the wrong place unless m = n. For external division, both signs change to minus: \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n} (m ≠ n).\dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n} में m, \vec{b} (दूर वाले सिरे Q) के साथ जाता है — "क्रॉस गुणा"। m\vec{a} + n\vec{b} लिखने पर R ग़लत स्थान पर आता है (जब तक m = n न हो)। बाह्य विभाजन में दोनों चिह्न ऋण हो जाते हैं: \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n} (m ≠ n)।\dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n} mein m, \vec{b} (door wale end Q) ke saath jaata hai — "cross multiply". m\vec{a} + n\vec{b} likhne par R galat jagah aata hai (jab tak m = n na ho). External division mein dono signs minus ho jaate hain: \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n} (m ≠ n).
Example 11Consider two points P and Q with position vectors \overrightarrow{OP} = 3\vec{a} - 2\vec{b} and \overrightarrow{OQ} = \vec{a} + \vec{b}. Find the position vector of a point R which divides the line joining P and Q in the ratio 2 : 1, (i) internally, and (ii) externally.उदाहरण 11दो बिंदुओं P और Q के स्थिति सदिश \overrightarrow{OP} = 3\vec{a} - 2\vec{b} और \overrightarrow{OQ} = \vec{a} + \vec{b} हैं। P और Q को मिलाने वाली रेखा को 2 : 1 के अनुपात में (i) अंतः (ii) बाह्य विभाजित करने वाले बिंदु R का स्थिति सदिश ज्ञात कीजिए।Example 11Do points P aur Q ke position vectors \overrightarrow{OP} = 3\vec{a} - 2\vec{b} aur \overrightarrow{OQ} = \vec{a} + \vec{b} hain. P aur Q ko jodne wali line ko 2 : 1 ratio mein (i) internally (ii) externally divide karne wale point R ka position vector nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Internal division: m goes with Q (the far end).अंतः विभाजन: m, Q (दूर वाले सिरे) के साथ।Internal division: m, Q (door wale end) ke saath.
    \vec{r} = \dfrac{m\,\overrightarrow{OQ} + n\,\overrightarrow{OP}}{m + n},\quad m = 2,\ n = 1
  2. 2a + 2b + 3a − 2b = 5a; the b-terms cancel.2a + 2b + 3a − 2b = 5a; b वाले पद कट जाते हैं।2a + 2b + 3a − 2b = 5a; b wale terms cancel ho jaate hain.
    \overrightarrow{OR} = \dfrac{2(\vec{a} + \vec{b}) + (3\vec{a} - 2\vec{b})}{2 + 1} = \dfrac{5\vec{a}}{3}
  3. External division: both signs become minus. 2a + 2b − 3a + 2b = −a + 4b.बाह्य विभाजन: दोनों चिह्न ऋण। 2a + 2b − 3a + 2b = −a + 4b।External division: dono signs minus. 2a + 2b − 3a + 2b = −a + 4b.
    \overrightarrow{OR} = \dfrac{2(\vec{a} + \vec{b}) - (3\vec{a} - 2\vec{b})}{2 - 1} = 4\vec{b} - \vec{a}

✔ (i) \overrightarrow{OR} = \dfrac{5\vec{a}}{3} (ii) \overrightarrow{OR} = 4\vec{b} - \vec{a}(i) \overrightarrow{OR} = \dfrac{5\vec{a}}{3} (ii) \overrightarrow{OR} = 4\vec{b} - \vec{a}(i) \overrightarrow{OR} = \dfrac{5\vec{a}}{3} (ii) \overrightarrow{OR} = 4\vec{b} - \vec{a}

Example 12Show that the points A(2\hat{i} - \hat{j} + \hat{k}), B(\hat{i} - 3\hat{j} - 5\hat{k}), C(3\hat{i} - 4\hat{j} - 4\hat{k}) are the vertices of a right angled triangle.उदाहरण 12दिखाइए कि बिंदु A(2\hat{i} - \hat{j} + \hat{k}), B(\hat{i} - 3\hat{j} - 5\hat{k}), C(3\hat{i} - 4\hat{j} - 4\hat{k}) एक समकोण त्रिभुज के शीर्ष हैं।Example 12Dikhaiye ki points A(2\hat{i} - \hat{j} + \hat{k}), B(\hat{i} - 3\hat{j} - 5\hat{k}), C(3\hat{i} - 4\hat{j} - 4\hat{k}) ek right angled triangle ke vertices hain.
Solution — step by step (5)हल — चरण दर चरण (5)Hal — step by step (5)
  1. End minus start for each side.हर भुजा के लिए अंत घटा आरंभ।Har side ke liye end minus start.
    \overrightarrow{AB} = (1 - 2)\hat{i} + (-3 + 1)\hat{j} + (-5 - 1)\hat{k} = -\hat{i} - 2\hat{j} - 6\hat{k}
  2. Same rule from B to C.B से C के लिए वही नियम।B se C ke liye wahi rule.
    \overrightarrow{BC} = (3 - 1)\hat{i} + (-4 + 3)\hat{j} + (-4 + 5)\hat{k} = 2\hat{i} - \hat{j} + \hat{k}
  3. And from C back to A.और C से वापस A।Aur C se wapas A.
    \overrightarrow{CA} = (2 - 3)\hat{i} + (-1 + 4)\hat{j} + (1 + 4)\hat{k} = -\hat{i} + 3\hat{j} + 5\hat{k}
  4. 1 + 4 + 36 = 41; 4 + 1 + 1 = 6; 1 + 9 + 25 = 35.1 + 4 + 36 = 41; 4 + 1 + 1 = 6; 1 + 9 + 25 = 35।1 + 4 + 36 = 41; 4 + 1 + 1 = 6; 1 + 9 + 25 = 35.
    |\overrightarrow{AB}|^2 = 41,\quad |\overrightarrow{BC}|^2 = 6,\quad |\overrightarrow{CA}|^2 = 35
  5. Pythagoras holds, so the angle opposite AB (at C) is 90°.पाइथागोरस लागू होता है, अतः AB के सामने का कोण (C पर) 90° है।Pythagoras lagu hota hai, isliye AB ke saamne ka angle (C par) 90° hai.
    |\overrightarrow{AB}|^2 = |\overrightarrow{BC}|^2 + |\overrightarrow{CA}|^2 \quad (41 = 6 + 35)

✔ The triangle ABC is right angled (at C).त्रिभुज ABC समकोण त्रिभुज है (C पर समकोण)।Triangle ABC right angled hai (C par right angle).

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(Exercise 10.2, Q15) Find the position vector of R which divides the join of P and Q, with position vectors \hat{i} + 2\hat{j} - \hat{k} and -\hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, in the ratio 2 : 1 (i) internally (ii) externally.(प्रश्नावली 10.2, प्र. 15) स्थिति सदिशों \hat{i} + 2\hat{j} - \hat{k} और -\hat{i} + \hat{j} + \hat{k} वाले बिंदुओं P और Q को 2 : 1 में (i) अंतः (ii) बाह्य विभाजित करने वाले बिंदु R का स्थिति सदिश ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q15) Position vectors \hat{i} + 2\hat{j} - \hat{k} aur -\hat{i} + \hat{j} + \hat{k} wale points P aur Q ko 2 : 1 mein (i) internally (ii) externally divide karne wale point R ka position vector nikaliye.

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(i) \tfrac13(-\hat{i} + 4\hat{j} + \hat{k}) (ii) -3\hat{i} + 3\hat{k}(i) \tfrac13(-\hat{i} + 4\hat{j} + \hat{k}) (ii) -3\hat{i} + 3\hat{k}(i) \tfrac13(-\hat{i} + 4\hat{j} + \hat{k}) (ii) -3\hat{i} + 3\hat{k}

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(Exercise 10.2, Q16) Find the position vector of the mid point of the vector joining P(2, 3, 4) and Q(4, 1, −2).(प्रश्नावली 10.2, प्र. 16) P(2, 3, 4) और Q(4, 1, −2) को मिलाने वाले सदिश के मध्य-बिंदु का स्थिति सदिश ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.2, Q16) P(2, 3, 4) aur Q(4, 1, −2) ko jodne wale vector ke midpoint ka position vector nikaliye.

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3\hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k}3\hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k}3\hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k}

10.6Product of Two Vectorsदो सदिशों का गुणनफलDo vectors ka product

Two numbers multiply to a number; two matrices to a matrix. For functions we had two kinds of multiplication (pointwise and composition). Vectors also have two products: the scalar (dot) product, whose result is a scalar, and the vector (cross) product, whose result is a vector.दो संख्याओं का गुणनफल संख्या, दो आव्यूहों का आव्यूह होता है। फलनों के दो प्रकार के गुणन थे (बिंदुवार और संयोजन)। सदिशों के भी दो गुणनफल हैं: अदिश (बिंदु) गुणनफल, जिसका परिणाम अदिश है, और सदिश (वज्र) गुणनफल, जिसका परिणाम सदिश है।Do numbers ka product number, do matrices ka matrix hota hai. Functions ke do tarah ke multiplication the (pointwise aur composition). Vectors ke bhi do products hain: scalar (dot) product, jiska result scalar hai, aur vector (cross) product, jiska result vector hai.

10.6.1Scalar (or dot) product of two vectorsदो सदिशों का अदिश (या बिंदु) गुणनफलScalar (ya dot) product

📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Scalar product (Definition 2)The scalar product of two nonzero vectors \vec{a} and \vec{b}, denoted by \vec{a} \cdot \vec{b}, is defined as \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\cos\theta, where θ is the angle between \vec{a} and \vec{b}, 0 \le \theta \le \pi. If either \vec{a} = \vec{0} or \vec{b} = \vec{0}, then θ is not defined, and in this case we define \vec{a} \cdot \vec{b} = 0.अदिश गुणनफल (परिभाषा 2)दो शून्येतर सदिशों \vec{a} और \vec{b} का अदिश गुणनफल \vec{a} \cdot \vec{b} से दर्शाया जाता है और \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\cos\theta से परिभाषित है, जहाँ θ, \vec{a} और \vec{b} के बीच का कोण है, 0 \le \theta \le \pi। यदि \vec{a} = \vec{0} या \vec{b} = \vec{0}, तो θ परिभाषित नहीं है और इस स्थिति में \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 परिभाषित करते हैं।Scalar product (Definition 2)Do non-zero vectors \vec{a} aur \vec{b} ka scalar product \vec{a} \cdot \vec{b} se dikhaya jaata hai aur \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\cos\theta se define hai, jahan θ, \vec{a} aur \vec{b} ke beech ka angle hai, 0 \le \theta \le \pi. Agar \vec{a} = \vec{0} ya \vec{b} = \vec{0}, to θ defined nahi hai aur is case mein \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 define karte hain.
  1. \vec{a} \cdot \vec{b} is a real number.\vec{a} \cdot \vec{b} एक वास्तविक संख्या है।\vec{a} \cdot \vec{b} ek real number hai.
  2. For nonzero \vec{a}, \vec{b}: \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 if and only if \vec{a} and \vec{b} are perpendicular, i.e. \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 \iff \vec{a} \perp \vec{b}.शून्येतर \vec{a}, \vec{b} के लिए: \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 यदि और केवल यदि \vec{a} और \vec{b} परस्पर लंब हों, अर्थात् \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 \iff \vec{a} \perp \vec{b}।Non-zero \vec{a}, \vec{b} ke liye: \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 agar aur sirf agar \vec{a} aur \vec{b} perpendicular hon, yaani \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 \iff \vec{a} \perp \vec{b}.
  3. If θ = 0, then \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|; in particular \vec{a} \cdot \vec{a} = |\vec{a}|^2. If θ = π, then \vec{a} \cdot \vec{b} = -|\vec{a}|\,|\vec{b}|; in particular \vec{a} \cdot (-\vec{a}) = -|\vec{a}|^2.यदि θ = 0, तो \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|; विशेषतः \vec{a} \cdot \vec{a} = |\vec{a}|^2। यदि θ = π, तो \vec{a} \cdot \vec{b} = -|\vec{a}|\,|\vec{b}|; विशेषतः \vec{a} \cdot (-\vec{a}) = -|\vec{a}|^2।Agar θ = 0, to \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|; khaas taur par \vec{a} \cdot \vec{a} = |\vec{a}|^2. Agar θ = π, to \vec{a} \cdot \vec{b} = -|\vec{a}|\,|\vec{b}|; khaas taur par \vec{a} \cdot (-\vec{a}) = -|\vec{a}|^2.
  4. For the mutually perpendicular unit vectors: \hat{i} \cdot \hat{i} = \hat{j} \cdot \hat{j} = \hat{k} \cdot \hat{k} = 1 and \hat{i} \cdot \hat{j} = \hat{j} \cdot \hat{k} = \hat{k} \cdot \hat{i} = 0.परस्पर लंब मात्रक सदिशों के लिए: \hat{i} \cdot \hat{i} = \hat{j} \cdot \hat{j} = \hat{k} \cdot \hat{k} = 1 और \hat{i} \cdot \hat{j} = \hat{j} \cdot \hat{k} = \hat{k} \cdot \hat{i} = 0।Perpendicular unit vectors ke liye: \hat{i} \cdot \hat{i} = \hat{j} \cdot \hat{j} = \hat{k} \cdot \hat{k} = 1 aur \hat{i} \cdot \hat{j} = \hat{j} \cdot \hat{k} = \hat{k} \cdot \hat{i} = 0.
  5. The angle between nonzero \vec{a}, \vec{b}: \cos\theta = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}, or \theta = \cos^{-1}\left(\dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}\right). The scalar product is commutative: \vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}.शून्येतर \vec{a}, \vec{b} के बीच का कोण: \cos\theta = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}, या \theta = \cos^{-1}\left(\dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}\right)। अदिश गुणनफल क्रमविनिमेय है: \vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}।Non-zero \vec{a}, \vec{b} ke beech ka angle: \cos\theta = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}, ya \theta = \cos^{-1}\left(\dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}\right). Scalar product commutative hai: \vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}.
📐 Theorem📐 प्रमेय📐 TheoremTwo important propertiesProperty 1 (Distributivity over addition): \vec{a} \cdot (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{a} \cdot \vec{c}. Property 2: for any scalar λ, (\lambda\vec{a}) \cdot \vec{b} = \lambda(\vec{a} \cdot \vec{b}) = \vec{a} \cdot (\lambda\vec{b}).दो महत्वपूर्ण गुणधर्मगुणधर्म 1 (योगफल पर वितरणता): \vec{a} \cdot (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{a} \cdot \vec{c}। गुणधर्म 2: किसी अदिश λ के लिए (\lambda\vec{a}) \cdot \vec{b} = \lambda(\vec{a} \cdot \vec{b}) = \vec{a} \cdot (\lambda\vec{b})।Do important propertiesProperty 1 (addition par distributivity): \vec{a} \cdot (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{a} \cdot \vec{c}. Property 2: kisi scalar λ ke liye (\lambda\vec{a}) \cdot \vec{b} = \lambda(\vec{a} \cdot \vec{b}) = \vec{a} \cdot (\lambda\vec{b}).

Using these properties and \hat{i} \cdot \hat{i} = 1, \hat{i} \cdot \hat{j} = 0 etc., all nine cross-terms collapse to three: for \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} and \vec{b} = b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k}, \vec{a} \cdot \vec{b} = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3.इन गुणधर्मों और \hat{i} \cdot \hat{i} = 1, \hat{i} \cdot \hat{j} = 0 आदि से नौ पदों में से केवल तीन बचते हैं: \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} और \vec{b} = b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k} के लिए \vec{a} \cdot \vec{b} = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3.In properties aur \hat{i} \cdot \hat{i} = 1, \hat{i} \cdot \hat{j} = 0 waghairah se nau terms mein se sirf teen bachte hain: \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} aur \vec{b} = b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k} ke liye \vec{a} \cdot \vec{b} = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3.

10.6.2Projection of a vector on a lineएक सदिश का किसी रेखा पर प्रक्षेपVector ka line par projection

Suppose \vec{a} = \overrightarrow{AB} makes an angle θ with a directed line l (anticlockwise). The projection vector of \vec{a} on l is the vector \vec{p} = \overrightarrow{AC} (C is the foot of the perpendicular from B on l) with magnitude |\vec{a}|\,|\cos\theta|; its direction is the same as l if cos θ > 0 and opposite if cos θ < 0. Its magnitude |\vec{p}| is simply called the projection of \vec{a} on the directed line l.मान लीजिए \vec{a} = \overrightarrow{AB} किसी दिष्ट रेखा l से (वामावर्त) कोण θ बनाता है। l पर \vec{a} का प्रक्षेप सदिश वह सदिश \vec{p} = \overrightarrow{AC} है (C, B से l पर लंब का पाद) जिसका परिमाण |\vec{a}|\,|\cos\theta| है; cos θ > 0 हो तो इसकी दिशा l वाली और cos θ < 0 हो तो उलटी। इसका परिमाण |\vec{p}| केवल दिष्ट रेखा l पर \vec{a} का प्रक्षेप कहलाता है।Maan lijiye \vec{a} = \overrightarrow{AB} kisi directed line l se (anticlockwise) angle θ banata hai. l par \vec{a} ka projection vector woh vector \vec{p} = \overrightarrow{AC} hai (C, B se l par perpendicular ka foot) jiska magnitude |\vec{a}|\,|\cos\theta| hai; cos θ > 0 ho to iski direction l wali aur cos θ < 0 ho to ulti. Iska magnitude |\vec{p}| sirf directed line l par \vec{a} ka projection kehlata hai.

Projection of a on bb पर a का प्रक्षेपb par a ka projectionNCERT Fig 10.20 · 7 tappable partsOpen
Observations (NCERT): (1) If \hat{p} is the unit vector along l, the projection of \vec{a} on l is \vec{a} \cdot \hat{p}. (2) The projection of \vec{a} on another vector \vec{b} is \vec{a} \cdot \hat{b} = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{b}|}. (3) If θ = 0, the projection vector of \overrightarrow{AB} is \overrightarrow{AB} itself; if θ = π, it is \overrightarrow{BA}. (4) If θ = π/2 or 3π/2, the projection vector is the zero vector.प्रेक्षण (NCERT): (1) यदि \hat{p}, l के अनुदिश मात्रक सदिश है, तो l पर \vec{a} का प्रक्षेप \vec{a} \cdot \hat{p} है। (2) किसी दूसरे सदिश \vec{b} पर \vec{a} का प्रक्षेप \vec{a} \cdot \hat{b} = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{b}|} है। (3) θ = 0 हो तो \overrightarrow{AB} का प्रक्षेप सदिश स्वयं \overrightarrow{AB}; θ = π हो तो \overrightarrow{BA}। (4) θ = π/2 या 3π/2 हो तो प्रक्षेप सदिश शून्य सदिश है।Observations (NCERT): (1) Agar \hat{p}, l ke along unit vector hai, to l par \vec{a} ka projection \vec{a} \cdot \hat{p} hai. (2) Kisi doosre vector \vec{b} par \vec{a} ka projection \vec{a} \cdot \hat{b} = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{b}|} hai. (3) θ = 0 ho to \overrightarrow{AB} ka projection vector khud \overrightarrow{AB}; θ = π ho to \overrightarrow{BA}. (4) θ = π/2 ya 3π/2 ho to projection vector zero vector hai.
Remark (NCERT)If α, β, γ are the direction angles of \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k}, then \cos\alpha = \dfrac{\vec{a} \cdot \hat{i}}{|\vec{a}|\,|\hat{i}|} = \dfrac{a_1}{|\vec{a}|}, \cos\beta = \dfrac{a_2}{|\vec{a}|}, \cos\gamma = \dfrac{a_3}{|\vec{a}|}. So |\vec{a}|\cos\alpha, |\vec{a}|\cos\beta, |\vec{a}|\cos\gamma — i.e. a_1, a_2, a_3 — are the projections of \vec{a} along OX, OY, OZ. A unit vector can be written \hat{a} = \cos\alpha\,\hat{i} + \cos\beta\,\hat{j} + \cos\gamma\,\hat{k}.टिप्पणी (NCERT)यदि α, β, γ सदिश \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} के दिशा कोण हैं, तो \cos\alpha = \dfrac{\vec{a} \cdot \hat{i}}{|\vec{a}|\,|\hat{i}|} = \dfrac{a_1}{|\vec{a}|}, \cos\beta = \dfrac{a_2}{|\vec{a}|}, \cos\gamma = \dfrac{a_3}{|\vec{a}|}। अतः |\vec{a}|\cos\alpha, |\vec{a}|\cos\beta, |\vec{a}|\cos\gamma — अर्थात् a_1, a_2, a_3 — OX, OY, OZ के अनुदिश \vec{a} के प्रक्षेप हैं। मात्रक सदिश को \hat{a} = \cos\alpha\,\hat{i} + \cos\beta\,\hat{j} + \cos\gamma\,\hat{k} लिख सकते हैं।Remark (NCERT)Agar α, β, γ vector \vec{a} = a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k} ke direction angles hain, to \cos\alpha = \dfrac{\vec{a} \cdot \hat{i}}{|\vec{a}|\,|\hat{i}|} = \dfrac{a_1}{|\vec{a}|}, \cos\beta = \dfrac{a_2}{|\vec{a}|}, \cos\gamma = \dfrac{a_3}{|\vec{a}|}. Isliye |\vec{a}|\cos\alpha, |\vec{a}|\cos\beta, |\vec{a}|\cos\gamma — yaani a_1, a_2, a_3 — OX, OY, OZ ke along \vec{a} ke projections hain. Unit vector ko \hat{a} = \cos\alpha\,\hat{i} + \cos\beta\,\hat{j} + \cos\gamma\,\hat{k} likh sakte hain.
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⚠️ Mistakes that cost marks⚠️ ग़लतियाँ जिनसे अंक कटते हैं⚠️ Galtiyan jinse marks katte hain(1) The projection of \vec{a} on \vec{b} divides by |\vec{b}|, NOT by |\vec{a}|. (2) Projection of \vec{a} on \vec{b} ≠ projection of \vec{b} on \vec{a} (unless the lengths are equal or \vec{a} \cdot \vec{b} = 0). (3) The angle between vectors is taken in [0, \pi]: a negative dot product means an obtuse angle, not a mistake.(1) \vec{b} पर \vec{a} के प्रक्षेप में |\vec{b}| से भाग होता है, |\vec{a}| से नहीं। (2) \vec{b} पर \vec{a} का प्रक्षेप ≠ \vec{a} पर \vec{b} का प्रक्षेप (जब तक लंबाइयाँ समान न हों या \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 न हो)। (3) सदिशों के बीच का कोण [0, \pi] में लिया जाता है: ऋणात्मक बिंदु गुणनफल का अर्थ अधिक कोण है, ग़लती नहीं।(1) \vec{b} par \vec{a} ke projection mein |\vec{b}| se divide hota hai, |\vec{a}| se nahi. (2) \vec{b} par \vec{a} ka projection ≠ \vec{a} par \vec{b} ka projection (jab tak lengths same na hon ya \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 na ho). (3) Vectors ke beech ka angle [0, \pi] mein liya jaata hai: negative dot product ka matlab obtuse angle hai, galti nahi.
Example 13Find the angle between two vectors \vec{a} and \vec{b} with magnitudes 1 and 2 respectively and when \vec{a} \cdot \vec{b} = 1.उदाहरण 13दो सदिशों \vec{a} और \vec{b} के बीच का कोण ज्ञात कीजिए जिनके परिमाण क्रमशः 1 और 2 हैं तथा \vec{a} \cdot \vec{b} = 1।Example 13Do vectors \vec{a} aur \vec{b} ke beech ka angle nikaliye jinke magnitude kramashah 1 aur 2 hain aur \vec{a} \cdot \vec{b} = 1.
Solution — step by step (2)हल — चरण दर चरण (2)Hal — step by step (2)
  1. Put the given values in the angle formula.दिए मान कोण के सूत्र में रखिए।Diye gaye values angle ke formula mein rakhiye.
    \cos\theta = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|} = \dfrac{1}{1 \times 2} = \dfrac{1}{2}
  2. \cos\frac{\pi}{3} = \frac12 and θ must lie in [0, \pi].\cos\frac{\pi}{3} = \frac12 और θ, [0, \pi] में होना चाहिए।\cos\frac{\pi}{3} = \frac12 aur θ, [0, \pi] mein hona chahiye.
    \theta = \dfrac{\pi}{3}

✔ \theta = \dfrac{\pi}{3}\theta = \dfrac{\pi}{3}\theta = \dfrac{\pi}{3}

Example 14Find angle θ between the vectors \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} - \hat{k} and \vec{b} = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k}.उदाहरण 14सदिशों \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} - \hat{k} और \vec{b} = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k} के बीच का कोण θ ज्ञात कीजिए।Example 14Vectors \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} - \hat{k} aur \vec{b} = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k} ke beech ka angle θ nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Multiply matching components and add.संगत घटकों का गुणा करके जोड़िए।Matching components multiply karke jodiye.
    \vec{a} \cdot \vec{b} = (1)(1) + (1)(-1) + (-1)(1) = 1 - 1 - 1 = -1
  2. Each has components ±1, so length √(1 + 1 + 1).हर एक के घटक ±1 हैं, अतः लंबाई √(1 + 1 + 1)।Har ek ke components ±1 hain, isliye length √(1 + 1 + 1).
    |\vec{a}| = \sqrt{3},\quad |\vec{b}| = \sqrt{3}
  3. Negative cosine → the angle is obtuse.ऋणात्मक कोसाइन → कोण अधिक कोण है।Negative cosine → angle obtuse hai.
    \cos\theta = \dfrac{-1}{\sqrt3 \cdot \sqrt3} = -\dfrac{1}{3}

✔ \theta = \cos^{-1}\left(-\dfrac{1}{3}\right)\theta = \cos^{-1}\left(-\dfrac{1}{3}\right)\theta = \cos^{-1}\left(-\dfrac{1}{3}\right)

Example 15If \vec{a} = 5\hat{i} - \hat{j} - 3\hat{k} and \vec{b} = \hat{i} + 3\hat{j} - 5\hat{k}, then show that the vectors \vec{a} + \vec{b} and \vec{a} - \vec{b} are perpendicular.उदाहरण 15यदि \vec{a} = 5\hat{i} - \hat{j} - 3\hat{k} और \vec{b} = \hat{i} + 3\hat{j} - 5\hat{k}, तो दिखाइए कि सदिश \vec{a} + \vec{b} और \vec{a} - \vec{b} लंबवत हैं।Example 15Agar \vec{a} = 5\hat{i} - \hat{j} - 3\hat{k} aur \vec{b} = \hat{i} + 3\hat{j} - 5\hat{k}, to dikhaiye ki vectors \vec{a} + \vec{b} aur \vec{a} - \vec{b} perpendicular hain.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Add component-wise.घटकवार जोड़िए।Component-wise jodiye.
    \vec{a} + \vec{b} = 6\hat{i} + 2\hat{j} - 8\hat{k}
  2. Subtract component-wise.घटकवार घटाइए।Component-wise ghataiye.
    \vec{a} - \vec{b} = 4\hat{i} - 4\hat{j} + 2\hat{k}
  3. 6·4 = 24, 2·(−4) = −8, (−8)·2 = −16. Zero dot product of nonzero vectors means perpendicular.6·4 = 24, 2·(−4) = −8, (−8)·2 = −16। शून्येतर सदिशों का बिंदु गुणनफल शून्य हो तो वे लंब हैं।6·4 = 24, 2·(−4) = −8, (−8)·2 = −16. Non-zero vectors ka dot product zero ho to woh perpendicular hain.
    (\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} - \vec{b}) = 24 - 8 - 16 = 0

✔ \vec{a} + \vec{b} and \vec{a} - \vec{b} are perpendicular.\vec{a} + \vec{b} और \vec{a} - \vec{b} लंबवत हैं।\vec{a} + \vec{b} aur \vec{a} - \vec{b} perpendicular hain.

Example 16Find the projection of the vector \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + 2\hat{k} on the vector \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k}.उदाहरण 16सदिश \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + 2\hat{k} का सदिश \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k} पर प्रक्षेप ज्ञात कीजिए।Example 16Vector \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + 2\hat{k} ka vector \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k} par projection nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. We project ON \vec{b}, so divide by |\vec{b}|.हम \vec{b} पर प्रक्षेप ले रहे हैं, इसलिए |\vec{b}| से भाग।Hum \vec{b} par projection le rahe hain, isliye |\vec{b}| se divide.
    \text{projection} = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{b}|}
  2. Dot product 10, length √6.बिंदु गुणनफल 10, लंबाई √6।Dot product 10, length √6.
    = \dfrac{2 \times 1 + 3 \times 2 + 2 \times 1}{\sqrt{1^2 + 2^2 + 1^2}} = \dfrac{10}{\sqrt6}
  3. Rationalise the denominator.हर का परिमेयकरण कीजिए।Denominator ko rationalise kijiye.
    \dfrac{10}{\sqrt6} = \dfrac{10\sqrt6}{6} = \dfrac{5}{3}\sqrt6

✔ \dfrac{5}{3}\sqrt{6}\dfrac{5}{3}\sqrt{6}\dfrac{5}{3}\sqrt{6}

Example 17Find |\vec{a} - \vec{b}|, if two vectors \vec{a} and \vec{b} are such that |\vec{a}| = 2, |\vec{b}| = 3 and \vec{a} \cdot \vec{b} = 4.उदाहरण 17|\vec{a} - \vec{b}| ज्ञात कीजिए, यदि |\vec{a}| = 2, |\vec{b}| = 3 और \vec{a} \cdot \vec{b} = 4।Example 17|\vec{a} - \vec{b}| nikaliye, agar |\vec{a}| = 2, |\vec{b}| = 3 aur \vec{a} \cdot \vec{b} = 4.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. The square of a length is the vector dotted with itself.लंबाई का वर्ग = सदिश का स्वयं से बिंदु गुणनफल।Length ka square = vector ka khud se dot product.
    |\vec{a} - \vec{b}|^2 = (\vec{a} - \vec{b}) \cdot (\vec{a} - \vec{b})
  2. Open the brackets; \vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}.कोष्ठक खोलिए; \vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}।Brackets kholiye; \vec{a} \cdot \vec{b} = \vec{b} \cdot \vec{a}.
    = \vec{a} \cdot \vec{a} - \vec{a} \cdot \vec{b} - \vec{b} \cdot \vec{a} + \vec{b} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|^2 - 2(\vec{a} \cdot \vec{b}) + |\vec{b}|^2
  3. 4 − 8 + 9 = 5.4 − 8 + 9 = 5।4 − 8 + 9 = 5.
    = (2)^2 - 2(4) + (3)^2 = 5

✔ |\vec{a} - \vec{b}| = \sqrt{5}|\vec{a} - \vec{b}| = \sqrt{5}|\vec{a} - \vec{b}| = \sqrt{5}

Example 18If \vec{a} is a unit vector and (\vec{x} - \vec{a}) \cdot (\vec{x} + \vec{a}) = 8, then find |\vec{x}|.उदाहरण 18यदि \vec{a} एक मात्रक सदिश है और (\vec{x} - \vec{a}) \cdot (\vec{x} + \vec{a}) = 8, तो |\vec{x}| ज्ञात कीजिए।Example 18Agar \vec{a} ek unit vector hai aur (\vec{x} - \vec{a}) \cdot (\vec{x} + \vec{a}) = 8, to |\vec{x}| nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Given: unit vector.दिया है: मात्रक सदिश।Diya hai: unit vector.
    |\vec{a}| = 1
  2. Expand; the middle terms cancel because the dot product is commutative.विस्तार कीजिए; बीच के पद कट जाते हैं क्योंकि बिंदु गुणनफल क्रमविनिमेय है।Expand kijiye; beech ke terms cancel ho jaate hain kyonki dot product commutative hai.
    \vec{x} \cdot \vec{x} + \vec{x} \cdot \vec{a} - \vec{a} \cdot \vec{x} - \vec{a} \cdot \vec{a} = 8
  3. \vec{x} \cdot \vec{x} = |\vec{x}|^2 and \vec{a} \cdot \vec{a} = 1.\vec{x} \cdot \vec{x} = |\vec{x}|^2 और \vec{a} \cdot \vec{a} = 1।\vec{x} \cdot \vec{x} = |\vec{x}|^2 aur \vec{a} \cdot \vec{a} = 1.
    |\vec{x}|^2 - 1 = 8 \Rightarrow |\vec{x}|^2 = 9

✔ |\vec{x}| = 3 (a magnitude is non-negative, so not −3)|\vec{x}| = 3 (परिमाण ऋणात्मक नहीं होता, इसलिए −3 नहीं)|\vec{x}| = 3 (magnitude negative nahi hota, isliye −3 nahi)

Example 19For any two vectors \vec{a} and \vec{b}, we always have |\vec{a} \cdot \vec{b}| \le |\vec{a}|\,|\vec{b}| (Cauchy-Schwartz inequality).उदाहरण 19किन्हीं दो सदिशों \vec{a} और \vec{b} के लिए सदैव |\vec{a} \cdot \vec{b}| \le |\vec{a}|\,|\vec{b}| (कोशी-श्वार्ज़ असमिका)।Example 19Kinhi do vectors \vec{a} aur \vec{b} ke liye hamesha |\vec{a} \cdot \vec{b}| \le |\vec{a}|\,|\vec{b}| (Cauchy-Schwartz inequality).
Solution — step by step (2)हल — चरण दर चरण (2)Hal — step by step (2)
  1. If either vector is zero, the inequality holds trivially (with equality).यदि कोई सदिश शून्य है, तो असमिका स्पष्ट रूप से (समता के साथ) सत्य है।Agar koi vector zero hai, to inequality seedhe (equality ke saath) sahi hai.
    \vec{a} = \vec{0} \text{ or } \vec{b} = \vec{0}:\ \ |\vec{a} \cdot \vec{b}| = 0 = |\vec{a}|\,|\vec{b}|
  2. For nonzero vectors divide by |\vec{a}||\vec{b}| > 0; a cosine never exceeds 1 in size.शून्येतर सदिशों के लिए |\vec{a}||\vec{b}| > 0 से भाग दीजिए; कोसाइन का मान 1 से बड़ा नहीं होता।Non-zero vectors ke liye |\vec{a}||\vec{b}| > 0 se divide kijiye; cosine ka size 1 se bada nahi hota.
    \dfrac{|\vec{a} \cdot \vec{b}|}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|} = |\cos\theta| \le 1

✔ Hence |\vec{a} \cdot \vec{b}| \le |\vec{a}|\,|\vec{b}|.अतः |\vec{a} \cdot \vec{b}| \le |\vec{a}|\,|\vec{b}|।Isliye |\vec{a} \cdot \vec{b}| \le |\vec{a}|\,|\vec{b}|.

Example 20For any two vectors \vec{a} and \vec{b}, we always have |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}| (triangle inequality).उदाहरण 20किन्हीं दो सदिशों \vec{a} और \vec{b} के लिए सदैव |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}| (त्रिभुज असमिका)।Example 20Kinhi do vectors \vec{a} aur \vec{b} ke liye hamesha |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}| (triangle inequality).
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Expand (the case \vec{a} = \vec{0} or \vec{b} = \vec{0} is trivial); the dot product is commutative.विस्तार कीजिए (\vec{a} = \vec{0} या \vec{b} = \vec{0} वाली स्थिति स्पष्ट है); बिंदु गुणनफल क्रमविनिमेय है।Expand kijiye (\vec{a} = \vec{0} ya \vec{b} = \vec{0} wala case seedha hai); dot product commutative hai.
    |\vec{a} + \vec{b}|^2 = (\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} + \vec{b}) = |\vec{a}|^2 + 2\,\vec{a} \cdot \vec{b} + |\vec{b}|^2
  2. x \le |x| for every real x.हर वास्तविक x के लिए x \le |x|।Har real x ke liye x \le |x|.
    \le |\vec{a}|^2 + 2\,|\vec{a} \cdot \vec{b}| + |\vec{b}|^2
  3. Use Example 19 (Cauchy-Schwartz).उदाहरण 19 (कोशी-श्वार्ज़) लगाइए।Example 19 (Cauchy-Schwartz) lagaiye.
    \le |\vec{a}|^2 + 2\,|\vec{a}|\,|\vec{b}| + |\vec{b}|^2 = (|\vec{a}| + |\vec{b}|)^2

✔ Taking square roots, |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}|. If equality holds, A, B, C (with \overrightarrow{AB} = \vec{a}, \overrightarrow{BC} = \vec{b}) are collinear.वर्गमूल लेने पर |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}|। यदि समता हो, तो A, B, C (\overrightarrow{AB} = \vec{a}, \overrightarrow{BC} = \vec{b}) संरेख हैं।Square root lene par |\vec{a} + \vec{b}| \le |\vec{a}| + |\vec{b}|. Agar equality ho, to A, B, C (\overrightarrow{AB} = \vec{a}, \overrightarrow{BC} = \vec{b}) collinear hain.

Example 21Show that the points A(-2\hat{i} + 3\hat{j} + 5\hat{k}), B(\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}) and C(7\hat{i} - \hat{k}) are collinear.उदाहरण 21दिखाइए कि बिंदु A(-2\hat{i} + 3\hat{j} + 5\hat{k}), B(\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}) और C(7\hat{i} - \hat{k}) संरेख हैं।Example 21Dikhaiye ki points A(-2\hat{i} + 3\hat{j} + 5\hat{k}), B(\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}) aur C(7\hat{i} - \hat{k}) collinear hain.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. End minus start for each.हर एक के लिए अंत घटा आरंभ।Har ek ke liye end minus start.
    \overrightarrow{AB} = 3\hat{i} - \hat{j} - 2\hat{k},\quad \overrightarrow{BC} = 6\hat{i} - 2\hat{j} - 4\hat{k},\quad \overrightarrow{AC} = 9\hat{i} - 3\hat{j} - 6\hat{k}
  2. √(9+1+4) = √14; √(36+4+16) = √56 = 2√14; √(81+9+36) = √126 = 3√14.√(9+1+4) = √14; √(36+4+16) = √56 = 2√14; √(81+9+36) = √126 = 3√14।√(9+1+4) = √14; √(36+4+16) = √56 = 2√14; √(81+9+36) = √126 = 3√14.
    |\overrightarrow{AB}| = \sqrt{14},\quad |\overrightarrow{BC}| = 2\sqrt{14},\quad |\overrightarrow{AC}| = 3\sqrt{14}
  3. Equality in the triangle inequality, so the three points lie on one line.त्रिभुज असमिका में समता, अतः तीनों बिंदु एक रेखा पर हैं।Triangle inequality mein equality, isliye teeno points ek line par hain.
    |\overrightarrow{AC}| = |\overrightarrow{AB}| + |\overrightarrow{BC}|

✔ A, B and C are collinear (they do not form a triangle).A, B और C संरेख हैं (वे त्रिभुज नहीं बनाते)।A, B aur C collinear hain (woh triangle nahi banate).

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(Exercise 10.3, Q1) Find the angle between \vec{a} and \vec{b} with magnitudes \sqrt3 and 2, having \vec{a} \cdot \vec{b} = \sqrt6.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 1) मान \sqrt3 और 2 वाले सदिशों \vec{a}, \vec{b} के बीच का कोण ज्ञात कीजिए, जहाँ \vec{a} \cdot \vec{b} = \sqrt6।(Exercise 10.3, Q1) Magnitudes \sqrt3 aur 2 wale vectors \vec{a}, \vec{b} ke beech ka angle nikaliye, jahan \vec{a} \cdot \vec{b} = \sqrt6.

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\dfrac{\pi}{4}\dfrac{\pi}{4}\dfrac{\pi}{4}

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(Exercise 10.3, Q2) Find the angle between \hat{i} - 2\hat{j} + 3\hat{k} and 3\hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 2) \hat{i} - 2\hat{j} + 3\hat{k} और 3\hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k} के बीच का कोण ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q2) \hat{i} - 2\hat{j} + 3\hat{k} aur 3\hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k} ke beech ka angle nikaliye.

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\cos^{-1}\left(\dfrac{5}{7}\right)\cos^{-1}\left(\dfrac{5}{7}\right)\cos^{-1}\left(\dfrac{5}{7}\right)

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(Exercise 10.3, Q3) Find the projection of \hat{i} - \hat{j} on \hat{i} + \hat{j}.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 3) \hat{i} - \hat{j} का \hat{i} + \hat{j} पर प्रक्षेप ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q3) \hat{i} - \hat{j} ka \hat{i} + \hat{j} par projection nikaliye.

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000

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(Exercise 10.3, Q4) Find the projection of \hat{i} + 3\hat{j} + 7\hat{k} on 7\hat{i} - \hat{j} + 8\hat{k}.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 4) \hat{i} + 3\hat{j} + 7\hat{k} का 7\hat{i} - \hat{j} + 8\hat{k} पर प्रक्षेप ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q4) \hat{i} + 3\hat{j} + 7\hat{k} ka 7\hat{i} - \hat{j} + 8\hat{k} par projection nikaliye.

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\dfrac{60}{\sqrt{114}}\dfrac{60}{\sqrt{114}}\dfrac{60}{\sqrt{114}}

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(Exercise 10.3, Q6) Find |\vec{a}| and |\vec{b}|, if (\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} - \vec{b}) = 8 and |\vec{a}| = 8|\vec{b}|.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 6) |\vec{a}| और |\vec{b}| ज्ञात कीजिए, यदि (\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} - \vec{b}) = 8 और |\vec{a}| = 8|\vec{b}|।(Exercise 10.3, Q6) |\vec{a}| aur |\vec{b}| nikaliye, agar (\vec{a} + \vec{b}) \cdot (\vec{a} - \vec{b}) = 8 aur |\vec{a}| = 8|\vec{b}|.

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|\vec{a}| = \dfrac{16\sqrt2}{3\sqrt7}, |\vec{b}| = \dfrac{2\sqrt2}{3\sqrt7}|\vec{a}| = \dfrac{16\sqrt2}{3\sqrt7}, |\vec{b}| = \dfrac{2\sqrt2}{3\sqrt7}|\vec{a}| = \dfrac{16\sqrt2}{3\sqrt7}, |\vec{b}| = \dfrac{2\sqrt2}{3\sqrt7}

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(Exercise 10.3, Q7) Evaluate (3\vec{a} - 5\vec{b}) \cdot (2\vec{a} + 7\vec{b}).(प्रश्नावली 10.3, प्र. 7) (3\vec{a} - 5\vec{b}) \cdot (2\vec{a} + 7\vec{b}) का मान ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q7) (3\vec{a} - 5\vec{b}) \cdot (2\vec{a} + 7\vec{b}) ki value nikaliye.

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6|\vec{a}|^2 + 11\,\vec{a} \cdot \vec{b} - 35|\vec{b}|^26|\vec{a}|^2 + 11\,\vec{a} \cdot \vec{b} - 35|\vec{b}|^26|\vec{a}|^2 + 11\,\vec{a} \cdot \vec{b} - 35|\vec{b}|^2

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(Exercise 10.3, Q9) Find |\vec{x}|, if for a unit vector \vec{a}, (\vec{x} - \vec{a}) \cdot (\vec{x} + \vec{a}) = 12.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 9) एक मात्रक सदिश \vec{a} के लिए (\vec{x} - \vec{a}) \cdot (\vec{x} + \vec{a}) = 12 हो, तो |\vec{x}| ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q9) Ek unit vector \vec{a} ke liye (\vec{x} - \vec{a}) \cdot (\vec{x} + \vec{a}) = 12 ho, to |\vec{x}| nikaliye.

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\sqrt{13}\sqrt{13}\sqrt{13}

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(Exercise 10.3, Q10) If \vec{a} = 2\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}, \vec{b} = -\hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k}, \vec{c} = 3\hat{i} + \hat{j} and \vec{a} + \lambda\vec{b} is perpendicular to \vec{c}, find λ.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 10) यदि \vec{a} = 2\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}, \vec{b} = -\hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k}, \vec{c} = 3\hat{i} + \hat{j} और \vec{a} + \lambda\vec{b}, \vec{c} पर लंब है, तो λ ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q10) Agar \vec{a} = 2\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}, \vec{b} = -\hat{i} + 2\hat{j} + \hat{k}, \vec{c} = 3\hat{i} + \hat{j} aur \vec{a} + \lambda\vec{b}, \vec{c} par perpendicular hai, to λ nikaliye.

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λ = 8λ = 8λ = 8

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(Exercise 10.3, Q13) If \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} are unit vectors with \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}, find \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a}.(प्रश्नावली 10.3, प्र. 13) यदि \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} मात्रक सदिश हैं और \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}, तो \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a} ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q13) Agar \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} unit vectors hain aur \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}, to \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a} nikaliye.

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-\dfrac{3}{2}-\dfrac{3}{2}-\dfrac{3}{2}

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(Exercise 10.3, Q15) A(1, 2, 3), B(−1, 0, 0), C(0, 1, 2) are vertices of triangle ABC. Find ∠ABC (the angle between \overrightarrow{BA} and \overrightarrow{BC}).(प्रश्नावली 10.3, प्र. 15) त्रिभुज ABC के शीर्ष A(1, 2, 3), B(−1, 0, 0), C(0, 1, 2) हैं। ∠ABC (\overrightarrow{BA} और \overrightarrow{BC} के बीच का कोण) ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.3, Q15) Triangle ABC ke vertices A(1, 2, 3), B(−1, 0, 0), C(0, 1, 2) hain. ∠ABC (\overrightarrow{BA} aur \overrightarrow{BC} ke beech ka angle) nikaliye.

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\cos^{-1}\left(\dfrac{10}{\sqrt{102}}\right)\cos^{-1}\left(\dfrac{10}{\sqrt{102}}\right)\cos^{-1}\left(\dfrac{10}{\sqrt{102}}\right)

🏆 Topper box🏆 टॉपर बॉक्स🏆 Topper boxMany "finda ± b|" questions are one idea: square the length and expand, |\vec{a} \pm \vec{b}|^2 = |\vec{a}|^2 \pm 2\,\vec{a} \cdot \vec{b} + |\vec{b}|^2. And if \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}, squaring gives \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a} = -\tfrac12(|\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + |\vec{c}|^2)."a ± b| ज्ञात कीजिए" वाले बहुत से प्रश्न एक ही विचार हैं: लंबाई का वर्ग कीजिए और विस्तार कीजिए, |\vec{a} \pm \vec{b}|^2 = |\vec{a}|^2 \pm 2\,\vec{a} \cdot \vec{b} + |\vec{b}|^2। और यदि \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}, तो वर्ग करने पर \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a} = -\tfrac12(|\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + |\vec{c}|^2)।"a ± b| nikaliye" wale bahut se questions ek hi idea hain: length ka square kijiye aur expand kijiye, |\vec{a} \pm \vec{b}|^2 = |\vec{a}|^2 \pm 2\,\vec{a} \cdot \vec{b} + |\vec{b}|^2. Aur agar \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}, to square karne par \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a} = -\tfrac12(|\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + |\vec{c}|^2).

10.6.3Vector (or cross) product of two vectorsदो सदिशों का सदिश (या वज्र) गुणनफलVector (ya cross) product

In the right-handed coordinate system, when the positive x-axis is rotated counterclockwise into the positive y-axis, a right-handed (standard) screw advances in the direction of the positive z-axis. Equivalently: curl the fingers of the right hand from the positive x-axis towards the positive y-axis — the thumb points along the positive z-axis.दक्षिणावर्ती निर्देशांक पद्धति में जब धन x-अक्ष को वामावर्त घुमाकर धन y-अक्ष पर लाते हैं, तो दक्षिणावर्ती (मानक) पेंच धन z-अक्ष की दिशा में आगे बढ़ता है। या: दाएँ हाथ की उँगलियों को धन x-अक्ष से धन y-अक्ष की ओर मोड़िए — अँगूठा धन z-अक्ष की दिशा बताता है।Right-handed coordinate system mein jab positive x-axis ko anticlockwise ghumakar positive y-axis par laate hain, to right-handed (standard) screw positive z-axis ki direction mein aage badhta hai. Ya: right hand ki ungliyon ko positive x-axis se positive y-axis ki taraf modiye — angootha positive z-axis ki direction batata hai.

Right-hand rule for a × ba × b के लिए दाएँ हाथ का नियमa × b ke liye right-hand ruleNCERT Fig 10.23 · 6 tappable parts · 3DOpen
📘 Definition (NCERT)📘 परिभाषा (NCERT)📘 Definition (NCERT)Vector product (Definition 3)The vector product of two nonzero vectors \vec{a} and \vec{b} is denoted by \vec{a} \times \vec{b} and defined as \vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\sin\theta\,\hat{n}, where θ is the angle between \vec{a} and \vec{b}, 0 \le \theta \le \pi, and \hat{n} is a unit vector perpendicular to both \vec{a} and \vec{b}, such that \vec{a}, \vec{b} and \hat{n} form a right handed system. If either \vec{a} = \vec{0} or \vec{b} = \vec{0}, then θ is not defined and we define \vec{a} \times \vec{b} = \vec{0}.सदिश गुणनफल (परिभाषा 3)दो शून्येतर सदिशों \vec{a} और \vec{b} का सदिश गुणनफल \vec{a} \times \vec{b} से दर्शाया जाता है और \vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\sin\theta\,\hat{n} से परिभाषित है, जहाँ θ, \vec{a} और \vec{b} के बीच का कोण है, 0 \le \theta \le \pi, और \hat{n}, \vec{a} तथा \vec{b} दोनों पर लंब मात्रक सदिश है, ऐसा कि \vec{a}, \vec{b} और \hat{n} एक दक्षिणावर्ती पद्धति बनाते हैं। यदि \vec{a} = \vec{0} या \vec{b} = \vec{0}, तो θ परिभाषित नहीं है और \vec{a} \times \vec{b} = \vec{0} परिभाषित करते हैं।Vector product (Definition 3)Do non-zero vectors \vec{a} aur \vec{b} ka vector product \vec{a} \times \vec{b} se dikhaya jaata hai aur \vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\sin\theta\,\hat{n} se define hai, jahan θ, \vec{a} aur \vec{b} ke beech ka angle hai, 0 \le \theta \le \pi, aur \hat{n}, \vec{a} aur \vec{b} dono par perpendicular unit vector hai, aisa ki \vec{a}, \vec{b} aur \hat{n} ek right-handed system banate hain. Agar \vec{a} = \vec{0} ya \vec{b} = \vec{0}, to θ defined nahi hai aur \vec{a} \times \vec{b} = \vec{0} define karte hain.
  1. \vec{a} \times \vec{b} is a vector.\vec{a} \times \vec{b} एक सदिश है।\vec{a} \times \vec{b} ek vector hai.
  2. For nonzero \vec{a}, \vec{b}: \vec{a} \times \vec{b} = \vec{0} if and only if \vec{a} and \vec{b} are parallel (collinear). In particular \vec{a} \times \vec{a} = \vec{0} and \vec{a} \times (-\vec{a}) = \vec{0} (θ = 0 or π makes sin θ = 0).शून्येतर \vec{a}, \vec{b} के लिए: \vec{a} \times \vec{b} = \vec{0} यदि और केवल यदि \vec{a} और \vec{b} समांतर (संरेख) हों। विशेषतः \vec{a} \times \vec{a} = \vec{0} और \vec{a} \times (-\vec{a}) = \vec{0} (θ = 0 या π पर sin θ = 0)।Non-zero \vec{a}, \vec{b} ke liye: \vec{a} \times \vec{b} = \vec{0} agar aur sirf agar \vec{a} aur \vec{b} parallel (collinear) hon. Khaas taur par \vec{a} \times \vec{a} = \vec{0} aur \vec{a} \times (-\vec{a}) = \vec{0} (θ = 0 ya π par sin θ = 0).
  3. If θ = π/2, then |\vec{a} \times \vec{b}| = |\vec{a}|\,|\vec{b}|. For the unit vectors: \hat{i} \times \hat{i} = \hat{j} \times \hat{j} = \hat{k} \times \hat{k} = \vec{0} and \hat{i} \times \hat{j} = \hat{k},\ \hat{j} \times \hat{k} = \hat{i},\ \hat{k} \times \hat{i} = \hat{j}.यदि θ = π/2, तो |\vec{a} \times \vec{b}| = |\vec{a}|\,|\vec{b}|। मात्रक सदिशों के लिए: \hat{i} \times \hat{i} = \hat{j} \times \hat{j} = \hat{k} \times \hat{k} = \vec{0} और \hat{i} \times \hat{j} = \hat{k},\ \hat{j} \times \hat{k} = \hat{i},\ \hat{k} \times \hat{i} = \hat{j}।Agar θ = π/2, to |\vec{a} \times \vec{b}| = |\vec{a}|\,|\vec{b}|. Unit vectors ke liye: \hat{i} \times \hat{i} = \hat{j} \times \hat{j} = \hat{k} \times \hat{k} = \vec{0} aur \hat{i} \times \hat{j} = \hat{k},\ \hat{j} \times \hat{k} = \hat{i},\ \hat{k} \times \hat{i} = \hat{j}.
  4. The angle between two vectors: \sin\theta = \dfrac{|\vec{a} \times \vec{b}|}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}.दो सदिशों के बीच का कोण: \sin\theta = \dfrac{|\vec{a} \times \vec{b}|}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}।Do vectors ke beech ka angle: \sin\theta = \dfrac{|\vec{a} \times \vec{b}|}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|}.
  5. The vector product is not commutative: \vec{a} \times \vec{b} = -\vec{b} \times \vec{a}. (For \vec{a} \times \vec{b}, θ is traversed from \vec{a} to \vec{b} and \hat{n} points up; for \vec{b} \times \vec{a} it is traversed from \vec{b} to \vec{a}, so \hat{n}_1 = -\hat{n} points down.) Hence \hat{j} \times \hat{i} = -\hat{k},\ \hat{k} \times \hat{j} = -\hat{i},\ \hat{i} \times \hat{k} = -\hat{j}.सदिश गुणनफल क्रमविनिमेय नहीं है: \vec{a} \times \vec{b} = -\vec{b} \times \vec{a}। (\vec{a} \times \vec{b} में θ, \vec{a} से \vec{b} की ओर लिया जाता है और \hat{n} ऊपर की ओर; \vec{b} \times \vec{a} में \vec{b} से \vec{a} की ओर, अतः \hat{n}_1 = -\hat{n} नीचे की ओर।) अतः \hat{j} \times \hat{i} = -\hat{k},\ \hat{k} \times \hat{j} = -\hat{i},\ \hat{i} \times \hat{k} = -\hat{j}।Vector product commutative nahi hai: \vec{a} \times \vec{b} = -\vec{b} \times \vec{a}. (\vec{a} \times \vec{b} mein θ, \vec{a} se \vec{b} ki taraf liya jaata hai aur \hat{n} upar ki taraf; \vec{b} \times \vec{a} mein \vec{b} se \vec{a} ki taraf, isliye \hat{n}_1 = -\hat{n} neeche ki taraf.) Isliye \hat{j} \times \hat{i} = -\hat{k},\ \hat{k} \times \hat{j} = -\hat{i},\ \hat{i} \times \hat{k} = -\hat{j}.
  6. If \vec{a} and \vec{b} represent adjacent sides of a triangle, its area is \dfrac12|\vec{a} \times \vec{b}| (because area = ½·AB·CD and CD = |\vec{b}|\sin\theta). If they represent adjacent sides of a parallelogram, its area is |\vec{a} \times \vec{b}| (area = AB·DE, DE = |\vec{b}|\sin\theta).यदि \vec{a} और \vec{b} किसी त्रिभुज की आसन्न भुजाएँ हैं, तो उसका क्षेत्रफल \dfrac12|\vec{a} \times \vec{b}| है (क्योंकि क्षेत्रफल = ½·AB·CD और CD = |\vec{b}|\sin\theta)। यदि वे किसी समांतर चतुर्भुज की आसन्न भुजाएँ हैं, तो क्षेत्रफल |\vec{a} \times \vec{b}| है (क्षेत्रफल = AB·DE, DE = |\vec{b}|\sin\theta)।Agar \vec{a} aur \vec{b} kisi triangle ki adjacent sides hain, to uska area \dfrac12|\vec{a} \times \vec{b}| hai (kyonki area = ½·AB·CD aur CD = |\vec{b}|\sin\theta). Agar woh kisi parallelogram ki adjacent sides hain, to area |\vec{a} \times \vec{b}| hai (area = AB·DE, DE = |\vec{b}|\sin\theta).
Area of parallelogram and triangle = |a × b| and ½|a × b|समांतर चतुर्भुज और त्रिभुज का क्षेत्रफल = |a × b| और ½|a × b|Parallelogram aur triangle ka area = |a × b| aur ½|a × b|NCERT Fig 10.26–10.27 · 6 tappable parts · 3DOpen
📐 Theorem📐 प्रमेय📐 TheoremProperty 3 (Distributivity of vector product over addition)For any three vectors \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} and a scalar λ: (i) \vec{a} \times (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \times \vec{b} + \vec{a} \times \vec{c} (ii) \lambda(\vec{a} \times \vec{b}) = (\lambda\vec{a}) \times \vec{b} = \vec{a} \times (\lambda\vec{b}).गुणधर्म 3 (योगफल पर सदिश गुणनफल की वितरणता)किन्हीं तीन सदिशों \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} और अदिश λ के लिए: (i) \vec{a} \times (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \times \vec{b} + \vec{a} \times \vec{c} (ii) \lambda(\vec{a} \times \vec{b}) = (\lambda\vec{a}) \times \vec{b} = \vec{a} \times (\lambda\vec{b})।Property 3 (addition par vector product ki distributivity)Kinhi teen vectors \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} aur scalar λ ke liye: (i) \vec{a} \times (\vec{b} + \vec{c}) = \vec{a} \times \vec{b} + \vec{a} \times \vec{c} (ii) \lambda(\vec{a} \times \vec{b}) = (\lambda\vec{a}) \times \vec{b} = \vec{a} \times (\lambda\vec{b}).

Expanding (a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k}) \times (b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k}) with these rules gives \vec{a} \times \vec{b} = (a_2b_3 - a_3b_2)\hat{i} - (a_1b_3 - a_3b_1)\hat{j} + (a_1b_2 - a_2b_1)\hat{k} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{vmatrix}.इन नियमों से (a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k}) \times (b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k}) का विस्तार करने पर \vec{a} \times \vec{b} = (a_2b_3 - a_3b_2)\hat{i} - (a_1b_3 - a_3b_1)\hat{j} + (a_1b_2 - a_2b_1)\hat{k} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{vmatrix}.In rules se (a_1\hat{i} + a_2\hat{j} + a_3\hat{k}) \times (b_1\hat{i} + b_2\hat{j} + b_3\hat{k}) ko expand karne par \vec{a} \times \vec{b} = (a_2b_3 - a_3b_2)\hat{i} - (a_1b_3 - a_3b_1)\hat{j} + (a_1b_2 - a_2b_1)\hat{k} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{vmatrix}.

Loading experiment…
⚠️ Mistakes that cost marks⚠️ ग़लतियाँ जिनसे अंक कटते हैं⚠️ Galtiyan jinse marks katte hain(1) The middle (\hat{j}) term carries a MINUS sign: -(a_1b_3 - a_3b_1). (2) Row 2 is \vec{a}, row 3 is \vec{b} — swapping rows gives \vec{b} \times \vec{a}, the opposite vector. (3) Triangle area needs the ½; parallelogram area does not. (4) Area is |\vec{a} \times \vec{b}|, a number — don't leave the answer as a vector.(1) बीच वाले (\hat{j}) पद में ऋण चिह्न है: -(a_1b_3 - a_3b_1)। (2) पंक्ति 2 में \vec{a} और पंक्ति 3 में \vec{b} — पंक्तियाँ बदलने पर \vec{b} \times \vec{a}, उलटा सदिश मिलता है। (3) त्रिभुज के क्षेत्रफल में ½ चाहिए; समांतर चतुर्भुज में नहीं। (4) क्षेत्रफल |\vec{a} \times \vec{b}| एक संख्या है — उत्तर सदिश के रूप में न छोड़िए।(1) Beech wale (\hat{j}) term mein MINUS sign hai: -(a_1b_3 - a_3b_1). (2) Row 2 mein \vec{a}, row 3 mein \vec{b} — rows badalne par \vec{b} \times \vec{a}, ulta vector milta hai. (3) Triangle area mein ½ chahiye; parallelogram mein nahi. (4) Area |\vec{a} \times \vec{b}| ek number hai — answer vector ke roop mein na chhodiye.
Example 22Find |\vec{a} \times \vec{b}|, if \vec{a} = 2\hat{i} + \hat{j} + 3\hat{k} and \vec{b} = 3\hat{i} + 5\hat{j} - 2\hat{k}.उदाहरण 22|\vec{a} \times \vec{b}| ज्ञात कीजिए, यदि \vec{a} = 2\hat{i} + \hat{j} + 3\hat{k} और \vec{b} = 3\hat{i} + 5\hat{j} - 2\hat{k}।Example 22|\vec{a} \times \vec{b}| nikaliye, agar \vec{a} = 2\hat{i} + \hat{j} + 3\hat{k} aur \vec{b} = 3\hat{i} + 5\hat{j} - 2\hat{k}.
Solution — step by step (4)हल — चरण दर चरण (4)Hal — step by step (4)
  1. Row 2 = components of \vec{a}, row 3 = components of \vec{b}.पंक्ति 2 = \vec{a} के घटक, पंक्ति 3 = \vec{b} के घटक।Row 2 = \vec{a} ke components, row 3 = \vec{b} ke components.
    \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 2 & 1 & 3 \\ 3 & 5 & -2 \end{vmatrix}
  2. Expand along the first row (note the minus before the \hat{j} term).पहली पंक्ति के अनुदिश प्रसार कीजिए (\hat{j} पद से पहले ऋण चिह्न)।Pehli row ke along expand kijiye (\hat{j} term se pehle minus).
    = \hat{i}(-2 - 15) - (-4 - 9)\hat{j} + (10 - 3)\hat{k}
  3. Simplify each bracket.हर कोष्ठक सरल कीजिए।Har bracket simplify kijiye.
    = -17\hat{i} + 13\hat{j} + 7\hat{k}
  4. Length of the resulting vector.प्राप्त सदिश की लंबाई।Mile hue vector ki length.
    |\vec{a} \times \vec{b}| = \sqrt{(-17)^2 + (13)^2 + (7)^2} = \sqrt{289 + 169 + 49} = \sqrt{507}

✔ |\vec{a} \times \vec{b}| = \sqrt{507}|\vec{a} \times \vec{b}| = \sqrt{507}|\vec{a} \times \vec{b}| = \sqrt{507}

Example 23Find a unit vector perpendicular to each of the vectors (\vec{a} + \vec{b}) and (\vec{a} - \vec{b}), where \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}.उदाहरण 23सदिशों (\vec{a} + \vec{b}) और (\vec{a} - \vec{b}) में से प्रत्येक पर लंब मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए, जहाँ \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}।Example 23Vectors (\vec{a} + \vec{b}) aur (\vec{a} - \vec{b}) mein se har ek par perpendicular unit vector nikaliye, jahan \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k}.
Solution — step by step (5)हल — चरण दर चरण (5)Hal — step by step (5)
  1. First find the two vectors.पहले दोनों सदिश ज्ञात कीजिए।Pehle dono vectors nikaliye.
    \vec{a} + \vec{b} = 2\hat{i} + 3\hat{j} + 4\hat{k},\quad \vec{a} - \vec{b} = -\hat{j} - 2\hat{k}
  2. A cross product is perpendicular to both of its vectors.सदिश गुणनफल अपने दोनों सदिशों पर लंब होता है।Cross product apne dono vectors par perpendicular hota hai.
    \vec{c} = (\vec{a} + \vec{b}) \times (\vec{a} - \vec{b}) = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 2 & 3 & 4 \\ 0 & -1 & -2 \end{vmatrix}
  3. Expand along the first row.पहली पंक्ति के अनुदिश प्रसार।Pehli row ke along expand.
    = \hat{i}(-6 + 4) - \hat{j}(-4 - 0) + \hat{k}(-2 - 0) = -2\hat{i} + 4\hat{j} - 2\hat{k}
  4. Length of \vec{c}.\vec{c} की लंबाई।\vec{c} ki length.
    |\vec{c}| = \sqrt{4 + 16 + 4} = \sqrt{24} = 2\sqrt6
  5. Divide by the length to get a unit vector.मात्रक सदिश के लिए लंबाई से भाग दीजिए।Unit vector ke liye length se divide kijiye.
    \dfrac{\vec{c}}{|\vec{c}|} = -\dfrac{1}{\sqrt6}\hat{i} + \dfrac{2}{\sqrt6}\hat{j} - \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{k}

✔ -\dfrac{1}{\sqrt6}\hat{i} + \dfrac{2}{\sqrt6}\hat{j} - \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{k} (its negative \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{i} - \dfrac{2}{\sqrt6}\hat{j} + \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{k} also works — that is (\vec{a} - \vec{b}) \times (\vec{a} + \vec{b}) divided by its length)-\dfrac{1}{\sqrt6}\hat{i} + \dfrac{2}{\sqrt6}\hat{j} - \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{k} (इसका ऋणात्मक \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{i} - \dfrac{2}{\sqrt6}\hat{j} + \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{k} भी सही है — यह (\vec{a} - \vec{b}) \times (\vec{a} + \vec{b}) को उसकी लंबाई से भाग देने पर मिलता है)-\dfrac{1}{\sqrt6}\hat{i} + \dfrac{2}{\sqrt6}\hat{j} - \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{k} (iska negative \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{i} - \dfrac{2}{\sqrt6}\hat{j} + \dfrac{1}{\sqrt6}\hat{k} bhi sahi hai — yeh (\vec{a} - \vec{b}) \times (\vec{a} + \vec{b}) ko uski length se divide karne par milta hai)

Example 24Find the area of a triangle having the points A(1, 1, 1), B(1, 2, 3) and C(2, 3, 1) as its vertices.उदाहरण 24शीर्षों A(1, 1, 1), B(1, 2, 3) और C(2, 3, 1) वाले त्रिभुज का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।Example 24Vertices A(1, 1, 1), B(1, 2, 3) aur C(2, 3, 1) wale triangle ka area nikaliye.
Solution — step by step (4)हल — चरण दर चरण (4)Hal — step by step (4)
  1. Two sides from the same vertex A (end minus start).एक ही शीर्ष A से दो भुजाएँ (अंत घटा आरंभ)।Ek hi vertex A se do sides (end minus start).
    \overrightarrow{AB} = \hat{j} + 2\hat{k},\quad \overrightarrow{AC} = \hat{i} + 2\hat{j}
  2. Triangle: half the cross-product length.त्रिभुज: सदिश गुणनफल की लंबाई का आधा।Triangle: cross product ki length ka aadha.
    \text{Area} = \dfrac12|\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}|
  3. \hat{i}(0 - 4) - \hat{j}(0 - 2) + \hat{k}(0 - 1).\hat{i}(0 - 4) - \hat{j}(0 - 2) + \hat{k}(0 - 1)।\hat{i}(0 - 4) - \hat{j}(0 - 2) + \hat{k}(0 - 1).
    \overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 0 & 1 & 2 \\ 1 & 2 & 0 \end{vmatrix} = -4\hat{i} + 2\hat{j} - \hat{k}
  4. Length of the cross product.सदिश गुणनफल की लंबाई।Cross product ki length.
    |\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AC}| = \sqrt{16 + 4 + 1} = \sqrt{21}

✔ Area = \dfrac12\sqrt{21} square unitsक्षेत्रफल = \dfrac12\sqrt{21} वर्ग इकाईArea = \dfrac12\sqrt{21} square units

Example 25Find the area of a parallelogram whose adjacent sides are given by the vectors \vec{a} = 3\hat{i} + \hat{j} + 4\hat{k} and \vec{b} = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k}.उदाहरण 25उस समांतर चतुर्भुज का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए जिसकी आसन्न भुजाएँ सदिशों \vec{a} = 3\hat{i} + \hat{j} + 4\hat{k} और \vec{b} = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k} द्वारा दी गई हैं।Example 25Us parallelogram ka area nikaliye jiski adjacent sides vectors \vec{a} = 3\hat{i} + \hat{j} + 4\hat{k} aur \vec{b} = \hat{i} - \hat{j} + \hat{k} se di gayi hain.
Solution — step by step (2)हल — चरण दर चरण (2)Hal — step by step (2)
  1. \hat{i}(1 + 4) - \hat{j}(3 - 4) + \hat{k}(-3 - 1).\hat{i}(1 + 4) - \hat{j}(3 - 4) + \hat{k}(-3 - 1)।\hat{i}(1 + 4) - \hat{j}(3 - 4) + \hat{k}(-3 - 1).
    \vec{a} \times \vec{b} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ 3 & 1 & 4 \\ 1 & -1 & 1 \end{vmatrix} = 5\hat{i} + \hat{j} - 4\hat{k}
  2. Parallelogram area = full length (no ½).समांतर चतुर्भुज का क्षेत्रफल = पूरी लंबाई (½ नहीं)।Parallelogram area = poori length (½ nahi).
    |\vec{a} \times \vec{b}| = \sqrt{25 + 1 + 16} = \sqrt{42}

✔ Area = \sqrt{42} square unitsक्षेत्रफल = \sqrt{42} वर्ग इकाईArea = \sqrt{42} square units

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(Exercise 10.4, Q1) Find |\vec{a} \times \vec{b}|, if \vec{a} = \hat{i} - 7\hat{j} + 7\hat{k} and \vec{b} = 3\hat{i} - 2\hat{j} + 2\hat{k}.(प्रश्नावली 10.4, प्र. 1) |\vec{a} \times \vec{b}| ज्ञात कीजिए, यदि \vec{a} = \hat{i} - 7\hat{j} + 7\hat{k} और \vec{b} = 3\hat{i} - 2\hat{j} + 2\hat{k}।(Exercise 10.4, Q1) |\vec{a} \times \vec{b}| nikaliye, agar \vec{a} = \hat{i} - 7\hat{j} + 7\hat{k} aur \vec{b} = 3\hat{i} - 2\hat{j} + 2\hat{k}.

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19\sqrt219\sqrt219\sqrt2

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(Exercise 10.4, Q2) Find a unit vector perpendicular to each of \vec{a} + \vec{b} and \vec{a} - \vec{b}, where \vec{a} = 3\hat{i} + 2\hat{j} + 2\hat{k} and \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} - 2\hat{k}.(प्रश्नावली 10.4, प्र. 2) \vec{a} + \vec{b} और \vec{a} - \vec{b} में से प्रत्येक पर लंब मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए, जहाँ \vec{a} = 3\hat{i} + 2\hat{j} + 2\hat{k} और \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} - 2\hat{k}।(Exercise 10.4, Q2) \vec{a} + \vec{b} aur \vec{a} - \vec{b} mein se har ek par perpendicular unit vector nikaliye, jahan \vec{a} = 3\hat{i} + 2\hat{j} + 2\hat{k} aur \vec{b} = \hat{i} + 2\hat{j} - 2\hat{k}.

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\pm\tfrac13(2\hat{i} - 2\hat{j} - \hat{k})\pm\tfrac13(2\hat{i} - 2\hat{j} - \hat{k})\pm\tfrac13(2\hat{i} - 2\hat{j} - \hat{k})

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(Exercise 10.4, Q3) A unit vector \vec{a} makes angles \dfrac{\pi}{3} with \hat{i}, \dfrac{\pi}{4} with \hat{j} and an acute angle θ with \hat{k}. Find θ and the components of \vec{a}.(प्रश्नावली 10.4, प्र. 3) एक मात्रक सदिश \vec{a}, \hat{i} के साथ \dfrac{\pi}{3}, \hat{j} के साथ \dfrac{\pi}{4} और \hat{k} के साथ न्यून कोण θ बनाता है। θ और \vec{a} के घटक ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.4, Q3) Ek unit vector \vec{a}, \hat{i} ke saath \dfrac{\pi}{3}, \hat{j} ke saath \dfrac{\pi}{4} aur \hat{k} ke saath acute angle θ banata hai. θ aur \vec{a} ke components nikaliye.

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\theta = \dfrac{\pi}{3}; components \dfrac12, \dfrac{1}{\sqrt2}, \dfrac12\theta = \dfrac{\pi}{3}; घटक \dfrac12, \dfrac{1}{\sqrt2}, \dfrac12\theta = \dfrac{\pi}{3}; components \dfrac12, \dfrac{1}{\sqrt2}, \dfrac12

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(Exercise 10.4, Q5) Find λ and μ if (2\hat{i} + 6\hat{j} + 27\hat{k}) \times (\hat{i} + \lambda\hat{j} + \mu\hat{k}) = \vec{0}.(प्रश्नावली 10.4, प्र. 5) λ और μ ज्ञात कीजिए यदि (2\hat{i} + 6\hat{j} + 27\hat{k}) \times (\hat{i} + \lambda\hat{j} + \mu\hat{k}) = \vec{0}।(Exercise 10.4, Q5) λ aur μ nikaliye agar (2\hat{i} + 6\hat{j} + 27\hat{k}) \times (\hat{i} + \lambda\hat{j} + \mu\hat{k}) = \vec{0}.

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\lambda = 3,\ \mu = \dfrac{27}{2}\lambda = 3,\ \mu = \dfrac{27}{2}\lambda = 3,\ \mu = \dfrac{27}{2}

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(Exercise 10.4, Q9) Find the area of the triangle with vertices A(1, 1, 2), B(2, 3, 5) and C(1, 5, 5).(प्रश्नावली 10.4, प्र. 9) शीर्षों A(1, 1, 2), B(2, 3, 5) और C(1, 5, 5) वाले त्रिभुज का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।(Exercise 10.4, Q9) Vertices A(1, 1, 2), B(2, 3, 5) aur C(1, 5, 5) wale triangle ka area nikaliye.

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\dfrac{\sqrt{61}}{2} square units\dfrac{\sqrt{61}}{2} वर्ग इकाई\dfrac{\sqrt{61}}{2} square units

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(Exercise 10.4, Q10) Find the area of the parallelogram whose adjacent sides are \vec{a} = \hat{i} - \hat{j} + 3\hat{k} and \vec{b} = 2\hat{i} - 7\hat{j} + \hat{k}.(प्रश्नावली 10.4, प्र. 10) उस समांतर चतुर्भुज का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए जिसकी आसन्न भुजाएँ \vec{a} = \hat{i} - \hat{j} + 3\hat{k} और \vec{b} = 2\hat{i} - 7\hat{j} + \hat{k} हैं।(Exercise 10.4, Q10) Us parallelogram ka area nikaliye jiski adjacent sides \vec{a} = \hat{i} - \hat{j} + 3\hat{k} aur \vec{b} = 2\hat{i} - 7\hat{j} + \hat{k} hain.

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15\sqrt2 square units15\sqrt2 वर्ग इकाई15\sqrt2 square units

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(Exercise 10.4, Q11) If |\vec{a}| = 3 and |\vec{b}| = \dfrac{\sqrt2}{3}, then \vec{a} \times \vec{b} is a unit vector if the angle between them is (A) π/6 (B) π/4 (C) π/3 (D) π/2(प्रश्नावली 10.4, प्र. 11) यदि |\vec{a}| = 3 और |\vec{b}| = \dfrac{\sqrt2}{3}, तो \vec{a} \times \vec{b} मात्रक सदिश है यदि उनके बीच का कोण है (A) π/6 (B) π/4 (C) π/3 (D) π/2(Exercise 10.4, Q11) Agar |\vec{a}| = 3 aur |\vec{b}| = \dfrac{\sqrt2}{3}, to \vec{a} \times \vec{b} unit vector hai agar unke beech ka angle hai (A) π/6 (B) π/4 (C) π/3 (D) π/2

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(B) π/4(B) π/4(B) π/4

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(Exercise 10.4, Q12) Area of a rectangle with vertices -\hat{i} + \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, \hat{i} + \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, \hat{i} - \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, -\hat{i} - \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k} is (A) 1/2 (B) 1 (C) 2 (D) 4(प्रश्नावली 10.4, प्र. 12) शीर्षों -\hat{i} + \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, \hat{i} + \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, \hat{i} - \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, -\hat{i} - \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k} वाले आयत का क्षेत्रफल है (A) 1/2 (B) 1 (C) 2 (D) 4(Exercise 10.4, Q12) Vertices -\hat{i} + \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, \hat{i} + \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, \hat{i} - \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k}, -\hat{i} - \tfrac12\hat{j} + 4\hat{k} wale rectangle ka area hai (A) 1/2 (B) 1 (C) 2 (D) 4

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(C) 2(C) 2(C) 2

Miscellaneous Examplesविविध उदाहरणMiscellaneous Examples

Example 26Write all the unit vectors in XY-plane.उदाहरण 26XY-तल में सभी मात्रक सदिश लिखिए।Example 26XY-plane mein saare unit vectors likhiye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Let \vec{r} = \overrightarrow{OP} be a unit vector in the XY-plane making angle θ with the x-axis.मान लीजिए \vec{r} = \overrightarrow{OP}, XY-तल में x-अक्ष से कोण θ बनाने वाला मात्रक सदिश है।Maan lijiye \vec{r} = \overrightarrow{OP}, XY-plane mein x-axis se angle θ banane wala unit vector hai.
    \vec{r} = x\hat{i} + y\hat{j},\quad |\vec{r}| = 1
  2. In the right triangle with hypotenuse 1.कर्ण 1 वाले समकोण त्रिभुज से।Hypotenuse 1 wale right triangle se.
    x = \cos\theta,\quad y = \sin\theta
  3. Check: the length really is 1.जाँच: लंबाई सचमुच 1 है।Check: length sach mein 1 hai.
    \vec{r} = \cos\theta\,\hat{i} + \sin\theta\,\hat{j},\quad |\vec{r}| = \sqrt{\cos^2\theta + \sin^2\theta} = 1

✔ \cos\theta\,\hat{i} + \sin\theta\,\hat{j}, 0 \le \theta < 2\pi — as θ goes from 0 to 2π, P traces the circle x^2 + y^2 = 1, covering every direction.\cos\theta\,\hat{i} + \sin\theta\,\hat{j}, 0 \le \theta < 2\pi — θ के 0 से 2π तक बदलने पर P वृत्त x^2 + y^2 = 1 खींचता है, हर दिशा आ जाती है।\cos\theta\,\hat{i} + \sin\theta\,\hat{j}, 0 \le \theta < 2\pi — θ ke 0 se 2π tak badalne par P circle x^2 + y^2 = 1 banata hai, har direction aa jaati hai.

Example 27If \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, 2\hat{i} + 5\hat{j}, 3\hat{i} + 2\hat{j} - 3\hat{k} and \hat{i} - 6\hat{j} - \hat{k} are the position vectors of points A, B, C and D respectively, then find the angle between \overrightarrow{AB} and \overrightarrow{CD}. Deduce that \overrightarrow{AB} and \overrightarrow{CD} are collinear.उदाहरण 27यदि \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, 2\hat{i} + 5\hat{j}, 3\hat{i} + 2\hat{j} - 3\hat{k} और \hat{i} - 6\hat{j} - \hat{k} क्रमशः बिंदुओं A, B, C और D के स्थिति सदिश हैं, तो \overrightarrow{AB} और \overrightarrow{CD} के बीच का कोण ज्ञात कीजिए। निष्कर्ष निकालिए कि \overrightarrow{AB} और \overrightarrow{CD} संरेख हैं।Example 27Agar \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, 2\hat{i} + 5\hat{j}, 3\hat{i} + 2\hat{j} - 3\hat{k} aur \hat{i} - 6\hat{j} - \hat{k} kramashah points A, B, C aur D ke position vectors hain, to \overrightarrow{AB} aur \overrightarrow{CD} ke beech ka angle nikaliye. Dikhaiye ki \overrightarrow{AB} aur \overrightarrow{CD} collinear hain.
Solution — step by step (4)हल — चरण दर चरण (4)Hal — step by step (4)
  1. √(1 + 16 + 1) = √18 = 3√2.√(1 + 16 + 1) = √18 = 3√2।√(1 + 16 + 1) = √18 = 3√2.
    \overrightarrow{AB} = (2\hat{i} + 5\hat{j}) - (\hat{i} + \hat{j} + \hat{k}) = \hat{i} + 4\hat{j} - \hat{k},\quad |\overrightarrow{AB}| = 3\sqrt2
  2. (1 − 3, −6 − 2, −1 + 3); √(4 + 64 + 4) = √72 = 6√2.(1 − 3, −6 − 2, −1 + 3); √(4 + 64 + 4) = √72 = 6√2।(1 − 3, −6 − 2, −1 + 3); √(4 + 64 + 4) = √72 = 6√2.
    \overrightarrow{CD} = -2\hat{i} - 8\hat{j} + 2\hat{k},\quad |\overrightarrow{CD}| = 6\sqrt2
  3. Angle formula.कोण का सूत्र।Angle ka formula.
    \cos\theta = \dfrac{1(-2) + 4(-8) + (-1)(2)}{(3\sqrt2)(6\sqrt2)} = \dfrac{-36}{36} = -1
  4. cos θ = −1 only at θ = π: the vectors point in exactly opposite directions.cos θ = −1 केवल θ = π पर: सदिश ठीक उलटी दिशाओं में हैं।cos θ = −1 sirf θ = π par: vectors bilkul ulti directions mein hain.
    \theta = \pi \quad (0 \le \theta \le \pi)

✔ θ = π, so \overrightarrow{AB} and \overrightarrow{CD} are collinear (indeed \overrightarrow{CD} = -2\,\overrightarrow{AB}).θ = π, अतः \overrightarrow{AB} और \overrightarrow{CD} संरेख हैं (वास्तव में \overrightarrow{CD} = -2\,\overrightarrow{AB})।θ = π, isliye \overrightarrow{AB} aur \overrightarrow{CD} collinear hain (asal mein \overrightarrow{CD} = -2\,\overrightarrow{AB}).

Example 28Let \vec{a}, \vec{b} and \vec{c} be three vectors such that |\vec{a}| = 3, |\vec{b}| = 4, |\vec{c}| = 5 and each one of them being perpendicular to the sum of the other two, find |\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}|.उदाहरण 28मान लीजिए \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} तीन सदिश हैं, |\vec{a}| = 3, |\vec{b}| = 4, |\vec{c}| = 5 और प्रत्येक, अन्य दो के योगफल पर लंब है। |\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}| ज्ञात कीजिए।Example 28Maan lijiye \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} teen vectors hain, |\vec{a}| = 3, |\vec{b}| = 4, |\vec{c}| = 5 aur har ek, baaki do ke sum par perpendicular hai. |\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}| nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. "Perpendicular" means dot product zero."लंब" का अर्थ बिंदु गुणनफल शून्य।"Perpendicular" ka matlab dot product zero.
    \vec{a} \cdot (\vec{b} + \vec{c}) = 0,\ \ \vec{b} \cdot (\vec{c} + \vec{a}) = 0,\ \ \vec{c} \cdot (\vec{a} + \vec{b}) = 0
  2. Expand the square and group terms cleverly.वर्ग का विस्तार कीजिए और पदों को चतुराई से समूहित कीजिए।Square ko expand kijiye aur terms ko smartly group kijiye.
    |\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}|^2 = \vec{a} \cdot \vec{a} + \vec{a} \cdot (\vec{b} + \vec{c}) + \vec{b} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot (\vec{a} + \vec{c}) + \vec{c} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot (\vec{a} + \vec{b})
  3. Each grouped bracket is zero by the given condition.दी गई शर्त से हर समूहित कोष्ठक शून्य है।Di gayi condition se har grouped bracket zero hai.
    = |\vec{a}|^2 + |\vec{b}|^2 + |\vec{c}|^2 = 9 + 16 + 25 = 50

✔ |\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}| = \sqrt{50} = 5\sqrt2|\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}| = \sqrt{50} = 5\sqrt2|\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}| = \sqrt{50} = 5\sqrt2

Example 29Three vectors \vec{a}, \vec{b} and \vec{c} satisfy the condition \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0}. Evaluate the quantity \mu = \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a}, if |\vec{a}| = 3, |\vec{b}| = 4 and |\vec{c}| = 2.उदाहरण 29तीन सदिश \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} शर्त \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0} को संतुष्ट करते हैं। यदि |\vec{a}| = 3, |\vec{b}| = 4 और |\vec{c}| = 2, तो \mu = \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a} का मान ज्ञात कीजिए।Example 29Teen vectors \vec{a}, \vec{b}, \vec{c} condition \vec{a} + \vec{b} + \vec{c} = \vec{0} satisfy karte hain. Agar |\vec{a}| = 3, |\vec{b}| = 4 aur |\vec{c}| = 2, to \mu = \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a} ki value nikaliye.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Dot the given equation with \vec{a}.दी गई समीकरण का \vec{a} से बिंदु गुणनफल लीजिए।Di gayi equation ka \vec{a} se dot product lijiye.
    \vec{a} \cdot (\vec{a} + \vec{b} + \vec{c}) = 0 \Rightarrow \vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{a} \cdot \vec{c} = -|\vec{a}|^2 = -9 \quad (1)
  2. Similarly with \vec{b} (|\vec{b}|^2 = 16) and \vec{c} (|\vec{c}|^2 = 4).इसी प्रकार \vec{b} (|\vec{b}|^2 = 16) और \vec{c} (|\vec{c}|^2 = 4) से।Isi tarah \vec{b} (|\vec{b}|^2 = 16) aur \vec{c} (|\vec{c}|^2 = 4) se.
    \vec{b} \cdot \vec{a} + \vec{b} \cdot \vec{c} = -16 \quad (2),\qquad \vec{c} \cdot \vec{a} + \vec{c} \cdot \vec{b} = -4 \quad (3)
  3. Add (1), (2), (3); each product appears twice.(1), (2), (3) जोड़िए; हर गुणनफल दो बार आता है।(1), (2), (3) jodiye; har product do baar aata hai.
    2(\vec{a} \cdot \vec{b} + \vec{b} \cdot \vec{c} + \vec{c} \cdot \vec{a}) = -29

✔ \mu = -\dfrac{29}{2}\mu = -\dfrac{29}{2}\mu = -\dfrac{29}{2}

Example 30If with reference to the right handed system of mutually perpendicular unit vectors \hat{i}, \hat{j} and \hat{k}, \vec{\alpha} = 3\hat{i} - \hat{j}, \vec{\beta} = 2\hat{i} + \hat{j} - 3\hat{k}, then express \vec{\beta} in the form \vec{\beta} = \vec{\beta_1} + \vec{\beta_2}, where \vec{\beta_1} is parallel to \vec{\alpha} and \vec{\beta_2} is perpendicular to \vec{\alpha}.उदाहरण 30परस्पर लंब मात्रक सदिशों \hat{i}, \hat{j}, \hat{k} की दक्षिणावर्ती पद्धति के सापेक्ष यदि \vec{\alpha} = 3\hat{i} - \hat{j}, \vec{\beta} = 2\hat{i} + \hat{j} - 3\hat{k}, तो \vec{\beta} को \vec{\beta} = \vec{\beta_1} + \vec{\beta_2} के रूप में व्यक्त कीजिए, जहाँ \vec{\beta_1}, \vec{\alpha} के समांतर और \vec{\beta_2}, \vec{\alpha} पर लंब है।Example 30Perpendicular unit vectors \hat{i}, \hat{j}, \hat{k} ke right-handed system ke respect mein agar \vec{\alpha} = 3\hat{i} - \hat{j}, \vec{\beta} = 2\hat{i} + \hat{j} - 3\hat{k}, to \vec{\beta} ko \vec{\beta} = \vec{\beta_1} + \vec{\beta_2} ke roop mein likhiye, jahan \vec{\beta_1}, \vec{\alpha} ke parallel aur \vec{\beta_2}, \vec{\alpha} par perpendicular hai.
Solution — step by step (3)हल — चरण दर चरण (3)Hal — step by step (3)
  1. Parallel to \vec{\alpha} means a scalar multiple of it.\vec{\alpha} के समांतर अर्थात् उसका अदिश गुणज।\vec{\alpha} ke parallel yaani uska scalar multiple.
    \vec{\beta_1} = \lambda\vec{\alpha} = 3\lambda\hat{i} - \lambda\hat{j}
  2. The rest of \vec{\beta}.\vec{\beta} का बाकी भाग।\vec{\beta} ka baaki hissa.
    \vec{\beta_2} = \vec{\beta} - \vec{\beta_1} = (2 - 3\lambda)\hat{i} + (1 + \lambda)\hat{j} - 3\hat{k}
  3. Perpendicular → dot product zero.लंब → बिंदु गुणनफल शून्य।Perpendicular → dot product zero.
    \vec{\beta_2} \cdot \vec{\alpha} = 3(2 - 3\lambda) - (1 + \lambda) = 0 \Rightarrow 5 - 10\lambda = 0 \Rightarrow \lambda = \dfrac12

✔ \vec{\beta_1} = \dfrac32\hat{i} - \dfrac12\hat{j} and \vec{\beta_2} = \dfrac12\hat{i} + \dfrac32\hat{j} - 3\hat{k}\vec{\beta_1} = \dfrac32\hat{i} - \dfrac12\hat{j} और \vec{\beta_2} = \dfrac12\hat{i} + \dfrac32\hat{j} - 3\hat{k}\vec{\beta_1} = \dfrac32\hat{i} - \dfrac12\hat{j} aur \vec{\beta_2} = \dfrac12\hat{i} + \dfrac32\hat{j} - 3\hat{k}

🏆 Topper box🏆 टॉपर बॉक्स🏆 Topper boxExample 30 is the projection idea in disguise: \vec{\beta_1} is the projection vector of \vec{\beta} on \vec{\alpha}, \vec{\beta_1} = \dfrac{\vec{\beta} \cdot \vec{\alpha}}{|\vec{\alpha}|^2}\vec{\alpha} = \dfrac{5}{10}\vec{\alpha} — the same λ = ½ in one line.उदाहरण 30 में प्रक्षेप का ही विचार छिपा है: \vec{\beta_1}, \vec{\alpha} पर \vec{\beta} का प्रक्षेप सदिश है, \vec{\beta_1} = \dfrac{\vec{\beta} \cdot \vec{\alpha}}{|\vec{\alpha}|^2}\vec{\alpha} = \dfrac{5}{10}\vec{\alpha} — एक ही पंक्ति में वही λ = ½।Example 30 mein projection ka hi idea chhupa hai: \vec{\beta_1}, \vec{\alpha} par \vec{\beta} ka projection vector hai, \vec{\beta_1} = \dfrac{\vec{\beta} \cdot \vec{\alpha}}{|\vec{\alpha}|^2}\vec{\alpha} = \dfrac{5}{10}\vec{\alpha} — ek hi line mein wahi λ = ½.
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(Miscellaneous Exercise, Q1) Write down a unit vector in XY-plane, making an angle of 30° with the positive direction of x-axis.(विविध प्रश्नावली, प्र. 1) XY-तल में x-अक्ष की धन दिशा से 30° कोण बनाने वाला मात्रक सदिश लिखिए।(Miscellaneous Exercise, Q1) XY-plane mein x-axis ki positive direction se 30° angle banane wala unit vector likhiye.

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\dfrac{\sqrt3}{2}\hat{i} + \dfrac12\hat{j}\dfrac{\sqrt3}{2}\hat{i} + \dfrac12\hat{j}\dfrac{\sqrt3}{2}\hat{i} + \dfrac12\hat{j}

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(Miscellaneous Exercise, Q3) A girl walks 4 km towards west, then she walks 3 km in a direction 30° east of north and stops. Determine the girl's displacement from her initial point of departure.(विविध प्रश्नावली, प्र. 3) एक लड़की पश्चिम की ओर 4 km चलती है, फिर उत्तर से 30° पूर्व की दिशा में 3 km चलकर रुक जाती है। प्रारंभिक बिंदु से उसका विस्थापन ज्ञात कीजिए।(Miscellaneous Exercise, Q3) Ek ladki west ki taraf 4 km chalti hai, phir north se 30° east ki direction mein 3 km chal kar ruk jaati hai. Shuruaati point se uska displacement nikaliye.

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-\dfrac52\hat{i} + \dfrac{3\sqrt3}{2}\hat{j} (taking \hat{i} east, \hat{j} north)-\dfrac52\hat{i} + \dfrac{3\sqrt3}{2}\hat{j} (\hat{i} पूर्व, \hat{j} उत्तर लेकर)-\dfrac52\hat{i} + \dfrac{3\sqrt3}{2}\hat{j} (\hat{i} east, \hat{j} north lekar)

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(Miscellaneous Exercise, Q5) Find the value of x for which x(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k}) is a unit vector.(विविध प्रश्नावली, प्र. 5) x का मान ज्ञात कीजिए जिसके लिए x(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k}) एक मात्रक सदिश है।(Miscellaneous Exercise, Q5) x ki value nikaliye jiske liye x(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k}) ek unit vector hai.

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x = \pm\dfrac{1}{\sqrt3}x = \pm\dfrac{1}{\sqrt3}x = \pm\dfrac{1}{\sqrt3}

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(Miscellaneous Exercise, Q6) Find a vector of magnitude 5 units, parallel to the resultant of \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} - \hat{k} and \vec{b} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}.(विविध प्रश्नावली, प्र. 6) \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} - \hat{k} और \vec{b} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k} के परिणामी के समांतर 5 इकाई परिमाण का सदिश ज्ञात कीजिए।(Miscellaneous Exercise, Q6) \vec{a} = 2\hat{i} + 3\hat{j} - \hat{k} aur \vec{b} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k} ke resultant ke parallel 5 unit magnitude ka vector nikaliye.

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\tfrac{\sqrt{10}}{2}(3\hat{i} + \hat{j})\tfrac{\sqrt{10}}{2}(3\hat{i} + \hat{j})\tfrac{\sqrt{10}}{2}(3\hat{i} + \hat{j})

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(Miscellaneous Exercise, Q7) If \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = 2\hat{i} - \hat{j} + 3\hat{k}, \vec{c} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}, find a unit vector parallel to 2\vec{a} - \vec{b} + 3\vec{c}.(विविध प्रश्नावली, प्र. 7) यदि \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = 2\hat{i} - \hat{j} + 3\hat{k}, \vec{c} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}, तो 2\vec{a} - \vec{b} + 3\vec{c} के समांतर मात्रक सदिश ज्ञात कीजिए।(Miscellaneous Exercise, Q7) Agar \vec{a} = \hat{i} + \hat{j} + \hat{k}, \vec{b} = 2\hat{i} - \hat{j} + 3\hat{k}, \vec{c} = \hat{i} - 2\hat{j} + \hat{k}, to 2\vec{a} - \vec{b} + 3\vec{c} ke parallel unit vector nikaliye.

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\tfrac{1}{\sqrt{22}}(3\hat{i} - 3\hat{j} + 2\hat{k})\tfrac{1}{\sqrt{22}}(3\hat{i} - 3\hat{j} + 2\hat{k})\tfrac{1}{\sqrt{22}}(3\hat{i} - 3\hat{j} + 2\hat{k})

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(Miscellaneous Exercise, Q8) Show that A(1, −2, −8), B(5, 0, −2) and C(11, 3, 7) are collinear, and find the ratio in which B divides AC.(विविध प्रश्नावली, प्र. 8) दिखाइए कि A(1, −2, −8), B(5, 0, −2) और C(11, 3, 7) संरेख हैं और B, AC को किस अनुपात में विभाजित करता है।(Miscellaneous Exercise, Q8) Dikhaiye ki A(1, −2, −8), B(5, 0, −2) aur C(11, 3, 7) collinear hain aur B, AC ko kis ratio mein divide karta hai.

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\overrightarrow{AB} = 4\hat{i} + 2\hat{j} + 6\hat{k}, \overrightarrow{BC} = \tfrac32\overrightarrow{AB}, so collinear; B divides AC in the ratio 2 : 3\overrightarrow{AB} = 4\hat{i} + 2\hat{j} + 6\hat{k}, \overrightarrow{BC} = \tfrac32\overrightarrow{AB}, अतः संरेख; B, AC को 2 : 3 में विभाजित करता है\overrightarrow{AB} = 4\hat{i} + 2\hat{j} + 6\hat{k}, \overrightarrow{BC} = \tfrac32\overrightarrow{AB}, isliye collinear; B, AC ko 2 : 3 mein divide karta hai

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(Miscellaneous Exercise, Q9) Find the position vector of R which divides the join of P and Q with position vectors (2\vec{a} + \vec{b}) and (\vec{a} - 3\vec{b}) externally in the ratio 1 : 2. Also show that P is the mid point of RQ.(विविध प्रश्नावली, प्र. 9) स्थिति सदिशों (2\vec{a} + \vec{b}) और (\vec{a} - 3\vec{b}) वाले P और Q को 1 : 2 में बाह्य विभाजित करने वाले R का स्थिति सदिश ज्ञात कीजिए। यह भी दिखाइए कि P, RQ का मध्य-बिंदु है।(Miscellaneous Exercise, Q9) Position vectors (2\vec{a} + \vec{b}) aur (\vec{a} - 3\vec{b}) wale P aur Q ko 1 : 2 mein externally divide karne wale R ka position vector nikaliye. Yeh bhi dikhaiye ki P, RQ ka midpoint hai.

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\overrightarrow{OR} = 3\vec{a} + 5\vec{b}; \tfrac12[(3\vec{a} + 5\vec{b}) + (\vec{a} - 3\vec{b})] = 2\vec{a} + \vec{b} = \overrightarrow{OP}\overrightarrow{OR} = 3\vec{a} + 5\vec{b}; \tfrac12[(3\vec{a} + 5\vec{b}) + (\vec{a} - 3\vec{b})] = 2\vec{a} + \vec{b} = \overrightarrow{OP}\overrightarrow{OR} = 3\vec{a} + 5\vec{b}; \tfrac12[(3\vec{a} + 5\vec{b}) + (\vec{a} - 3\vec{b})] = 2\vec{a} + \vec{b} = \overrightarrow{OP}

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(Miscellaneous Exercise, Q10) The two adjacent sides of a parallelogram are 2\hat{i} - 4\hat{j} + 5\hat{k} and \hat{i} - 2\hat{j} - 3\hat{k}. Find the unit vector parallel to its diagonal. Also, find its area.(विविध प्रश्नावली, प्र. 10) किसी समांतर चतुर्भुज की दो आसन्न भुजाएँ 2\hat{i} - 4\hat{j} + 5\hat{k} और \hat{i} - 2\hat{j} - 3\hat{k} हैं। इसके विकर्ण के समांतर मात्रक सदिश और इसका क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।(Miscellaneous Exercise, Q10) Kisi parallelogram ki do adjacent sides 2\hat{i} - 4\hat{j} + 5\hat{k} aur \hat{i} - 2\hat{j} - 3\hat{k} hain. Iske diagonal ke parallel unit vector aur iska area nikaliye.

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\dfrac17(3\hat{i} - 6\hat{j} + 2\hat{k}); area 11\sqrt5\dfrac17(3\hat{i} - 6\hat{j} + 2\hat{k}); क्षेत्रफल 11\sqrt5\dfrac17(3\hat{i} - 6\hat{j} + 2\hat{k}); area 11\sqrt5

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(Miscellaneous Exercise, Q12) Let \vec{a} = \hat{i} + 4\hat{j} + 2\hat{k}, \vec{b} = 3\hat{i} - 2\hat{j} + 7\hat{k} and \vec{c} = 2\hat{i} - \hat{j} + 4\hat{k}. Find a vector \vec{d} which is perpendicular to both \vec{a} and \vec{b}, and \vec{c} \cdot \vec{d} = 15.(विविध प्रश्नावली, प्र. 12) मान लीजिए \vec{a} = \hat{i} + 4\hat{j} + 2\hat{k}, \vec{b} = 3\hat{i} - 2\hat{j} + 7\hat{k} और \vec{c} = 2\hat{i} - \hat{j} + 4\hat{k}। ऐसा सदिश \vec{d} ज्ञात कीजिए जो \vec{a} और \vec{b} दोनों पर लंब हो और \vec{c} \cdot \vec{d} = 15।(Miscellaneous Exercise, Q12) Maan lijiye \vec{a} = \hat{i} + 4\hat{j} + 2\hat{k}, \vec{b} = 3\hat{i} - 2\hat{j} + 7\hat{k} aur \vec{c} = 2\hat{i} - \hat{j} + 4\hat{k}. Aisa vector \vec{d} nikaliye jo \vec{a} aur \vec{b} dono par perpendicular ho aur \vec{c} \cdot \vec{d} = 15.

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\vec{d} = \dfrac13(160\hat{i} - 5\hat{j} - 70\hat{k}). (The book's answers page prints +70\hat{k}; that is a sign misprint — with +70, \vec{d} \cdot \vec{a} \ne 0. Check: \vec{a} \times \vec{b} = 32\hat{i} - \hat{j} - 14\hat{k}, \vec{c} \cdot (\vec{a} \times \vec{b}) = 9, \vec{d} = \tfrac{15}{9}(\vec{a} \times \vec{b}).)\vec{d} = \dfrac13(160\hat{i} - 5\hat{j} - 70\hat{k})। (पुस्तक के उत्तर-पृष्ठ पर +70\hat{k} छपा है; यह चिह्न की छपाई-त्रुटि है — +70 से \vec{d} \cdot \vec{a} \ne 0। जाँच: \vec{a} \times \vec{b} = 32\hat{i} - \hat{j} - 14\hat{k}, \vec{c} \cdot (\vec{a} \times \vec{b}) = 9, \vec{d} = \tfrac{15}{9}(\vec{a} \times \vec{b})।)\vec{d} = \dfrac13(160\hat{i} - 5\hat{j} - 70\hat{k}). (Book ke answers page par +70\hat{k} chhapa hai; yeh sign ki printing galti hai — +70 se \vec{d} \cdot \vec{a} \ne 0. Check: \vec{a} \times \vec{b} = 32\hat{i} - \hat{j} - 14\hat{k}, \vec{c} \cdot (\vec{a} \times \vec{b}) = 9, \vec{d} = \tfrac{15}{9}(\vec{a} \times \vec{b}).)

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(Miscellaneous Exercise, Q13) The scalar product of \hat{i} + \hat{j} + \hat{k} with a unit vector along the sum of 2\hat{i} + 4\hat{j} - 5\hat{k} and \lambda\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k} is equal to one. Find λ.(विविध प्रश्नावली, प्र. 13) 2\hat{i} + 4\hat{j} - 5\hat{k} और \lambda\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k} के योगफल के अनुदिश मात्रक सदिश के साथ \hat{i} + \hat{j} + \hat{k} का अदिश गुणनफल 1 है। λ ज्ञात कीजिए।(Miscellaneous Exercise, Q13) 2\hat{i} + 4\hat{j} - 5\hat{k} aur \lambda\hat{i} + 2\hat{j} + 3\hat{k} ke sum ke along unit vector ke saath \hat{i} + \hat{j} + \hat{k} ka scalar product 1 hai. λ nikaliye.

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λ = 1λ = 1λ = 1

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(Miscellaneous Exercise, Q17) Let \vec{a} and \vec{b} be two unit vectors and θ the angle between them. Then \vec{a} + \vec{b} is a unit vector if (A) θ = π/4 (B) θ = π/3 (C) θ = π/2 (D) θ = 2π/3(विविध प्रश्नावली, प्र. 17) मान लीजिए \vec{a} और \vec{b} दो मात्रक सदिश हैं और θ उनके बीच का कोण है। तब \vec{a} + \vec{b} मात्रक सदिश है यदि (A) θ = π/4 (B) θ = π/3 (C) θ = π/2 (D) θ = 2π/3(Miscellaneous Exercise, Q17) Maan lijiye \vec{a} aur \vec{b} do unit vectors hain aur θ unke beech ka angle hai. Tab \vec{a} + \vec{b} unit vector hai agar (A) θ = π/4 (B) θ = π/3 (C) θ = π/2 (D) θ = 2π/3

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(D) θ = 2π/3(D) θ = 2π/3(D) θ = 2π/3

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(Miscellaneous Exercise, Q18) The value of \hat{i} \cdot (\hat{j} \times \hat{k}) + \hat{j} \cdot (\hat{i} \times \hat{k}) + \hat{k} \cdot (\hat{i} \times \hat{j}) is (A) 0 (B) −1 (C) 1 (D) 3(विविध प्रश्नावली, प्र. 18) \hat{i} \cdot (\hat{j} \times \hat{k}) + \hat{j} \cdot (\hat{i} \times \hat{k}) + \hat{k} \cdot (\hat{i} \times \hat{j}) का मान है (A) 0 (B) −1 (C) 1 (D) 3(Miscellaneous Exercise, Q18) \hat{i} \cdot (\hat{j} \times \hat{k}) + \hat{j} \cdot (\hat{i} \times \hat{k}) + \hat{k} \cdot (\hat{i} \times \hat{j}) ki value hai (A) 0 (B) −1 (C) 1 (D) 3

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(C) 1(C) 1(C) 1

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(Miscellaneous Exercise, Q19) If θ is the angle between any two vectors \vec{a} and \vec{b}, then |\vec{a} \cdot \vec{b}| = |\vec{a} \times \vec{b}| when θ is (A) 0 (B) π/4 (C) π/2 (D) π(विविध प्रश्नावली, प्र. 19) यदि θ किन्हीं दो सदिशों \vec{a} और \vec{b} के बीच का कोण है, तो |\vec{a} \cdot \vec{b}| = |\vec{a} \times \vec{b}| जब θ है (A) 0 (B) π/4 (C) π/2 (D) π(Miscellaneous Exercise, Q19) Agar θ kinhi do vectors \vec{a} aur \vec{b} ke beech ka angle hai, to |\vec{a} \cdot \vec{b}| = |\vec{a} \times \vec{b}| jab θ hai (A) 0 (B) π/4 (C) π/2 (D) π

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(B) π/4(B) π/4(B) π/4

Formula sheetसूत्र-पत्रFormula sheet

|\overrightarrow{OP}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2},\quad \vec{r} = x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}
Position vector of P(x, y, z) and its lengthP(x, y, z) का स्थिति सदिश और उसकी लंबाईP(x, y, z) ka position vector aur uski length
l = \cos\alpha = \dfrac{a}{r},\ m = \dfrac{b}{r},\ n = \dfrac{c}{r};\quad l^2 + m^2 + n^2 = 1
Direction cosines from direction ratiosदिक्-अनुपातों से दिक्-कोसाइनDirection ratios se direction cosines
\hat{a} = \dfrac{\vec{a}}{|\vec{a}|}
Unit vector in the direction of aa की दिशा में मात्रक सदिशa ki direction mein unit vector
\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} = \overrightarrow{AC},\quad \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BC} + \overrightarrow{CA} = \vec{0}
Triangle law; sides in order add to zeroत्रिभुज नियम; क्रम में भुजाओं का योग शून्यTriangle law; order mein sides ka sum zero
|\lambda\vec{a}| = |\lambda|\,|\vec{a}|
Multiplying by a scalarअदिश से गुणनScalar se multiplication
\overrightarrow{P_1P_2} = (x_2 - x_1)\hat{i} + (y_2 - y_1)\hat{j} + (z_2 - z_1)\hat{k}
Vector joining two points (end − start)दो बिंदुओं को मिलाने वाला सदिश (अंत − आरंभ)Do points ko jodne wala vector (end − start)
\vec{b} \parallel \vec{a} \iff \vec{b} = \lambda\vec{a} \iff \dfrac{b_1}{a_1} = \dfrac{b_2}{a_2} = \dfrac{b_3}{a_3}
Collinear vectorsसंरेख सदिशCollinear vectors
\vec{r} = \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}\ \text{(internal)},\quad \vec{r} = \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n}\ \text{(external)}
Section formula (R divides PQ in m : n)खंड सूत्र (R, PQ को m : n में विभाजित करता है)Section formula (R, PQ ko m : n mein divide karta hai)
\vec{r} = \dfrac{\vec{a} + \vec{b}}{2}
Mid-pointमध्य-बिंदुMidpoint
\vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\cos\theta = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3
Scalar (dot) productअदिश (बिंदु) गुणनफलScalar (dot) product
\cos\theta = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}|\,|\vec{b}|};\quad \vec{a} \cdot \vec{b} = 0 \iff \vec{a} \perp \vec{b}
Angle between vectors; perpendicular testसदिशों के बीच का कोण; लंब होने की जाँचVectors ke beech ka angle; perpendicular test
\text{Projection of } \vec{a} \text{ on } \vec{b} = \vec{a} \cdot \hat{b} = \dfrac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{b}|}
Projectionप्रक्षेपProjection
\vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}|\,|\vec{b}|\sin\theta\,\hat{n} = \begin{vmatrix} \hat{i} & \hat{j} & \hat{k} \\ a_1 & a_2 & a_3 \\ b_1 & b_2 & b_3 \end{vmatrix}
Vector (cross) productसदिश (वज्र) गुणनफलVector (cross) product
\hat{i} \times \hat{j} = \hat{k},\ \hat{j} \times \hat{k} = \hat{i},\ \hat{k} \times \hat{i} = \hat{j};\quad \vec{b} \times \vec{a} = -\vec{a} \times \vec{b}
Cyclic order; order mattersचक्रीय क्रम; क्रम मायने रखता हैCyclic order; order matter karta hai
\text{Parallelogram} = |\vec{a} \times \vec{b}|,\quad \text{Triangle} = \dfrac12|\vec{a} \times \vec{b}|
Areas from adjacent sidesआसन्न भुजाओं से क्षेत्रफलAdjacent sides se area

Quick revisionत्वरित पुनरावृत्तिQuick revision

Summary (NCERT). Position vector of P(x, y, z): \overrightarrow{OP} = \vec{r} = x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}, magnitude \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}. The scalar components of a vector are its direction ratios and are its projections along the axes. Magnitude r, direction ratios (a, b, c) and direction cosines (l, m, n) are related by l = \frac{a}{r}, m = \frac{b}{r}, n = \frac{c}{r}. The vector sum of the three sides of a triangle taken in order is \vec{0}. The sum of two coinitial vectors is the diagonal of the parallelogram on them.सारांश (NCERT)। P(x, y, z) का स्थिति सदिश: \overrightarrow{OP} = \vec{r} = x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}, परिमाण \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}। किसी सदिश के अदिश घटक उसके दिक्-अनुपात हैं और अक्षों के अनुदिश उसके प्रक्षेप हैं। परिमाण r, दिक्-अनुपात (a, b, c) और दिक्-कोसाइन (l, m, n) में संबंध l = \frac{a}{r}, m = \frac{b}{r}, n = \frac{c}{r}। क्रम में ली गई त्रिभुज की तीनों भुजाओं का सदिश योग \vec{0} है। दो सह-आदिम सदिशों का योग उन पर बने समांतर चतुर्भुज का विकर्ण है।Summary (NCERT). P(x, y, z) ka position vector: \overrightarrow{OP} = \vec{r} = x\hat{i} + y\hat{j} + z\hat{k}, magnitude \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}. Kisi vector ke scalar components uske direction ratios hain aur axes ke along uske projections hain. Magnitude r, direction ratios (a, b, c) aur direction cosines (l, m, n) mein relation l = \frac{a}{r}, m = \frac{b}{r}, n = \frac{c}{r}. Order mein li gayi triangle ki teeno sides ka vector sum \vec{0} hai. Do coinitial vectors ka sum un par bane parallelogram ka diagonal hai.
Multiplying by λ changes the magnitude by the factor |λ| and keeps the direction (λ > 0) or reverses it (λ < 0). \dfrac{1}{|\vec{a}|}\vec{a} is the unit vector along \vec{a}. Section formula: internal \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}, external \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n}.λ से गुणा करने पर परिमाण |λ| गुना होता है और दिशा वही (λ > 0) या उलटी (λ < 0) होती है। \dfrac{1}{|\vec{a}|}\vec{a}, \vec{a} के अनुदिश मात्रक सदिश है। खंड सूत्र: अंतः \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}, बाह्य \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n}।λ se multiply karne par magnitude |λ| guna hota hai aur direction wahi (λ > 0) ya ulti (λ < 0) hoti hai. \dfrac{1}{|\vec{a}|}\vec{a}, \vec{a} ke along unit vector hai. Section formula: internal \dfrac{m\vec{b} + n\vec{a}}{m + n}, external \dfrac{m\vec{b} - n\vec{a}}{m - n}.
Dot product: \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3 (a number); zero ⇔ perpendicular. Cross product: \vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\sin\theta\,\hat{n} (a vector ⊥ both, right-hand rule); zero ⇔ parallel; \vec{b} \times \vec{a} = -\vec{a} \times \vec{b}; parallelogram area |\vec{a} \times \vec{b}|, triangle area \frac12|\vec{a} \times \vec{b}|.बिंदु गुणनफल: \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3 (एक संख्या); शून्य ⇔ लंब। सदिश गुणनफल: \vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\sin\theta\,\hat{n} (दोनों पर लंब सदिश, दाएँ हाथ का नियम); शून्य ⇔ समांतर; \vec{b} \times \vec{a} = -\vec{a} \times \vec{b}; समांतर चतुर्भुज का क्षेत्रफल |\vec{a} \times \vec{b}|, त्रिभुज का \frac12|\vec{a} \times \vec{b}|।Dot product: \vec{a} \cdot \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\cos\theta = a_1b_1 + a_2b_2 + a_3b_3 (ek number); zero ⇔ perpendicular. Cross product: \vec{a} \times \vec{b} = |\vec{a}||\vec{b}|\sin\theta\,\hat{n} (dono par perpendicular vector, right-hand rule); zero ⇔ parallel; \vec{b} \times \vec{a} = -\vec{a} \times \vec{b}; parallelogram area |\vec{a} \times \vec{b}|, triangle area \frac12|\vec{a} \times \vec{b}|.

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