x + y = 4 রেখাটি x2 + y2 - 12x - 8y + 34 = 0 বৃত্তকে স্পর্শ করে। স্পর্শ বিন্দুর স্থানাঙ্ক কোনটি?
সঠিক উত্তরঃ
B.
(3, 1)
Another Explanation (5): প্রশ্ন: \(x + y = 4\) রেখাটি \(x^2 + y^2 - 12x - 8y + 34 = 0\) বৃত্তকে স্পর্শ করে। স্পর্শ বিন্দুর স্থানাঙ্ক কোনটি?
উত্তর: \((3, 1)\)
সমাধান:
প্রথমে, বৃত্তের সমীকরণটি সাধারণ রূপে লিখি:
\[
x^2 + y^2 - 12x - 8y + 34 = 0
\]
বৃত্তের কেন্দ্র ও অর্ধেক ব্যাসার্ধের মান নির্ণয় করি:
সম্পূর্ণ করে দেওয়া:
\[
x^2 - 12x + y^2 - 8y = -34
\]
সম্পূর্ণ করে:
\[
x^2 - 12x + 36 + y^2 - 8y + 16 = -34 + 36 + 16
\]
\[
(x - 6)^2 + (y - 4)^2 = 18
\]
অতএব, বৃত্তের কেন্দ্র \(C: (6, 4)\) এবং its ব্যাসার্ধ \(r = \sqrt{18} = 3\sqrt{2}\)।
পরবর্তী, রেখাটির সমীকরণ:
\[
x + y = 4
\]
এটি \(y = 4 - x\) রূপে লেখা যায়।
রেখাটির রেখার সমীকরণে \(ax + by + c = 0\) রূপে:
\[
x + y - 4 = 0
\]
প্রথমত, এই রেখা ও বৃত্তের মধ্যে স্পর্শের জন্য, তাদের দূরত্ব সমান হবে ব্যাসার্ধের:
\[
\text{Distance} = \frac{|a x_0 + b y_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
\]
যেখানে, \((x_0, y_0)\) হবে স্পর্শ বিন্দুর স্থানাঙ্ক, \(a=1\), \(b=1\), \(c=-4\)।
সুতরাং,
\[
\frac{|1 \cdot x_0 + 1 \cdot y_0 - 4|}{\sqrt{1^2 + 1^2}} = r = 3\sqrt{2}
\]
চলুন, \(x_0, y_0\) কে রেখার সমীকরণে রাখি:
\[
y_0 = 4 - x_0
\]
অতএব,
\[
\frac{|x_0 + (4 - x_0) - 4|}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2}
\]
\[
\frac{|4 - 4|}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2}
\]
\[
\frac{0}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2}
\]
এটি সম্ভব নয়, কারণ এখানে শূন্যের সমান হয় না। তবে, স্পর্শ বিন্দুর জন্য, রেখার ও বৃত্তের কেন্দ্রের দূরত্ব অবশ্যই ব্যাসার্ধের সমান হবে।
দূরত্ব নির্ণয় করি:
\[
d = \frac{|a x_0 + b y_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
\]
এবং,
\[
d = r
\]
এবং, কেন্দ্র \((6, 4)\)।
অর্থাৎ,
\[
\frac{|1 \cdot 6 + 1 \cdot 4 - 4|}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2}
\]
\[
\frac{|6 + 4 - 4|}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2}
\]
\[
\frac{|6|}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2}
\]
\[
\frac{6}{\sqrt{2}} = 3\sqrt{2}
\]
\[
6 \times \frac{\sqrt{2}}{2} = 3\sqrt{2}
\]
\[
3 \sqrt{2} = 3 \sqrt{2}
\]
এখানে, কেন্দ্রের থেকে রেখার দূরত্ব সমান ব্যাসার্ধের, অর্থাৎ, রেখাটি বৃত্তকে স্পর্শ করে। ফলে, রেখার সঙ্গে বৃত্তের স্পর্শ বিন্দুর স্থানাঙ্ক \( (x_0, y_0) \) সেই বিন্দু, যেখানে রেখা ও বৃত্তের মধ্যে দূরত্ব সমান এবং রেখা বৃত্তের স্পর্শ বিন্দুতে যায়।
অতএব, রেখার সমীকরণ:
\[
x + y = 4
\]
এবং, এই রেখার সাথে বৃত্তের স্পর্শ বিন্দু হবে সেই বিন্দু, যেখানে রেখার সমীকরণ ও বৃত্তের সমীকরণের একসাথে সমাধান।
প্রতিস্থাপিত করি \( y = 4 - x \) বৃত্তের সমীকরণে:
\[
(x - 6)^2 + (y - 4)^2 = 18
\]
প্রতিস্থাপন করি:
\[
(x - 6)^2 + ( (4 - x) - 4)^2 = 18
\]
\[
(x - 6)^2 + (-x)^2 = 18
\]
\[
(x - 6)^2 + x^2 = 18
\]
বিস্তৃত করি:
\[
x^2 - 12x + 36 + x^2 = 18
\]
\[
2x^2 - 12x + 36 = 18
\]
\[
2x^2 - 12x + 18 = 0
\]
\[
x^2 - 6x + 9 = 0
\]
সমাধান করি:
\[
(x - 3)^2 = 0
\]
\[
x = 3
\]
অতএব, \( y = 4 - x = 4 - 3 = 1 \)
সুতরাং, স্পর্শ বিন্দুর স্থানাঙ্ক:
\[
\boxed{(3, 1)}
\]
**উত্তর:** \(\boxed{(3, 1)}\)