Another Explanation (5): সমাধান
প্রশ্নে দেওয়া রেখাঃ
\[ x + y - 2 = 0 \]
উপস্থিত বিকল্পসমূহ:
- সমান্তরাল রেখা 2x + 3y + 3 = 0
- মূলবিন্দু হতে লম্ব রেখার দূরত্ব \(\sqrt{2}\) একক
- মধ্যবর্তী খণ্ডিতাংশ দ্বারা অক্ষদ্বয়ের সাথে উৎপন্ন ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল 2 বর্গ একক
প্রথমে, রেখাটির ধ্রুবক ধরণ ও মূলবিন্দু নির্ণয় করিঃ
প্রদত্ত রেখাঃ
\[ x + y - 2 = 0 \]
**মূলবিন্দু (x₀, y₀):**
প্রতিটি রেখার ধ্রুবক ধরণে, মূলবিন্দু হলো যে বিন্দু দিয়ে রেখাটির থেকে দূরত্ব নির্ণয় করা যায়। মূলবিন্দু থেকে রেখার দূরত্ব হলো:
\[
d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
\]
এখানে, \(a=1, b=1, c=-2\).
---
উপযুক্ত মূলবিন্দু নির্ণয়:
কোনো বিন্দু \((x_0, y_0)\) এর জন্য, রেখার থেকে দূরত্ব \(d\) নির্ণয় করি। তবে, মূলবিন্দু খুঁজতে চাই, যেখানে রেখাটির সাথে নির্দিষ্ট দূরত্ব বা অন্য তথ্য প্রয়োগ করা হবে।
---
বিকল্প (i): সমান্তরাল রেখা 2x + 3y + 3 = 0
দেখা যাক, এই রেখার ধ্রুবক ধরণ ও মূল রেখার ধ্রুবক ধরণ তুলনা করি। রেখা:
\[ x + y - 2 = 0 \]
অন্য রেখা:
\[ 2x + 3y + 3 = 0 \]
দুটি রেখার আপেক্ষিক ধ্রুবক ধরণ:
- প্রথম রেখা: \(a=1, b=1\)
- দ্বিতীয় রেখা: \(a=2, b=3\)
দুটি রেখার সমান্তরাল হলে, তাদের ধ্রুবক ধরণ সমান বা অনুপাতের সমান হওয়া উচিত:
\[
\frac{1}{2} \neq \frac{1}{3}
\]
অর্থাৎ, এই দুই রেখা সমান্তরাল নয়। সুতরাং, বিকল্প (i) ভুল।
---
বিকল্প (ii): মূলবিন্দু হতে লম্ব রেখার দূরত্ব \(\sqrt{2}\) একক
ধরি, মূলবিন্দু \(P(x_0, y_0)\) হয়, তখন রেখার থেকে দূরত্ব:
\[
d = \frac{|ax_0 + by_0 + c|}{\sqrt{a^2 + b^2}}
\]
প্রশ্নে দেওয়া রেখা:
\[ x + y - 2 = 0 \]
অর্থাৎ, \(a=1, b=1, c=-2\).
প্রতিটি বিন্দুর জন্য, দূরত্ব:
\[
d = \frac{|x_0 + y_0 - 2|}{\sqrt{1^2 + 1^2}} = \frac{|x_0 + y_0 - 2|}{\sqrt{2}}
\]
প্রশ্নে বলা হয়েছে, মূলবিন্দু থেকে এই রেখার লম্ব রেখার দূরত্ব \(\sqrt{2}\) একক। তাহলে:
\[
\frac{|x_0 + y_0 - 2|}{\sqrt{2}} = \sqrt{2}
\Rightarrow |x_0 + y_0 - 2| = 2
\]
অর্থাৎ,
\[
x_0 + y_0 - 2 = \pm 2
\]
দুটি সমাধান:
1. \(x_0 + y_0 = 4\)
2. \(x_0 + y_0 = 0\)
অতএব, মূলবিন্দু যে কোনও বিন্দু এই দুটি সমীকরণের উপর থাকতে পারে। এই তথ্য আমরা গ্রহণ করছি, তাই বিকল্প (ii) সত্য।
---
বিকল্প (iii): মধ্যবর্তী খণ্ডিতাংশ দ্বারা অক্ষদ্বয়ের সাথে উৎপন্ন ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল 2 বর্গ একক
এখানে বোঝানো হয়েছে, মূল রেখা \(x + y - 2 = 0\) এর উপর দুটি বিন্দু নিয়ে তার মধ্যবর্তী বিন্দু দিয়ে অক্ষদ্বয় (অক্ষের সাথে) উৎপন্ন ট্রাইঅ্যাঙ্গেলটির ক্ষেত্রফল 2 বর্গ একক।
ধরি, দুই বিন্দু:
\[
A(x_1, y_1), \quad B(x_2, y_2)
\]
এই দুই বিন্দুর মধ্যবর্তী বিন্দু \(M\):
\[
M = \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2} \right)
\]
অক্ষদ্বয়ের সাথে উৎপন্ন ট্রাইঅ্যাঙ্গেল:
- ধরা হোক, অক্ষ হলো \(x\)-অক্ষ বা \(y\)-অক্ষ। তবে সাধারণত, অক্ষের সাথে উৎপন্ন ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল নির্ণয় করতে হবে।
প্রশ্নের তথ্য অনুযায়ী, মধ্যবর্তী বিন্দু দিয়ে অক্ষের সাথে ট্রাইঅ্যাঙ্গেল তৈরি হয়, যার ক্ষেত্রফল 2।
এখন, এই ক্ষেত্রফল নির্ণয় করি:
ধরি, বিন্দুগুলোর সমীকরণ:
\[
A(x_1, y_1), \quad B(x_2, y_2)
\]
মধ্যে বিন্দু:
\[
M = \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2} \right)
\]
এবং, এই মধ্যবর্তী বিন্দু থেকে অক্ষের দূরত্ব যথাক্রমে:
- যদি অক্ষ হলো \(x\)-অক্ষ, তাহলে দূরত্ব:
\[
|y_M| = \left| \frac{y_1 + y_2}{2} \right|
\]
- যদি অক্ষ হলো \(y\)-অক্ষ, তাহলে দূরত্ব:
\[
|x_M| = \left| \frac{x_1 + x_2}{2} \right|
\]
ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল:
\[
\text{Area} = \frac{1}{2} \times \text{অক্ষের দূরত্ব} \times \text{অক্ষের জন্য ভিত্তি}
\]
অর্থাৎ, ধরা যাক, অক্ষ হলো \(x\)-অক্ষ। তাহলে ক্ষেত্রফল:
\[
\frac{1}{2} \times |y_M| \times \text{বেড়া} = 2
\]
অর্থাৎ,
\[
|y_M| \times \text{বেড়া} = 4
\]
এখানে, বিন্দুগুলো \(x_1, y_1\) এবং \(x_2, y_2\) রেখার উপর, অর্থাৎ:
\[
x_1 + y_1 - 2 = 0 \quad \text{অথবা} \quad x_2 + y_2 - 2= 0
\]
তাহলে,
\[
y_1 = 2 - x_1, \quad y_2 = 2 - x_2
\]
মধ্যে বিন্দু:
\[
y_M = \frac{(2 - x_1) + (2 - x_2)}{2} = \frac{4 - (x_1 + x_2)}{2}
\]
বেড়া:
\[
|y_M| = \left| \frac{4 - (x_1 + x_2)}{2} \right|
\]
বিন্দু দুটির \(x\)-মান নিয়ে, \(x_1\) ও \(x_2\), সেই অনুযায়ী ক্ষেত্রফল:
\[
\frac{1}{2} \times \left| \frac{4 - (x_1 + x_2)}{2} \right| \times |x_1 - x_2| = 2
\]
এখানে, \(x_1, x_2\) যেকোনো হতে পারে, তবে মূলত, এই সমীকরণ থেকে দেখা যায় যে, এই শর্ত পূরণ হলে ক্ষেত্রফল 2 হবে।
অতএব, এই শর্ত সম্ভব এবং সত্য।
---
সারসংক্ষেপঃ
- (i) ভুল, কারণ রেখাগুলো সমান্তরাল নয়।
- (ii) সত্য, কারণ দূরত্বের মান অনুযায়ী মূলবিন্দু নির্ণয় সম্ভব।
- (iii) সম্ভব এবং সত্য, কারণ মধ্যবর্তী বিন্দু ও অক্ষের সাথে উৎপন্ন ত্রিভুজের ক্ষেত্রফল 2 হতে পারে।
অতএব, সঠিক উত্তর:
ii ও iii