x2 + y2 - 4x - 6y - 7 = 0 বৃত্তের (-2, 1) বিন্দুতে স্পর্শকের সমীকরণ—
সঠিক উত্তরঃ
D.
2x + y + 3 = 0
Another Explanation (5): প্রথমে, বৃত্তের সমীকরণটি পূর্ণাঙ্গ রূপে রূপান্তর করি:
\[
x^2 + y^2 - 4x - 6y - 7 = 0
\]
প্রথমে, বিন্দুসমূহের জন্য সম্পূরক সম্পাদনা করি:
\[
x^2 - 4x + y^2 - 6y = 7
\]
এখন, পৃথক করে \(x\) ও \(y\)-এর জন্য সম্পূরক যোগ করি:
\[
x^2 - 4x + 4 + y^2 - 6y + 9 = 7 + 4 + 9
\]
\[
(x - 2)^2 + (y - 3)^2 = 20
\]
অর্থাৎ, এই বৃত্তের কেন্দ্র \(C(2, 3)\) এবং রেডিয়াস \(r = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}\)।
বৃত্তের কেন্দ্র \(C(2, 3)\) এবং স্পর্শক বিন্দু \(P(-2, 1)\) এর মধ্যে দূরত্ব নির্ণয় করি:
\[
d = \sqrt{(-2 - 2)^2 + (1 - 3)^2} = \sqrt{(-4)^2 + (-2)^2} = \sqrt{16 + 4} = \sqrt{20} = 2\sqrt{5}
\]
যেহেতু, স্পর্শক সরলরেখা থেকে কেন্দ্রের দূরত্ব \(d\) সমান রেডিয়াস \(r\), তাই স্পর্শক রেখার সমীকরণটি কেন্দ্রের থেকে নির্ণয় করব।
স্পর্শক রেখার সমীকরণ:
\[
\text{Line passing through } P(-2, 1) \text{ and } C(2, 3)
\]
প্রথমে, রেখার ধ্রুবক স্লোপ (slope):
\[
m = \frac{3 - 1}{2 - (-2)} = \frac{2}{4} = \frac{1}{2}
\]
তাই, রেখার সমীকরণ:
\[
y - 1 = \frac{1}{2}(x + 2)
\]
এখানে, সরলরেখার সমীকরণ:
\[
y - 1 = \frac{1}{2}x + 1
\]
\[
y = \frac{1}{2}x + 2
\]
এখন, স্পর্শকের সমীকরণ একটি সরলরেখার সমীকরণ যে, \(2x + y + c = 0\) এরূপ আকারে থাকবেঃ
প্রতিপাদ্য হিসেবে, স্পর্শক রেখার সমীকরণ:
\[
2x + y + c = 0
\]
পরে, এই রেখা কেন্দ্র থেকে দূরত্ব:
\[
d = \frac{|2 \times 2 + 3 + c|}{\sqrt{2^2 + 1^2}} = \frac{|4 + 3 + c|}{\sqrt{5}} = \frac{|7 + c|}{\sqrt{5}}
\]
এই দূরত্বটি রেডিয়াসের সমান, অর্থাৎ:
\[
\frac{|7 + c|}{\sqrt{5}} = 2\sqrt{5}
\]
\[
|7 + c| = 2\sqrt{5} \times \sqrt{5} = 2 \times 5 = 10
\]
অর্থাৎ,
\[
7 + c = \pm 10
\]
দুটি সমাধান:
1. \(7 + c = 10 \Rightarrow c = 3\)
2. \(7 + c = -10 \Rightarrow c = -17\)
কিন্তু, স্পর্শক বিন্দু \(P(-2, 1)\) দিয়ে এই রেখার সমীকরণ পরীক্ষা করলে, আমরা দেখতে পারব কোনটি সঠিক।
স্পর্শক সমীকরণ \(2x + y + c = 0\) এ \(P(-2, 1)\) বসিয়ে:
\[
2(-2) + 1 + c = 0
\]
\[
-4 + 1 + c = 0
\]
\[
c = 3
\]
অতএব, সঠিক সমাধান \(c = 3\)।
অর্থাৎ, স্পর্শকের সমীকরণ:
\[
2x + y + 3 = 0
\]
**উত্তর: \(\boxed{2x + y + 3 = 0}\)**