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ठोस के परिच्छेद बनाना: ट्रेस विधि

परिच्छेद वह सपाट आकृति है जो तल से ठोस को काटने पर बनती है। इसे बनाने के लिए एक ही फलक पर पड़े बिंदु जोड़ते हैं; अगर रेखाएँ ठोस के अंदर नहीं मिलतीं तो उन्हें आधार तल तक बढ़ाते हैं। कटने वाले तल और आधार तल की मिलन-रेखा ट्रेस (चिह्न-रेखा) कहलाती है। ट्रेस से परिच्छेद के नए बिंदु मिलते हैं। परिच्छेद की हर फलक पर ज़्यादा से ज़्यादा एक भुजा होती है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. यह घन है, इस पर तीन बिंदु हैं: P, Q और R। एक रेखा में न होने वाले तीन बिंदु एक सपाट तल तय करते हैं। हमें देखना है कि यह तल घन को कहाँ काटता है।
  2. P और Q एक ही फलक पर हैं, इसलिए इन्हें जोड़ सकते हैं। रेखा फलक के किनारे पर S पर निकलती है। S और R दाएँ फलक पर हैं, इसलिए इन्हें भी जोड़ते हैं।
  3. अब दोनों रेखाओं को (बिंदीदार) लंबा करते हैं। वे हरे आधार तल को X और Y पर छूती हैं। ये दो बिंदु दोनों तलों में हैं।
  4. X और Y को जोड़िए। यह सुनहरी रेखा ट्रेस है। यह नीचे के किनारों को दो नए बिंदुओं U और V पर काटती है।
  5. एक फलक पर पड़ने वाले बिंदुओं को जोड़िए। लाल आकृति परिच्छेद है। जिस फलक को तल काटता है, उस पर एक भुजा बनती है।
  6. अब आपकी बारी। बिंदु R को खिसकाइए और ट्रेस व लाल परिच्छेद को बदलते देखिए। हर बार भुजाएँ गिनिए।

टिप: 3D दृश्य को घुमाने के लिए खींचें। ज़ूम के लिए दो उंगलियाँ इस्तेमाल करें।

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

तीन बिंदु ठीक एक तल क्यों तय करते हैं?

एक रेखा में न होने वाले तीन बिंदु स्टूल के तीन पैरों जैसे हैं: तीनों को छूने वाली सपाट सतह केवल एक होती है।

रेखाओं को ठोस के बाहर तक क्यों बढ़ाना पड़ता है?

PQ और SR को आधार तल तक बढ़ाने पर बिंदु X और Y मिलते हैं। इन्हीं दो बिंदुओं से ट्रेस खिंचती है।

ट्रेस सीधी रेखा क्यों होती है?

यह वह जगह है जहाँ दो सपाट तल मिलते हैं। दो सपाट तल हमेशा सीधी रेखा में मिलते हैं।

परिच्छेद की भुजाएँ फलकों से ज़्यादा क्यों नहीं हो सकतीं?

हर फलक परिच्छेद को ज़्यादा से ज़्यादा एक सीधी भुजा देता है। 3D में गिनिए लाल आकृति कितने फलकों को छूती है।

तीनों में से एक बिंदु खिसकाएँ तो क्या परिच्छेद बदलता है?

हाँ। आखिरी चरण में R को खिसकाइए: तल झुकता है, ट्रेस हिलती है और भुजाओं की संख्या बदल सकती है।

परिच्छेद क्या है और इसे कैसे ढूँढ़ते हैं?

जब कोई सपाट तल किसी ठोस को काटता है तो कटा हुआ फलक परिच्छेद (section) कहलाता है। सपाट फलकों वाले ठोस में यह बहुभुज होता है। बहुभुज की हर भुजा वह रेखा है जहाँ तल एक फलक को काटता है। इसलिए तल से हर फलक पर एक भुजा मिलती है, और परिच्छेद की भुजाएँ ठोस के फलकों से ज़्यादा कभी नहीं हो सकतीं। घन के 6 फलक हैं, इसलिए उसके परिच्छेद की ज़्यादा से ज़्यादा 6 भुजाएँ होंगी। चतुष्फलक के 4 फलक हैं, तो ज़्यादा से ज़्यादा 4।

एक रेखा में न होने वाले तीन बिंदु ठीक एक तल तय करते हैं। सवाल में कटने वाला तल अक्सर ऐसे ही दिया जाता है। दूसरे तरीके: एक रेखा और उसके बाहर का बिंदु, या दो प्रतिच्छेदी रेखाएँ।

चित्र आसानी से बनाने के नियम

नियम 1. दो बिंदुओं को तभी जोड़ें जब वे एक ही फलक पर हों। तब बीच का खंड उसी फलक पर रहता है और परिच्छेद का हिस्सा बनता है।

नियम 2. अगर दो फलक समांतर हैं तो कटने वाला तल उन्हें समांतर रेखाओं में काटता है। इसलिए एक फलक पर एक भुजा मिल जाए तो सामने वाले फलक पर उसकी समांतर रेखा खींचिए। घन या डिब्बे में यह सबसे तेज़ चरण होता है।

नियम 3. कटने वाले तल में पड़ी रेखा और किसी फलक-तल में पड़ी रेखा जहाँ मिलती हैं, वह बिंदु दोनों तलों में होता है। इससे नए बिंदु मिलते हैं।

ट्रेस विधि

कटने वाले तल का ट्रेस (चिह्न-रेखा) वह सीधी रेखा है जहाँ वह आधार के तल से मिलता है। चरण:

  1. परिच्छेद के दो बिंदु लीजिए जो एक फलक पर हों। उन्हें जोड़कर रेखा को आधार तल तक बढ़ाइए। यह मिलन-बिंदु ट्रेस पर है।
  2. दूसरे फलक के दो बिंदुओं से यही कीजिए। ट्रेस का दूसरा बिंदु मिलेगा।
  3. दोनों बिंदुओं को जोड़िए। यही ट्रेस रेखा है।
  4. देखिए ट्रेस आधार के किनारों को कहाँ काटती है। ये कटाव परिच्छेद के नए बिंदु हैं।
  5. एक फलक वाले बिंदुओं को घूमते हुए जोड़िए। बहुभुज में रंग भरिए।

यह क्यों काम करता है? दो सपाट तल एक सीधी रेखा में मिलते हैं, और उसे खींचने के लिए दो बिंदु काफ़ी हैं।

आंतरिक प्रक्षेपण विधि

कभी-कभी ज़रूरी रेखाएँ पन्ने से बहुत दूर जाकर मिलती हैं। तब आंतरिक प्रक्षेपण (internal projection) काम आता है। ठोस के अंदर परिच्छेद का एक बिंदु लीजिए। उसे आधार पर प्रक्षेपित कीजिए: प्रिज़्म या डिब्बे में सीधे नीचे (पार्श्व किनारों के समांतर), और पिरामिड में शीर्ष से जाने वाली रेखा के अनुदिश। अब आधार पर एक सपाट चित्र मिल जाता है। दो बिंदुओं से जाने वाली रेखा और उनके दो प्रक्षेपों से जाने वाली रेखा ट्रेस पर मिलती हैं। इस मिलन-बिंदु का उपयोग वैसे कीजिए जैसे ऊपर 3D में X का किया था।

दोनों विधियों में एक ही विचार है: कटने वाले तल और आधार तल का उभयनिष्ठ बिंदु ट्रेस पर होता है।

याद रखने लायक विशेष परिच्छेद

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. 4 cm भुजा वाले घन के एक कोने पर मिलने वाले तीन किनारों के मध्य-बिंदुओं से एक तल गुज़रता है। परिच्छेद और उसका क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

तल 3 फलकों को काटता है, इसलिए परिच्छेद त्रिभुज है। हर भुजा 2 cm भुजा वाले छोटे वर्ग का विकर्ण है, यानी 2√2 cm। त्रिभुज समबाहु है। क्षेत्रफल = (√3/4) × (2√2)² = (√3/4) × 8 = 2√3 ≈ 3.46 cm²।

2. एक तल घन के ऊपर के आगे वाले किनारे और नीचे के पीछे वाले किनारे से गुज़रता है। आकृति का नाम बताइए और 3 cm भुजा के लिए क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।

तल आगे और पीछे के फलकों को इन्हीं दो किनारों पर काटता है, और ऊपर-नीचे के फलकों को समांतर रेखाओं में। यह आयत है। एक भुजा किनारा है, 3 cm; दूसरी फलक का विकर्ण, 3√2 cm। क्षेत्रफल = 3 × 3√2 = 9√2 ≈ 12.73 cm²।

3. घन के सामने वाले फलक पर P और Q हैं और दाएँ फलक पर R है। P और Q से ट्रेस का एक बिंदु कैसे मिलेगा?

P और Q एक फलक पर हैं, इसलिए इन्हें जोड़कर रेखा PQ को आधार तल तक बढ़ाइए, वह X पर मिलती है। X रेखा PQ पर है तो कटने वाले तल में है, और आधार तल में भी है, इसलिए X ट्रेस पर है। S (जहाँ PQ दाएँ किनारे से मिलती है) और R से यही करके दूसरा बिंदु Y पाइए। X और Y को जोड़िए।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. घन के परिच्छेद की अधिकतम कितनी भुजाएँ हो सकती हैं?
2. कटने वाले तल का ट्रेस वह है जहाँ वह किससे मिलता है?
3. दो बिंदुओं को सीधे तब जोड़ सकते हैं जब वे:
4. दो समांतर फलकों को एक तल काटता है। कटने वाली रेखाएँ होती हैं:
5. पिरामिड के आधार के समांतर तल से परिच्छेद होता है:

अभ्यास: खुद जवाब दो

अपना जवाब लिखो या चुनो, फिर जाँचें दबाओ। अटको तो संकेत देखो; जवाब देने के बाद पूरा हल दिखेगा।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

ज्यामिति में ट्रेस विधि क्या है?

यह परिच्छेद बनाने का तरीका है। रेखाओं को आधार तक बढ़ाकर वह सीधी रेखा (ट्रेस) ढूँढ़ते हैं जहाँ कटने वाला तल आधार तल से मिलता है, फिर ट्रेस से परिच्छेद के बाकी बिंदु पाते हैं।

घन के परिच्छेद की कितनी भुजाएँ हो सकती हैं?

3, 4, 5 या 6। तल जिस फलक को काटता है, उस पर एक भुजा बनती है और घन के 6 फलक हैं।

ट्रेस विधि और आंतरिक प्रक्षेपण में क्या अंतर है?

दोनों कटने वाले तल और आधार तल का उभयनिष्ठ बिंदु खोजते हैं। ट्रेस विधि में ठोस की रेखाएँ बढ़ाते हैं; आंतरिक प्रक्षेपण में परिच्छेद के बिंदुओं को आधार पर प्रक्षेपित भी करते हैं और रेखाओं व उनके प्रक्षेपों का मिलन देखते हैं।

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