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ज्यामितीय प्रायिकता: यादृच्छिक बिंदु चुनना

जब किसी आकृति में से एक बिंदु बिल्कुल यादृच्छिक (random) चुना जाए, तो उसके छोटे भाग में गिरने की प्रायिकता = (भाग का माप) ÷ (पूरी आकृति का माप) होती है। माप का मतलब रेखाखंड या चाप के लिए लंबाई और समतल आकृति के लिए क्षेत्रफल है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. यह वर्गाकार बोर्ड है। डार्ट इसकी किसी भी जगह गिर सकता है। सारी जगहें मिलकर पूरा वर्ग हैं।
  2. अब एक नीला वृत्त आया। यह निशाना है। हम चाहते हैं कि डार्ट इसके अंदर गिरे।
  3. हम 10 डार्ट फेंकते हैं। लाल डार्ट निशाने पर लगे, स्लेटी चूक गए। लाल गिनो: हिट ÷ कुल फेंक।
  4. अब 300 डार्ट। लाल का अनुपात एक पक्की संख्या के पास टिक जाता है। यह संख्या है नीला क्षेत्रफल ÷ वर्ग का क्षेत्रफल।
  5. यही बात छड़ पर। छड़ की लंबाई 10 है और हरा भाग 4 का है। डार्ट लगभग 10 में से 4 बार हरे पर लगते हैं।
  6. अब तुम्हारी बारी। त्रिज्या स्लाइडर चलाओ, डार्ट फेंको और हिट की तुलना क्षेत्रफल अनुपात से करो।

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

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

हम बिंदु गिनने के बजाय क्षेत्रफल क्यों लेते हैं?

बोर्ड पर अनगिनत बिंदु हैं। गिन नहीं सकते, इसलिए माप की तुलना करते हैं। 3D में नीला क्षेत्र और पूरा वर्ग देखो।

10 डार्ट से लाल का अनुपात क्षेत्रफल अनुपात के बराबर क्यों नहीं आता?

कम फेंकों में किस्मत का असर ज्यादा होता है। देखो 300 डार्ट पर संख्या कैसे टिकती है।

बहुत ज्यादा डार्ट फेंकने पर क्या होता है?

हिट का अनुपात क्षेत्रफल अनुपात के और पास आता जाता है। इसे बड़ी संख्याओं का नियम कहते हैं।

क्या रेखाखंड का सवाल भी यही विचार है?

हाँ। बस माप बदलता है: क्षेत्रफल की जगह लंबाई। हरा भाग 10 में से 4 है।

निशाना बड़ा कर दूँ तो?

ज्यादा क्षेत्रफल, ज्यादा प्रायिकता। त्रिज्या स्लाइडर चलाओ और दोनों संख्याओं को साथ बढ़ते देखो।

ज्यामितीय प्रायिकता क्या है?

आम प्रायिकता में हम परिणाम गिनते हैं: पासे के 6 फलक। पर कुछ प्रयोगों में परिणाम अनगिनत होते हैं। बोर्ड पर एक बिंदु की अनगिनत जगहें हैं। इन्हें गिना नहीं जा सकता।

इसलिए हम इन्हें नापते हैं। अगर हर जगह बराबर संभावित है, तो

P = अनुकूल भाग का माप ÷ पूरी आकृति का माप

"माप" दोनों के लिए एक ही प्रकार का होना चाहिए: लंबाई या क्षेत्रफल।

समतल आकृति में यादृच्छिक बिंदु (क्षेत्रफल)

64 क्षेत्रफल के वर्ग में एक बिंदु यादृच्छिक चुनो। उसके अंदर 20 क्षेत्रफल का वृत्त है। वृत्त में गिरने की प्रायिकता 20 ÷ 64 = 0.31।

a भुजा के वर्ग में r त्रिज्या का वृत्त हो तो P = πr² ÷ a²। निशाना जितना बड़ा, संभावना उतनी ज्यादा। निशाना पूरी आकृति हो तो P = 1; उसका क्षेत्रफल शून्य हो तो P = 0।

सीमा रेखा पर ठीक एक बिंदु का क्षेत्रफल शून्य होता है, इसलिए उस एक बिंदु पर लगने की प्रायिकता 0 है।

रेखाखंड पर यादृच्छिक बिंदु (लंबाई)

रेखाखंड सीधी रेखा का एक टुकड़ा है। लंबाई 10 के रेखाखंड पर बिंदु चुनो। 4 लंबाई का भाग हरा है। तो P(हरा) = 4 ÷ 10 = 0.4।

समय भी रेखाखंड जैसा है। बस हर 20 मिनट पर आती है। तुम किसी भी क्षण पहुँचो, तो 5 मिनट से कम इंतज़ार की प्रायिकता 5 ÷ 20 = 0.25।

चाप पर यादृच्छिक बिंदु (कोण)

चाप (arc) वृत्त का एक टेढ़ा टुकड़ा है। स्पिनर वृत्त के किनारे पर किसी भी जगह रुकता है। चाप की लंबाई उसके कोण के समानुपाती है। इसलिए P = चाप का कोण ÷ 360°।

90° के त्रिज्यखंड के लिए P = 90 ÷ 360 = 0.25। जो दिया हो, कोण या चाप की लंबाई, वही लो। दोनों को मिलाओ मत।

किसी भी सवाल को हल करने के चरण

  1. पूरी आकृति और अनुकूल भाग बनाओ।
  2. माप चुनो: लंबाई, क्षेत्रफल या कोण।
  3. भाग का माप और पूरे का माप निकालो।
  4. भाग ÷ पूरा करो।
  5. जाँचो कि उत्तर 0 और 1 के बीच है।

सुझाव: कभी वह भाग निकालना आसान होता है जो नहीं चाहिए। तब P = 1 − P(नहीं)।

करके देखो

घर पर 20 सेमी का वर्ग और उसके अंदर 6 सेमी त्रिज्या का वृत्त बनाओ। आँखें बंद करके ऊपर से 30 सूखे दाने गिराओ। वृत्त में दाने गिनो। पहले अनुमान लगाओ: π × 36 ÷ 400 = 0.28। क्या गिनती पास है? 3D में 100 डार्ट फेंको और त्रिज्या स्लाइडर बदलो।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. वर्गाकार बोर्ड की भुजा 10 सेमी है। उसमें 3 सेमी त्रिज्या का वृत्त बना है। डार्ट यादृच्छिक गिरता है। वृत्त पर लगने की प्रायिकता निकालो।

पूरा क्षेत्रफल = 10 × 10 = 100। वृत्त का क्षेत्रफल = π × 3² = 28.3। P = 28.3 ÷ 100 = 0.283।

2. बस हर 20 मिनट पर आती है। तुम किसी भी समय पहुँचते हो। 5 मिनट से कम इंतज़ार की प्रायिकता क्या है?

20 मिनट को रेखाखंड समझो। अनुकूल भाग = 5 मिनट। P = 5 ÷ 20 = 0.25।

3. स्पिनर में लाल त्रिज्यखंड 90° का है। लाल पर रुकने की प्रायिकता निकालो।

P = 90 ÷ 360 = 1/4 = 0.25।

4. 3 × 4 के आयत में एक बिंदु यादृच्छिक चुना गया। उसके विकर्ण से कटे निचले त्रिभुज में होने की प्रायिकता क्या है?

आयत का क्षेत्रफल = 12। त्रिभुज उसका आधा = 6। P = 6 ÷ 12 = 0.5।

5. 10 भुजा के वर्ग में यादृच्छिक बिंदु हर भुजा से 2 इकाई से ज्यादा दूर होने की प्रायिकता क्या है?

ऐसे बिंदु भीतरी वर्ग बनाते हैं, भुजा 10 − 4 = 6। क्षेत्रफल 36। P = 36 ÷ 100 = 0.36।

6. निशाना 5 त्रिज्या का वृत्त है। लाल छल्ला त्रिज्या 3 से 5 के बीच है। P(लाल छल्ला) निकालो।

छल्ले का क्षेत्रफल = π(25 − 9) = 16π। पूरा = 25π। P = 16 ÷ 25 = 0.64।

7. दो दोस्त एक घंटे में किसी भी समय पहुँचते हैं और 15 मिनट इंतज़ार करते हैं। मिलने की प्रायिकता क्या है?

60 × 60 का वर्ग बनाओ (पहुँचने के समय)। वे मिलते हैं अगर समय का अंतर 15 से ज्यादा न हो। "न मिलने" का भाग 45 भुजा वाले दो त्रिभुज हैं: कुल 45 × 45 = 2025। पूरा = 3600। P(न मिलें) = 0.5625, इसलिए P(मिलें) = 0.4375।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. आकृति के भाग A में यादृच्छिक बिंदु के गिरने की प्रायिकता है:
2. 10 लंबाई के रेखाखंड पर बिंदु चुना गया। एक भाग की लंबाई 2 है। P =
3. 180° के त्रिज्यखंड की प्रायिकता है:
4. बोर्ड के ठीक एक बिंदु पर लगने की प्रायिकता क्या है?
5. अगर भाग ही पूरी आकृति हो, तो P =

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

ज्यामितीय प्रायिकता आसान शब्दों में क्या है?

यह उस संभावना का माप है कि यादृच्छिक चुना बिंदु आकृति के किसी चुने भाग में गिरे। भाग के माप को पूरे के माप से भाग देकर निकालते हैं।

परिणाम गिन क्यों नहीं सकते?

आकृति में अनगिनत बिंदु होते हैं, गिनने को कुछ नहीं बचता। इसलिए लंबाई, क्षेत्रफल या कोण लेते हैं।

क्या निशाने की जगह से उत्तर बदलता है?

नहीं। अगर हर बिंदु बराबर संभावित है, तो केवल निशाने का माप मायने रखता है, जगह नहीं, बशर्ते वह आकृति के अंदर हो।

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