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√2, √3 और √5 अपरिमेय हैं: उपपत्ति

परिमेय संख्या को p/q (q ≠ 0) लिख सकते हैं। अपरिमेय को नहीं; उसका दशमलव न खत्म होता है, न दोहराता है। √2 को अपरिमेय सिद्ध करने के लिए मानते हैं कि √2 = p/q (सबसे सरल रूप), तब p² = 2q², फिर p और q दोनों सम निकलते हैं — विरोधाभास। मुख्य तथ्य: अभाज्य संख्या p² को बाँटे तो p को भी बाँटती है।

🎬 कदम-दर-कदम कहानी

  1. इस हरे वर्ग का क्षेत्रफल 2 है। इसकी भुजा √2 = 1.41421356… अंक कभी रुकते नहीं, कभी दोहराते नहीं।
  2. मान लो √2 = p/q, और p, q में कोई साझा गुणनखंड नहीं। वर्ग करने पर p² = 2q². नीले ब्लॉक p², नारंगी q² की दो परतें। 7 और 5 पर 49 और 50: पास, पर बराबर नहीं।
  3. p² = 2q² है, तो p² सम है। विषम × विषम = विषम, इसलिए p सम होना चाहिए। p = 2c लिखो।
  4. p = 2c रखो: 4c² = 2q², यानी q² = 2c². अब q भी सम है! दोनों में 2 साझा है, जबकि हमने कहा था कोई साझा गुणनखंड नहीं। विरोधाभास! इसलिए √2 = p/q नहीं हो सकता।
  5. यही चरण √3 और √5 पर भी चलते हैं, क्योंकि 3 और 5 अभाज्य हैं: अभाज्य p² को बाँटे तो p को भी बाँटता है।
  6. खुद खेलो: p और q बदलो। p² को 2q² के बराबर बनाने की कोशिश करो। कभी नहीं बनेगा!

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

🤔 आम शंकाएँ और उनके जवाब

सारे अंक देखे बिना कैसे पता कि दोहराते नहीं?

हम अंक नहीं जाँचते। उपपत्ति दिखाती है कि कोई भिन्न p/q, √2 के बराबर नहीं हो सकती, और हर दोहराता दशमलव भिन्न होता है।

a और b को सह-अभाज्य क्यों मानते हैं?

हर भिन्न को सबसे सरल रूप में ला सकते हैं। सबसे सरल रूप ही न चले, तो कोई रूप नहीं चलेगा।

"2, a² को बाँटे" का मतलब "2, a को बाँटे" क्यों?

विषम संख्या का वर्ग विषम होता है। a² सम है तो a विषम नहीं हो सकता। चरण 3 के बैंगनी ब्लॉक जोड़ों में बँटते दिखते हैं।

विरोधाभास ठीक कहाँ है?

a और b दोनों सम निकलते हैं, यानी 2 साझा है, जबकि शुरू में कोई साझा गुणनखंड नहीं था।

क्या 7/5 या 17/12, √2 हो सकते हैं?

नहीं। 49 ≠ 50 और 289 ≠ 288. खेल वाले चरण में आज़माओ।

परिमेय और अपरिमेय संख्याएँ

परिमेय संख्या को p/q लिख सकते हैं, जहाँ p, q पूर्णांक हैं और q ≠ 0, जैसे 3/4, −5, 0.25. इसका दशमलव या तो खत्म होता है या दोहराता है (1/3 = 0.333…)।

अपरिमेय संख्या को p/q नहीं लिख सकते। इसका दशमलव बिना दोहराए चलता रहता है: √2, √3, √5, π. परिमेय और अपरिमेय मिलकर वास्तविक संख्याएँ बनाते हैं।

मुख्य तथ्य (जिसका हम उपयोग करेंगे)

मान लो p अभाज्य है। यदि p, a² को विभाजित करता है, तो p, a को भी विभाजित करता है। कारण: आधारभूत प्रमेय से a² के अभाज्य वही हैं जो a के, बस दो-दो बार। तो जो अभाज्य a² में है, वह a में पहले से था।

√2 अपरिमेय है: उपपत्ति

यह विरोधाभास द्वारा उपपत्ति है: उल्टा मानकर दिखाते हैं कि कुछ असंभव हो जाता है।

  1. मानो √2 परिमेय है: √2 = a/b, जहाँ a, b सह-अभाज्य पूर्णांक हैं, b ≠ 0.
  2. वर्ग करो: a² = 2b². अतः 2, a² को बाँटता है, इसलिए 2, a को बाँटता है।
  3. a = 2c लिखो। 4c² = 2b², यानी b² = 2c². अतः 2, b को भी बाँटता है।
  4. अब 2 दोनों a और b को बाँटता है, पर वे सह-अभाज्य थे। विरोधाभास।
  5. इसलिए हमारी मान्यता गलत थी: √2 अपरिमेय है।

√3 और √5 अपरिमेय हैं: उपपत्ति

वही चरण, 2 की जगह 3 (या 5)। मानो √3 = a/b (सह-अभाज्य)। तब a² = 3b², तो 3, a को बाँटता है। a = 3c रखो: 9c² = 3b², यानी b² = 3c², तो 3, b को भी बाँटता है। विरोधाभास। √5 के लिए हर जगह 5 रखो।

यह इसलिए चलता है क्योंकि 2, 3, 5 अभाज्य हैं। √4 = 2 पर यह उपपत्ति नहीं चलती, जो सही है।

3 + 2√5 जैसी संख्याएँ अपरिमेय हैं

मानो 3 + 2√5 = r, एक परिमेय संख्या। तब √5 = (r − 3)/2. दाईं ओर परिमेय है। तो √5 परिमेय होता, जो गलत है। अतः 3 + 2√5 अपरिमेय है।

नियम: परिमेय + अपरिमेय = अपरिमेय; शून्येतर परिमेय × अपरिमेय = अपरिमेय. पर अपरिमेय + अपरिमेय परिमेय हो सकता है: √2 + (−√2) = 0.

करके देखो: प्रयोग

1 cm × 1 cm का वर्ग बनाओ और उसका विकर्ण ध्यान से नापो (लगभग 1.41 cm)। अब 3D के खेल वाले चरण में ऐसे p और q ढूँढो कि p² = 2q². अपने सबसे पास वाले जवाब लिखो (जैसे 7/5, 17/12)। पास आते हैं, बराबर कभी नहीं। यही उपपत्ति आँखों से दिखती है।

बोर्ड परीक्षा के लिए

लगभग हर साल 3 अंक का प्रश्न: √2, √3 या √5 को अपरिमेय सिद्ध करो, या 5 − 2√3, 1/√2 जैसी संख्या। हर पंक्ति लिखो: सह-अभाज्य a, b की मान्यता, वर्ग करना, "अभाज्य a² को बाँटे तो a को बाँटे" वाला चरण, और साफ विरोधाभास वाला वाक्य।

मुख्य सूत्र और परिभाषाएँ

हल किए गए उदाहरण

1. 0.101001000100001… परिमेय है या अपरिमेय?

शून्यों की गिनती बढ़ती जाती है, कोई तय खंड दोहराता नहीं, और दशमलव खत्म भी नहीं होता। अतः अपरिमेय।

2. सिद्ध करो कि √5 अपरिमेय है।

मानो √5 = a/b, a, b सह-अभाज्य। a² = 5b² ⇒ 5 | a. a = 5c रखो: 25c² = 5b² ⇒ b² = 5c² ⇒ 5 | b. दोनों में 5 साझा, विरोधाभास। अतः √5 अपरिमेय है।

3. सिद्ध करो कि 3 + 2√5 अपरिमेय है।

मानो 3 + 2√5 = r (परिमेय)। तब √5 = (r − 3)/2 परिमेय हुआ। पर √5 अपरिमेय है। विरोधाभास, अतः 3 + 2√5 अपरिमेय है।

4. सिद्ध करो कि 1/√2 अपरिमेय है।

मानो 1/√2 = r (परिमेय, r ≠ 0)। तब √2 = 1/r परिमेय हुआ। विरोधाभास। अतः 1/√2 अपरिमेय है।

5. सिद्ध करो कि 7√3 अपरिमेय है।

मानो 7√3 = r. तब √3 = r/7 परिमेय हुआ, जो गलत है। अतः 7√3 अपरिमेय है।

6. सिद्ध करो कि √2 + √3 अपरिमेय है।

मानो √2 + √3 = r. तब √3 = r − √2. वर्ग करो: 3 = r² − 2r√2 + 2, तो √2 = (r² − 1)/(2r) परिमेय हुआ। विरोधाभास। अतः √2 + √3 अपरिमेय है।

आम गलतियाँ

अभ्यास क्विज़

1. कौन-सी संख्या अपरिमेय है?
2. √2 की उपपत्ति में a² = ?
3. यदि 3, a² को बाँटता है, तो 3 बाँटता है:
4. √2 की उपपत्ति किस विधि से है?
5. 2 + √3 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

√2 अपरिमेय है, कैसे सिद्ध करें?

मानो √2 = a/b सबसे सरल रूप में, वर्ग करके a² = 2b² पाओ, दिखाओ कि a और b दोनों सम हैं — यह सबसे सरल रूप के विरुद्ध है।

π अपरिमेय है पर 22/7 परिमेय क्यों?

22/7 सिर्फ π का लगभग मान है। π को भिन्न में नहीं लिख सकते; 22/7 = 3.142857… दोहराता है।

क्या दो अपरिमेय संख्याओं का योग हमेशा अपरिमेय होता है?

नहीं। √2 + (−√2) = 0 परिमेय है।

यह कहाँ पढ़ाया जाता है

सीबीएसई (भारत)कक्षा 10संख्या पद्धति
सीबीएसई (भारत)कक्षा 10संख्या पद्धति

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