ज्यामिति

समरूपता और विस्तारण (Similarity & Dilations)

दो आकृतियाँ समरूप (similar) होती हैं यदि उनका आकार एक जैसा हो लेकिन ज़रूरी नहीं कि माप भी एक जैसा हो। विस्तारण (dilation) वह रूपान्तरण है जो समरूप आकृतियाँ बनाता है — यह सभी कोण बरकरार रखते हुए हर चीज़ को एक स्थिर गुणक से बड़ा या छोटा करता है।

फलन का मापन (Scaling a Function)

विस्तारण को समझने का सबसे सरल तरीका एक फलन का मापन करना है। नीचे, मूल परवलय y = x² को गुणक k से मापित संस्करण के साथ दिखाया गया है।

मापन गुणक (k)1
0.23
Original: y=x2Dilated: y=x2/1\text{Original: } y = x^2 \qquad \text{Dilated: } y = x^2 / 1
-10-8-6-4-224681024681012मूल: y = x²y = x²/k (विस्तारित)
यह आज़माएं

यह आज़माएं: k = 1 सेट करें और वक्र पूरी तरह एक-दूसरे पर आ जाएँगे। k बढ़ाएँ तो लाल वक्र संकरा और ऊँचा हो जाता है। k घटाएँ तो यह चौड़ा और छोटा हो जाता है। आकार का स्वभाव बरकरार रहता है — यह अभी भी एक परवलय है — लेकिन माप बदल जाता है।

ग्राफ़ पर समरूप त्रिभुज

दो त्रिभुज समरूप होते हैं यदि उनके संगत कोण बराबर हों (AA समरूपता)। इसे रेखाओं से दिखा सकते हैं: मूल त्रिभुज मूल बिन्दु से गुज़रने वाली रेखाओं से बनता है, और विस्तारित त्रिभुज गुणक k से मापित होता है।

मापन गुणक1.5
0.53
-5-4-3-2-1123456789101112-112345678910भुजा (ढाल 2)आधार (y = 0)विस्तारित भुजा

दोनों रेखाएँ मूल बिन्दु से गुज़रती हैं, लेकिन विस्तारित रेखा की ढाल कम है (2/k)। इन्हें एक ऊर्ध्वाधर रेखा से काटने पर बनने वाला त्रिभुज मूल के समरूप होगा — समान कोण, समानुपातिक भुजाएँ।

अनुपात स्थिर रहते हैं

समरूप आकृतियों का मूल गुण: संगत भुजाओं के अनुपात बराबर होते हैं। यदि आप एक त्रिभुज को गुणक k से मापित करें, तो हर भुजा k से गुणित हो जाती है, लेकिन भुजाओं के बीच के अनुपात वही रहते हैं।

भुजा a3
16
भुजा b4
16
मापन गुणक2
0.53
Original sides: a=3,  b=4\text{Original sides: } a = 3, \; b = 4
Dilated sides: a=3×2,  b=4×2\text{Dilated sides: } a' = 3 \times 2, \; b' = 4 \times 2
10=34=ab\frac10 = \frac{ 3 }{ 4 } = \frac{a'}{b'}
242468101214161820a (मूल)b (मूल)a' (विस्तारित)b' (विस्तारित)

आप चाहे कोई भी गुणक चुनें, अनुपात a/b हमेशा अनुपात a’/b’ के बराबर रहता है। समरूपता का सार यही है।

जोड़

वास्तविक दुनिया से जुड़ाव: नक्शे समरूपता का उपयोग करते हैं। नक्शा वास्तविक दुनिया का एक बहुत छोटे गुणक (जैसे 1:50,000) से किया गया विस्तारण है। सभी कोण संरक्षित हैं, सभी दूरी अनुपात संरक्षित हैं — इसीलिए नक्शे दिशा-निर्देशन के लिए काम करते हैं।

AA, SAS, और SSS समरूपता

हर भुजा और कोण जाँचने की ज़रूरत नहीं। कुछ शॉर्टकट हैं:

चुनौती

चुनौती: त्रिभुज ABC की भुजाएँ 5, 12, 13 हैं। त्रिभुज DEF की भुजाएँ 10, 24, 26 हैं। क्या ये त्रिभुज समरूप हैं? गुणक (scale factor) क्या है? (संकेत: जाँचें कि सभी अनुपात बराबर हैं या नहीं।)

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