Skip to content
12-Riyazi-II (Mathematics-II)-002
 

باب 8

تکملوں کااستعمال/ اطلاق 

(APPLICATION OF INTEGRALS)

ہمیں ریاضی کا مطالعہ کرنا چاہیے کیونکہ ہم ریاضی کے ذریعے ہی قدرت کو ہم آہنگ کی شکل میں دیکھ سکتے ہیں۔برک ہوف

تعارف (Introduction)

جیومیٹری میں ہم بہت سی جیومیٹریائی اشکال جیسے مثلث ،مستطیل ،منحرف اور دائروں کے رقبے معلوم کرنے کے فارمولے پڑھتے ہیں ۔ریاضی کے استعمال میں اس طرح کے فارمولے زندگی میں بہت سے حقیقی مسئلوں کے لیے بنیادی ہیں۔ بنیادی جیومیٹری کے فارمولے ہمیں بہت سی آسان شکلوں کارقبہ دریافت کرنے کی معاون نہیں ہوتے۔ حالانکہ یہ منحنی سے گھرے ہوئے رقبہ کا حساب لگانے میں ناکافی ہیں۔ اس کے لیے ہمیں یہاں تکملی احصا کے تصور کی ضرورت ہوگی ۔

5260_Ch08_392a
اے ۔ایل۔کوچی (A.L. Cauchy)
(1789–1857)

پچھلے باب میں جب ہم تکملہ کی قدر انتہا کے حاصل جمع کے طور پر معلوم کررہے تھے۔توہم نے منحنی (y = f (x ،مختص x = a ، x = b اور x– محور سے گھرے ہوئے رقبہ کو نکالنے کے بارے میں پڑھا ہے۔یہاں، اس باب میں ہم تکملوں کے خاص استعمال کے بارے میں پڑھیں گے جس میں آسان منحنیوں کا رقبہ معلوم کرنا ، خطوط اور دائروں کے قوس کے درمیان کا رقبہ، مکافی اور ناقص (صرف معیاری شکل میں ) شامل ہے۔

8.2  سادہ منحنیوں سے گھرا ہوارقبہ (Area under Simple Curves) 

پچھلے باب میں ہم نے معین تکملے کو انتہا کے حاصل جمع کے طور پر پڑھا ہے اورکس طرح معین تکملے کی قدر معلوم کی جاتی ہے یہ ہم نے احصا کے بنیادی مسئلے کا استعمال کرکے سیکھا ہے۔ منحنی y = f(x)، x - محور اور طولی مختص x = a اور x = b سے گھرے ہوئے رقبہ کومعلوم کرنے کے لیے اب ہم آسان اور وجدانی طریقے پر غور کریں گے۔ شکل 8.1 سے ہم منحنی کے زیر سایہ رقبہ جو کہ بہت زیادہ تعداد میں بہت پتلی عمودی پتیوں سے بنا ہوا ہے کے بارے میں سوچ سکتے ہیں۔ 

5260_Ch08_393a

ایک اختیاری پتی جس کی اونچائی y اور چوڑائی dx پر غور کیجیے، تب dA (بنیادی پتی کا رقبہ) =  ydx  ،جہاں (y = f(x ہے۔ یہ رقبہ ابتدائی رقبہ کہلاتا ہے جو کہ اختیاری پوزیشن پر علاقہ کے اندر واقع ہے اور جسے x کی کچھ خاص قدروں a  اور b کے درمیان دکھایا گیا ہے۔
ہم x محورطولی مختص x = b، x = a اور منحنی (y = f(x کے درمیان واقع علاقہ کے کل رقبہ A کے بارے میں سوچ سکتے ہیں،جوکہ نتیجتاً پتلی پتیوں کے ابتدائی رقبوں کو جمع کرکے علاقہ PQRSP سے ہوکرگزرتا ہے۔ علامتی طور پر ہم اس طرح ظاہر کرتے ہیں
A= Capture2dA =  Capture2ydx=  Capture2ƒ(x) dx
منحنی (y ، x = g(y محور اور خطوط y = d، y = c سے گھرے ہوئے علاقہ A کا رقبہ اس طرح دیا گیا ہے
A= Capture3xdy = Capture3g (y) dy

5260_Ch08_393c

یہاں ہم عرضی پتیوں پر غور کرتے ہیں جیسا کہ شکل 8.2 میں دکھایا گیا ہے۔

ریمارک (Remark): جس مخنی پر غور کیا جارہا ہے اگر اس کی پوزیشن x محور کے نیچے ہے، تب کیونکہ 5260_Ch08_393d سے x = b تک، جیسا کہ شکل 8.3 میں دکھایا گیا ہے،منحنی، x –محور اورطولی مختص x = a ، سے گھرا ہوا رقبہ منفی ہوجاتا ہے۔ لیکن، یہ صرف اس رقبہ کی عددی قدر ہے جس پر غور کیا جارہا ہے۔ اس طرح، اگر رقبہ منفی ہے، ہم اس کی مطلق قدر لیتے ہیں، یعنی، 
|ƒ (x) dxCapture2|

5260_Ch08_394a

عام طور پر ایسا ہوسکتا ہے کہ منحنی کا کچھ حصہ x –محور کے اوپر ہو اور کچھ x– محور کے نیچے ، جیسا کہ شکل 8.4 میں دکھایا گیا ہے۔ یہاں، A1 < 0 اور A2 > 0 ہے۔ اس لیے ،مخنی 5260_Ch08_394b محور اورطولی مختص x = a اور x = b سے گھرا ہوا رقبہ  
AA =|A1| + A2
دیا گیا ہے۔

5260_Ch08_394d

مثال 1:  دائرہ x²+y² = a² سے گھرے ہوئے علاقہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

5260_Ch08_394f

حل:  شکل 8.5 سے مکمل رقبہ جو کہ دئیے ہوئے دائرہ سے گھرا ہوا ہے (AOBA علاقہ کا رقبہ جو کہ منحنی x محور اورطولی مختصx = 0 اور  x = a) =4 سے گھرا ہوا ہے)

(کیونکہ دائرہ دونوں x- محور اور y- محور پرمتشا کل ہے)

5260_Ch08_395a

کیونکہ AOBA علاقہ ، پہلے ربع میں واقع ہے، y کو مثبت لیا گیا ہے۔ تکمل کرنے پر، ہمیں وہ تمام رقبہ معلوم ہو جاتا ہے جو کہ دائرہ سے گھراہے

5260_Ch08_395b
متبادل کے طور پر، عرضی پتیوں پر غورکرتے ہوئے جیسا کہ شکل 8.6 میں دکھایا گیا ہے، وہ تمام رقبہ جو کہ دائرہ کے حلقہ سے گھرا ہوا ہے۔

5260_Ch08_395c
Capture4
شکل : 8.6

مثال 2:  ناقص (ellipse) 5260_Ch08_395d سے گھرا ہوا رقبہ    معلوم کیجیے

حل:   شکل 8.7 سے، ناقص سے گھرے ہوئے علاقہ 5260_Ch08_395e کا رقبہ

(پہلے ربع میں منحنی، x محور اور مختص x = a، x = 0 سے گھرے ہوئے علاقہ AOBA کا رقبہ)4 =
(کیونکہ ناقص دونوں x –محور اور y –محور کے متشاکل ہے)
5260_Ch08_396a (عمودی پتیاں لینے پر)

5260_Ch08_396c

اب5260_Ch08_396b دیتا ہے، لیکن کیونکہ علاقہ AOBA پہلے ربع میں واقع ہے، y کو مثبت لیا گیا ہے۔ اس لیے، مطلوب رقبہ ہے

5260_Ch08_396d
متبادل کے طور پر، عرضی پتیوں پر غورکرتے ہوئے جیسا کہ شکل 8.8 میں دکھایا گیا ہے، ناقص کا رقبہ برابرہے

5260_Ch08_396e

5260_Ch08_396f

8.2.1  ایک مخنی اور ایک خط سے گھرے ہوئے علاقہ کا رقبہ  

(The area of the region bounded by a curve and a line)

اس ذیلی سیکشن میں، ہم ایک خط اور دائرہ، ایک خط اور ایک مکانی، ایک خط اور ایک ناقص کے درمیان گھرے ہوئے علاقہ کا رقبہ معلوم کریں گے۔ اوپر بتائے ہوئے منحنیوں کی مساواتیں اپنی صرف معیاری شکل میں ہی ہوں گی کیونکہ دوسری شکل میں مسئلہ (Case) اس کتاب کی حدودسے باہر ہیں۔

مثال 3:  منحنی y = x2 اور خط y = 4 سے گھرے ہوئے علاقہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

5260_Ch08_397a

حل:   کیونکہ دیا ہوامنحنی جو کہ مساوات y = x2 سے ظاہر کیا گیا ہے ایک مکانی ہے جو کہ صرف y محور پرمتشاکل ہے، اس لیے شکل 8.9 سے علاقہ AOBA کا مطلوبہ رقبہ اس طرح دیا گیا ہے
(منحنی، y محور اور خطوط y = 0 اور y = 4) سے گھرے ہوئے علاقہ BONB کا رقبہ 5260_Ch08_397b
5260_Ch08_397c (کیوں؟)

یہاں، ہم نے عرضی پتیاں لی ہیں جیسا کہ شکل 8.9 میں دکھایا گیا ہے۔

متبادل کے طور پر،  AOBA علاقہ کا رقبہ حاصل کرنے کے لیے  ہم عمودی پتیوں پر غور کرسکتے ہیں جیسا کہ شکل 8.10 میں دکھایا گیا ہے۔ اس کے آخرمیں، ہم مساوات x2 = y اور y = 4 کو حل کرتے ہیں جو x = –2 اور x = 2 دیتاہے۔

5260_Ch08_397d

اس طرح علاقہ AOBA کو منحنی  y=x² , y=4 اورطولی مختص x= − 2 اور x=2 سے گھرے ہوئے علاقہ کے طور پر بیان کیا جاسکتا ہے۔
اس لیے علاقہ AOBA کا رقبہ
5260_Ch08_397g

5260_Ch08_398a
ریمارک (Remark) مندرجہ بالا مثالوں سے یہ نتیجہ نکلتا ہے کہ ہم کسی خطہ کا رقبہ معلوم کرنے کے لیے عمودی پتیوں یا عرضی پتیوں میں سے کسی پر بھی غور کرسکتے ہیں۔ آج کے بعد، ہم ان دونوں میں سے کسی پر بھی غور کرسکتے ہیں، زیادہ اہمیت راسی پتیوں کو دیں گے۔

مثال 4: پہلے ربع میں x محور، خط y = x اور دائرہ 32 = x2 + y2 سے گھرے ہوئے حلقہ کا خطہ معلوم کیجیے۔
حل: دی ہوئی مساوات ہیں
(1)...........          y=x
اور (2)...........       x² + y² =32
(1)  اور (2) کو حل کرنے پر ہمیں حاصل ہوتا ہے کہ خط اور دائرہ (B(4,4 پر پہلے ربع میں ملتے ہیں شکل (8.11) ۔  x محور پر BM عمود کھینچیے۔

5260_Ch08_398c

اس لیے، مطلوبہ رقبہ = خطہ OBMO کا رقبہ + خطہ BMAB  کا رقبہ
اب،خطہ OBMO کا رقبہ
5260_Ch08_398d
دوبارہ، خطہ BMAB کا رقبہ
5260_Ch08_398e 5260_Ch08_399a

(3) اور (4) کا مجموعہ کرنے پر، ہمیں مطلوبہ رقبہ حاصل ہوتا ہے =  4π

مثال 5: ناقص 5260_Ch08_399b اورطولی مختص x = 0 اور x = a e سے گھری ہوئی جگہ کا رقبہ معلوم کیجیے، جہاں 5260_Ch08_399c اور e < 1 ہے۔

حل:  حلقہ  BOB'RFSB کا مطلوب رقبہ ہے (شکل 8.12) جو کہ ناقص اور قطاروں x=0 اور x = a e سے گھرا ہوا ہے۔

5260_Ch08_399d

یہ نوٹ کرلیجیے کہ حلقہ BOB'RFSB کا رقبہ برابر ہے

5260_Ch08_399e

مشق 8.1

مخنی y2 = x اور خطوط x = 4، x = 1 اور x– محور سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
پہلے ربع میں y2 = 9x، x = 2، x = 4 اور x– محور سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
پہلے ربع میں x2 = 4y، y = 2، y = 4 اور y– محور سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
ناقص 5260_Ch08_399f سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
ناقص 5260_Ch08_399g سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
 6۔ پہلے ربع میں x– محور،خط 3y√ x= اور دائرہ 4 =x²+y² سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
خط 5260_Ch08_400a کے ذریعہ کاٹے گئے دائرہ x² + y² = a² کے چھوٹے حصے کا رقبہ معلوم کیجیے۔
x = y² اور x = 4 کے درمیان کا رقبہ خط x = a سے دو برابر حصوں میں بانٹا گیا ہے، a کی قدر معلوم کیجیے۔
مکانی y = x² اور |y = |x سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
10۔ مخنی x² =4y اور خط x = 4y –2 سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
11۔ مخنی y² =4x اور خط x = 3 گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

درج ذیل سوال 12 اور 13 میں صحیح جوابات کا انتخاب کیجیے۔

12۔ پہلے ربع میں دائرہ  x²+y² =4  اور خطوط x=0 اور x=2 سے گھرے ہوئے خطّہ کا رقبہ ہے
    (D)    π/3     (C)          π/2     (B)       π    (A) 
۔13
 سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ ہے۔  y=3  محور اور خط  -y' y² = 4x منحنی 
    (D)    9/3     (C)         9/4    (B)       2    (A) 

8.3  دومنحنیوں کے درمیان رقبہ (Area between Two curves) 

وجدانی طور پر لیبنیٹر کی صحیح سمجھ سے تکمل ایک رقبہ معلوم کرنے کا عمل ہے، جس میں خطہ کے ابتدائی رقبہ کو لاتعداد چھوٹی چھوٹی پتیوں میں کاٹا جاتا ہے اور پھر ان ابتدائی رقبوں کو جمع کیا جاتا ہے۔ مان لیجیے ہمیں دومنحنی جو کہ (y=f(x), y=g(x جنھیں ظاہرکیاگیاہے، جہاں، [a, b]  میں (x) ≥ g (x ہے جیسا کہ شکل 8.13 میں دکھایا گیا ہے۔ یہاں ان دونوں منحنیوں کے نقطہ تقاطع x = a اور x = b سے دییے گئے ہیں جو کہ دونوں منحنیوں کی دی ہوئی مساوات سے y کی مشترک قدر لینے پر حاصل ہوئی ہیں۔

تکملے کے ضابطہ کو شکل دینے کے لیے ابتدائی رقبہ کو عمودی پتیوں کی شکل میں لینا زیادہ بہتر ہے (آسان ہے) جیسا کہ شکل (8.13) میں ظاہر کیا گیا ہے۔ ابتدائی پتیوں کی اونچائی (ƒ(x) - g (xہے اور چوڑائی dx ہے اس طرح ابتدائی رقبہ dA برابر ہے
dA= [ƒ(x) - g (x) ] dx


5260_Ch08_401g

اور کل رقبہ A اس طرح لیا گیا ہے

A= Capture2  [ƒ (x) - g (x) ] dx

متبادل کے طور پر،

5260_Ch08_401b

 میں دکھایا گیا ہے۔ تب منحنیوں سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ اس طرح لکھا جاسکتا ہے

حلقہ BPRQB کا رقبہ + حلقہ ABCDA کا رقبہ = کل رقبہ

5260_Ch08_401c

5260_Ch08_401d

مثال 6:  دو مکافیوں y = x² اور y² = x سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
حل:  ان دونوں مکافیوں کے نقطہ تقاطع (0.0)O اور (1.1)A ہیں جیسا کہ شکل 8.15 میں دکھایا گیا ہے۔

5260_Ch08_402b

یہاں ہم  (y=√x=(x) اور y=x² =g (x رکھ سکے ہیں، جہاں، [1،0] میں (ƒ (x) ≥ g (x ہے۔
  اس لیے، شیڈڈ خطہ کا مطلوبہ رقبہ ہے
5260_Ch08_402e

مثال 7:   دائرہ x² + y² = 8x اور مکانی y² = 4x کے درمیان اور x– محور سے اوپر واقع خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
حل: دائرہ کی دی ہوئی مساوات x² + y² = 8x کو  x-4)² +y² =16)  سے ظاہر کیا جاسکتا ہے۔ اس طرح دائرہ کا مرکز (4,0) اور نصف قطر 4 ہے۔ اس کا مکافی y² = 4x کے ساتھ نقطہ تقاطع ہیں-
x²+4x = 8x
یا  x²- 4x =0
یا   x(x-4) =0
یا   x=4, x=0 
اس طرح،ان دونوں منحنیوں کے –x محور کے اوپر نقطہ تقاطع (O (0.0  اور  (4.4) p ہیں۔

5260_Ch08_402i

شکل 8.16 سے خطہ OPQCO کا مطلوبہ رقبہ x– محور کے اوپر دونوں منحنیوں کے درمیان ہے
(حلقہ PCQP کا رقبہ) + (حلقہ OCPO کا رقبہ) =
5260_Ch08_403a
مثال 8:  شکل 8.17 میں AOBA ناقص 9x² + y² = 36 کا پہلے ربع میں ایک حصہ ہے جب کہ OA = 2 اور OB = 6 ہے۔ قوس AB اور وتر AB کے درمیان رقبہ معلوم کیجیے۔
حل:  ناقص کی دی ہوئی مساوات 5260_Ch08_403b سے ظاہر کیا جاسکتا ہے اور اس طرح اس کی تصویرجیساکہ شکل 8.17 میں دیا گیا ہے، کی طرح ہے۔

5260_Ch08_403c

اسی طرح، وتر AB کی مساوات ہے
(y-0 = 6-0/0-2 (x-2
یا     (y=- 3 (x-2
یا     y=- 3x +6

شیڈیڈ خطہ کا رقبہ جیسا کہ شکل 8.17 میں دکھایا گیا ہے۔

5260_Ch08_403e

مثال 9:   تکمل کا استعمال کرکے ایک مثلث سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے جس کے راس (1,0)، (2,2) اور (3,1) ہیں۔
حل:   مان لیجیے 
C(3,1) اور B(2,2), A (1,0
 مثلث ABC (شکل 8.18) کے راس ہیں۔
 ΔAEC کا رقبہ –منحرف BDEC کا رقبہ +ΔABD  کا رقبہ = مثلث ABC کا رقبہ
اب ضلع AC، AB اور CA کی مساوات بالترتیب اس طرح دی گئی ہیں
(y=½ (x-1) ، y=4 - x، y=2 (x-1
اس طرح،
5260_Ch08_404e
مثال 10:  دو دائروں x²+y²=4 اور x-2) ² +y²=4) کے درمیان بند خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔
حل:    دییے ہوئے دائروں کی مساوات ہیں
(1).........        x²+y² = 4
اور (2)........      x-2)² + y² =4)

مساوات (1) ایک دائرہ ہے جس کا مرکز O مبدا پر ہے اور نصف قطر 2 ہے۔ مساوات (2) ایک دائرہ ہے جس کا مرکز (2,0) Cہے اور نصف قطر 2 ہے۔ مساوات (1) اور (2) کو حل کرنے پر ہمارے پاس ہے
    x−2)² +y² =x²+y² )
یا           x² − 4x+4+y² +x² +y²

یا         x=I  ، جو   y= ‡√ 3   دیتا ہے


5260_Ch08_404i

اس طرح دئیے ہوئے دائروں کے نقطہ تقاطع   (A (1،√3  اور  (A' (1،√3  ہیں جیسا کہ شکل 8.19 میں دکھایا گیا ہے۔
دائروں کے درمیان درکار بند خطہ کا رقبہ  OACA'O    

5260_Ch08_405c

مشق 8.2

ایک دائرہ 4x² + 4y² = 9 کا رقبہ معلوم کیجیے جو کہ مکافی x² = 4y کے اندر واقع ہے۔

منحنیوں  (x-I)² +y²= 1)   اور x²+y²=1  سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

منحنیوں x=0, y=x,y=x² +2 اور  x=3   سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

تکمل کا استعمال کرکے اس خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے جو کہ ایک مثلث سے گھرا ہوا ہے اور مثلث کے راس (1,0–)،(1,3) اور (3,2) ہے۔

تکمل کا استعمال کرکے اس مثلث کا رقبہ معلوم کیجیے جس کے ضلعوں کی مساوات y=3x +1, y=2x+1 اور x = 4 ہیں۔

ذیل سوال 6 اور 7 میں صحیح جوابات کا انتخاب کیجیے:

دائرہ     x²+y²=4  اور خط x+y=2 سے گھرا ہوا چھوٹا رقبہ ہے
  (D)   2π=1       (C)  π-2     (B)      2(π-2)   (A)
منحنیوں     y²=4x  اور y=2x  کے درمیان واقع رقبہ ہے
(D)      ¼      (C)    ⅛         (B)     ⅔      (A)

متفرق مثالیں

مثال 11:   مکافی y²=4ax  کا رقبہ معلوم کیجیے جو کہ وتر خاص (Latus rectum) سے گھرا ہوا ہے۔

5260_Ch08_406h

حل:   شکل 8.20 سے، مکافی y² = 4ax کا راس مبدا (0,0) پر ہے۔وتر خاص ′LSL کی مساوات x = a ہے۔ ساتھ ہی مکافی x– محور پر متشاکل ہے۔
خطہ OLL′O  کا مطلوبہ رقبہ
(خطہ OLSO کا رقبہ) 2  =
5260_Ch08_406i
5260_Ch08_406j

مثال 12:   خط     x.y=3x+2 محور اور طولی مختص x=−1 اور x=1 سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

5260_Ch08_407c

حل:   جیسا کہ شکل 8.21 میں دکھایا گیا ہے، خط 5260_Ch08_407d x– محورسے 5260_Ch08_407e پر ملتا ہے اور اس کا گراف 5260_Ch08_407f کے لیے x– محور کے نیچے واقع ہے اور 5260_Ch08_407g کے لیے x– محور کے اوپر واقع ہے۔
مطلوبہ رقبہ =  خطہ ACBA کا رقبہ +  خطہ ADEA کا رقبہ
5260_Ch08_407h

مثال 13:  x = 0 اور x = 2π کے درمیان منحنی y = cos x سے گھرے ہوئے خطہ کے رقبہ کو معلوم کیجیے۔

5260_Ch08_407i

حل:   شکل 8.22 سے مطلوبہ رقبہ = خطہ OABO کا رقبہ + خطہ BCDB کا رقبہ + خطہ DEFD کا رقبہ
اس طرح، ہمارے پاس مطلوبہ رقبہ ہے

5260_Ch08_407j
5260_Ch08_408a
    
مثال 14:   ثابت کیجیے کہ منحنیوںy²=4x اور x²=4y، مربع کا رقبہ جو کہ y=4.x=4.x=0  اور y=0  سے گھرا ہوا ہے کو تین برابر حصوں میں تقسیم کرتی ہیں۔

5260_Ch08_408d

حل:  ذہن نشین کرلیجیے کہ مکافیوں y²=4x  اور x²=4y  کے نقطہ تقاطع (0,0) اور (4,4) ہیں  جیسا کہ شکل 8.23 میں دکھایا گیا ہے۔

اب، خطّہ OAQBO کا رقبہ جو کہ منحنیوں y²=4x  اور x²=4y   سے گھرا ہوا ہے

5260_Ch08_408e

دوبارہ ،منحنیوں x=4.x=0.x²=4y  اور x– محور سے گھرے ہوئے خطہ OPQAO کا رقبہ

5260_Ch08_408g
اسی طرح منحنی 5260_Ch08_408h سے گھرے ہوئے خطہ کا رقبہ
5260_Ch08_408i
(1)، (2) اور (3) سے یہ نتیجہ نکلتا ہے کہ خطّہ OAQBO کا رقبہ = خطّہ OPQAO کا رقبہ =
خطّہ OBQRO کا رقبہ، یعنی؛ مکافیوں y2 = 4x اور x2 = 4y سے گھرا ہوا رقبہ مربع کے رقبہ کو تین برابر حصوں میں تقسیم کرتا ہے۔

مثال 15:  خطّہ 
{(x,y):0≤ y ≤ x2 +1, 0≤y ≤x ≤2}
 کا رقبہ معلوم کیجیے۔
حل:   ہم سب سے پہلے اس خطّہ کا نقشہ بناتے ہیں جس کا رقبہ معلوم کرنا ہے۔ یہ خط درج ذیل خطوں کا تقاطع ہے۔
A1={(x.y) :0 ≤ y ≤ x²+1}
{A2={(x.y) :0 ≤ y ≤ x+1
اور      {A3={(x.y) :0 ≤ x ≤ x+2
5260_Ch08_409d

y=x²+1 اور  y=x+1  کے نقطہ تقاطع (0.1) P اور  (Q (1.2  ہیں۔ شکل 8.24 سے، مطلوبہ خطّہ OPQRSTO شیڈیڈ خطّہ ہے جس کا رقبہ ہے
خطّہ TSRQT کا رقبہ + خطّہ OTQPO کا رقبہ =
5260_Ch08_409e

باب 8 پر مبنی متفرق مشق

دی ہوئی منحنیوں اور دییے ہوئے خطوط سے گھرے خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے:
(i)    
x=2.x=1.y=x²  اور x- محور
(ii)
x=5.x=1.y=x4  اور x- محور

منحنیوں y = x اور y = x² کے درمیان رقبہ معلوم کیجیے۔

اس خطہ کا رقبہ معلوم کیجیے جو کہ پہلے ربع میں واقع ہے اور  y=1. x=0. y=4x²  اور y=4  سے گھرا ہوا ہے۔

گراف |y=|x+3 کا گراف بنائیے اور 5260_Ch08_409i کی قیمت کا اندازہ لگائیے۔

منحی y=sin xسے گھرے ہوئے اور x=0 اور x=2π کے درمیان خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

مکافی y² =4ax اور خط y=mx  کے درمیان بند خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

مکافی     4y =3x² اور خط 2y=3y+12  کے درمیان بند خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

چھوٹے خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے جو کہ ناقص 5260_Ch08_409n سے گھرا ہوا ہے۔
چھوٹے خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے جو کہ ناقص 5260_Ch08_409o سے گھرا ہوا ہے۔
10۔ مکافی x2 = y، خط y = x + 2 اور x– محور سے گھرے ہوئے بند خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

11۔ تکمل کے طریقے کا استعمال کرکے منحنیx|+|y| =1|  سے گھرے ہوئے خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

(اشارہ: مطلوبہ خطّہ (علاقہ) خطوط  x+y=1, x-y=1, x+y=1 -x+y=1 اور x+y=1 - سے گھرا ہوا ہے)

12۔ منحنیوں 

{(x,y):y≥ x2 اور y+|x|}

 سے گھرے ہوئے خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے۔

13۔ تکمل کے طریقے کا استعمال کرکے مثلث ABC کا رقبہ معلوم کیجیے، جس کے راسوں کے مختص 

اور B (4,5)' A (2,0)

 (C(6,3 ہیں۔

14۔ تکمل کے طریقے کا استعمال کرکے اس خطّہ کا رقبہ معلوم کیجیے جو خطوط 3x-2y =6, 2x+y =4  اور  x-3y+5=0  سے گھرا ہوا ہے۔

15۔ خطہ 
{(x,y): y² ≤ 4x, 4x²+4y² ≤9}
  کا رقبہ معلوم کیجیے۔

مندرجہ ذیل سوال 16 تا 20 میں صحیح جوابات کا انتخاب کیجیے

16۔ منحنی 5260_Ch08_410h ، x– محور اورطولِ مختص x = –2 اور x = 1 سے گھرا ہوا رقبہ ہے

        D)  17/4       (C)    15/4       (B)    -15/4     (A) -9)     

17۔ منحنی 5260_Ch08_410j x– محور اورطولِمختص 5260_Ch08_410k سے گھرا ہوا رقبہ ہے

D) ¾        (C)    ⅔      (B) ⅓     (A)    0
18۔ دائرہ 5260_Ch08_410m کا وہ رقبہ جومکافی y2 = 6x کے باہر ہے 5260_Ch08_410n
19۔ 5260_Ch08_410o سے گھرا ہوا رقبہ ہے
5260_Ch08_410p


خلاصہ (Summary)

  • منحنی x,y=(ƒ) x− محور اور خطوط x=a اور b>a)x=b) سے گھرے ہوئے خطّہ کا رقبہ اس ضابطہ کی مدد سے دیا گیا ہے:5260_Ch08_411b رقبہ
  • منحنی 5260_Ch08_411c سے گھرے ہوئے خطّہ کا رقبہ اس ضابطہ سے دیا گیا ہے۔
5260_Ch08_411d
  • منحنیوں(y=g (x), y=ƒ (x اور خطوط x=b,x=a  سے گھرے ہوئے خطّہ کا رقبہ اس ضابطہ سے دیا گیا ہے
5260_Ch08_411f

تاریخ کے اوراق سے (Historical Note)

تکمل احصا کا اصل پچھلے زمانے میں ریاضی کی پیدائش کے ساتھ چلا جاتا ہے اور پرانے زمانے کے یونانی (Greece) ریاضی دانوں کے خالی کرنے کے طریقے سے اس کا رشتہ ہے۔ ہموار شکلوں کے رقبہ، سطحی رقبہ اور ٹھوس اشیاکا حجم وغیرہ معلوم کرنے کے مسئلہ میں یہ طریقہ وجود میں آیا۔ اس سوچ سے خالی کرنے کے طریقے کو تکمل کا پہلا طریقہ مانا جاسکتا ہے۔ یوڈوکس (Eudoxus) (440BC) اور آر کے میڈیز (300BC) (Archimedes) کے کام میں خالی کرنے کے طریقہ میں پرانے زمانے میں عظیم بدلاؤ آیا۔

احصا کی عبارت میں متشاکل کا نظریہ سترھویں صدی میں شروع ہوا۔ 1665 میں نیوئن نے احصا پر اپنا کام شروع کیا اور جسے اس نے فلکسن کی عبارت کا نام دیا اور اس نے اپنی اس عبارت کا استعمال مماس اور منحنی کے ایک نقطہ پر انحفا کا نصف قطر معلوم کرنے کے لیے کیا۔ نیوئن نے معکوس تفاعل کی بنیادی علامت سے متعارف کرایا جسے مخالف مشتق (غیر معین تکملہ) یا مماس کا معکوس طریقہ کہتے ہیں۔

لیبنٹز (Leibnitz) نے 1684-86 کے درمیان ایک مضمون ایکتا اروڈیٹوریم میں شائع کرایا جس کو اس نے کیلکولس کے خلاصہ کا نام دیا، کیونکہ یہ لا محدود چھوٹے رقبہ کے اعداد کے مجموعہ سے تعلق رکھتا تھا، جس کا مجموعہ، اس نے علامت '∫' سے ظاہر کیا۔ 1696ء میں اس نے جے-برنولی (J.Bernoulli) کی صلاح پر عمل کیا اور اس مضمون کو تکمل احصا کا نام دیا۔ یہ نیوٹن کے مماس کے معکوس طریقہ کے مطابق ہے۔

نیوٹن اور لیبنیٹز دونوں نے کافی غیر انحصار نظریہ کو اپنایا جو کہ کافی مختلف تھا۔ حالانکہ، ان کے مطابق نظریہ اسی نتیجہ پر پہنچے جو کہ عملی طور پر یکساں تھے۔ لیبنٹیز نے معین تکملہ کی علامت کا استعمال کیا اور اس سے صاف ظاہر ہے کہ پہلے اس نے صاف طور پر مخالف مشتق اور محدود تکملہ کہ درمیان بنے رشتے کو خوش آمدید کہا۔

نتیجتاً، تکملہ احصا کا نظریہ اور بنیادی نظریہ اور اس کی سوچ اور تفرق احصا کے ساتھ اس کا بنیادی رشتہ سترھویں صدی کے آخیر میں پی-ڈی-فرمیٹ (P.de Fermat)، آئی-نیوٹن (I.Newton) اور جی-لیبنٹیز (G.Leibnitz) کے کام کے ساتھ فروغ پایا۔ 

حالانکہ انتہا کا تصور قابل سوچ تھا جو کہ انیسویں صدی میں اے-ایل-کوچے (A.L.Cauchy) کے کام میں فروغ پایا۔ آخیر میں لی-سوفیس (Lie Sophie's) کے ذریعہ دیا گیا درج ذیل قول بیش قیمتی ہے۔

’’یہ کہا جاسکتا ہے کہ تفرقی خارج قسمت اور تکملہ جو اپنے مبدا میں آرکیمیڈیز (Archimedes) کی طرف واپس جاتے ہیں، سائنس میں کیلپر، ڈیس کارٹیں، کاویلیری، فریٹ اور ویلس کی کھوج میں تعارف کرایا۔ اس بات کا دریافت کرنا کہ تفرق اور تکمل معکوس عمل ہیں نیوٹن اور لیبنٹیز سے تعلق رکھتی ہے۔

-----------Θ-----------