প্রশ্নঃ একটি নৌকা পানির লেভেলে বাঁধা দড়ি দ্বারা একটি ডকের দিকে টানা হয়। নৌকাটি যখন ডক থেকে ১২ ফুট দূরে থাকে, তখন নৌকা থেকে ডক পর্যন্ত দড়ির দৈর্ঘ্য পানির উপর ডকের উচ্চতার দ্বিগুণের চেয়ে ৩ ফুট লম্বা হয়। তাহলে ডকের উচ্চতা কত?
[ বিসিএস ৪৩তম ]
ক. ৯ ফুট
খ. ৮ ফুট
গ. ৫ ফুট
ঘ. ৪ ফুট
উত্তরঃ ৫ ফুট
ব্যাখ্যাঃ ধরি, ডকের উচ্চতা $h$ ফুট।
যখন নৌকাটি ডক থেকে ১২ ফুট দূরে থাকে, তখন নৌকা, ডক এবং পানির স্তর একটি সমকোণী ত্রিভুজ তৈরি করে।
⇒ সমকোণী ত্রিভুজের ভূমি হলো ডক থেকে নৌকার দূরত্ব, যা ১২ ফুট।
⇒ সমকোণী ত্রিভুজের লম্ব হলো ডকের উচ্চতা, যা $h$ ফুট।
⇒ সমকোণী ত্রিভুজের অতিভুজ হলো দড়ির দৈর্ঘ্য।
প্রশ্নানুসারে, এই অবস্থায় দড়ির দৈর্ঘ্য পানির উপর ডকের উচ্চতার দ্বিগুণের চেয়ে ৩ ফুট লম্বা। সুতরাং, দড়ির দৈর্ঘ্য হবে $(2h + 3)$ ফুট।
পিথাগোরাসের উপপাদ্য অনুযায়ী, সমকোণী ত্রিভুজের ক্ষেত্রে:
$$(\text{ভূমি})^2 + (\text{লম্ব})^2 = (\text{অতিভুজ})^2$$
এখানে ভূমি = ১২ ফুট, লম্ব = $h$ ফুট এবং অতিভুজ = $(2h + 3)$ ফুট।
সুতরাং, আমরা লিখতে পারি:
$$12^2 + h^2 = (2h + 3)^2$$$$144 + h^2 = (2h)^2 + 2 \cdot (2h) \cdot 3 + 3^2$$$$144 + h^2 = 4h^2 + 12h + 9$$
$$0 = 4h^2 - h^2 + 12h + 9 - 144$$
$$0 = 3h^2 + 12h - 135$$
$$0 = h^2 + 4h - 45$$
$$h^2 + 9h - 5h - 45 = 0$$$$h(h + 9) - 5(h + 9) = 0$$$$(h + 9)(h - 5) = 0$$
সুতরাং, $h + 9 = 0$ অথবা $h - 5 = 0$.
যদি $h + 9 = 0$, তাহলে $h = -9$. যেহেতু উচ্চতা ঋণাত্মক হতে পারে না, তাই এই সমাধানটি গ্রহণযোগ্য নয়।
যদি $h - 5 = 0$, তাহলে $h = 5$.
সুতরাং, ডকের উচ্চতা ৫ ফুট।
উত্তর: ডকের উচ্চতা ৫ ফুট।
যখন নৌকাটি ডক থেকে ১২ ফুট দূরে থাকে, তখন নৌকা, ডক এবং পানির স্তর একটি সমকোণী ত্রিভুজ তৈরি করে।
⇒ সমকোণী ত্রিভুজের ভূমি হলো ডক থেকে নৌকার দূরত্ব, যা ১২ ফুট।
⇒ সমকোণী ত্রিভুজের লম্ব হলো ডকের উচ্চতা, যা $h$ ফুট।
⇒ সমকোণী ত্রিভুজের অতিভুজ হলো দড়ির দৈর্ঘ্য।
প্রশ্নানুসারে, এই অবস্থায় দড়ির দৈর্ঘ্য পানির উপর ডকের উচ্চতার দ্বিগুণের চেয়ে ৩ ফুট লম্বা। সুতরাং, দড়ির দৈর্ঘ্য হবে $(2h + 3)$ ফুট।
পিথাগোরাসের উপপাদ্য অনুযায়ী, সমকোণী ত্রিভুজের ক্ষেত্রে:
$$(\text{ভূমি})^2 + (\text{লম্ব})^2 = (\text{অতিভুজ})^2$$
এখানে ভূমি = ১২ ফুট, লম্ব = $h$ ফুট এবং অতিভুজ = $(2h + 3)$ ফুট।
সুতরাং, আমরা লিখতে পারি:
$$12^2 + h^2 = (2h + 3)^2$$$$144 + h^2 = (2h)^2 + 2 \cdot (2h) \cdot 3 + 3^2$$$$144 + h^2 = 4h^2 + 12h + 9$$
$$0 = 4h^2 - h^2 + 12h + 9 - 144$$
$$0 = 3h^2 + 12h - 135$$
$$0 = h^2 + 4h - 45$$
$$h^2 + 9h - 5h - 45 = 0$$$$h(h + 9) - 5(h + 9) = 0$$$$(h + 9)(h - 5) = 0$$
সুতরাং, $h + 9 = 0$ অথবা $h - 5 = 0$.
যদি $h + 9 = 0$, তাহলে $h = -9$. যেহেতু উচ্চতা ঋণাত্মক হতে পারে না, তাই এই সমাধানটি গ্রহণযোগ্য নয়।
যদি $h - 5 = 0$, তাহলে $h = 5$.
সুতরাং, ডকের উচ্চতা ৫ ফুট।
উত্তর: ডকের উচ্চতা ৫ ফুট।