11.1-Introduction to Direct and Inverse Proportions

11.1-Introduction to Direct and Inverse Proportions Important Formulae

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11.1 - Introduction to Direct and Inverse Proportions
  • Direct Proportion: Two quantities are in direct proportion if their ratio remains constant. If $x$ is directly proportional to $y$, then $x \propto y$ or $x = ky$, where $k$ is the constant of proportionality.
  • Inverse Proportion: Two quantities are in inverse proportion if their product remains constant. If $x$ is inversely proportional to $y$, then $x \propto \frac{1}{y}$ or $x = \frac{k}{y}$, where $k$ is the constant of proportionality.
  • Example of Direct Proportion: Speed and time for a fixed distance.
  • Example of Inverse Proportion: Speed and time for a fixed distance when speed increases, time decreases.

11.1-Introduction to Direct and Inverse Proportions

Direct and inverse proportions are mathematical relationships between two variables where a change in one variable affects the other in a specific way. These concepts are fundamental in understanding how quantities relate to each other in various real-life situations, such as speed, time, distance, and other physical phenomena.

1. Direct Proportion

Two quantities are said to be in direct proportion if an increase in one quantity leads to an increase in the other, or a decrease in one leads to a decrease in the other. In other words, the ratio between the two quantities remains constant.

Mathematically, we say that quantities $x$ and $y$ are directly proportional if:

Formula: $x \propto y$ or $x = ky$, where $k$ is a constant.

For example, if the number of workers increases, the amount of work done increases proportionally, provided the amount of work per worker remains the same. This is a direct proportion.

Example: If the time taken to travel a fixed distance is directly proportional to the speed of the vehicle, then:

If $x$ is the time taken and $y$ is the speed, then: $x \propto \frac{1}{y}$, where $k$ is the constant of proportionality.

2. Inverse Proportion

Two quantities are said to be in inverse proportion if an increase in one quantity leads to a decrease in the other, or vice versa, such that the product of the two quantities remains constant.

Mathematically, we say that quantities $x$ and $y$ are inversely proportional if:

Formula: $x \propto \frac{1}{y}$ or $xy = k$, where $k$ is a constant.

For example, if the number of workers increases, the time taken to complete the same amount of work decreases, provided the amount of work per worker remains constant. This is an inverse proportion.

Example: If the time taken to travel a fixed distance is inversely proportional to the speed, then:

If $x$ is the time and $y$ is the speed, then: $xy = k$, where $k$ is the constant of proportionality.

3. Solving Problems Involving Proportions

In both direct and inverse proportions, we can solve problems by first identifying the type of relationship (direct or inverse) and then using the corresponding formula to find the unknown quantity. The constant of proportionality, $k$, can be determined from known values in the problem.

For direct proportion problems, we use the formula $x = ky$. For inverse proportion problems, we use $xy = k$ to find the missing quantity. It is important to carefully read the problem and identify the variables that change together.

11.1-Introduction to Direct and Inverse Proportions

गणित में अनुपात (Proportions) का बहुत महत्वपूर्ण स्थान है। अनुपात दो संख्याओं के बीच का संबंध दर्शाता है। इस अध्याय में हम प्रत्यक्ष अनुपात (Direct Proportion) और विपरीत अनुपात (Inverse Proportion) के बारे में विस्तार से समझेंगे।

1. प्रत्यक्ष अनुपात (Direct Proportion)

प्रत्यक्ष अनुपात वह स्थिति है जब दो राशियाँ एक-दूसरे के अनुपात में वृद्धि या कमी करती हैं। यदि एक राशि बढ़ती है तो दूसरी राशि भी बढ़ती है, और यदि एक राशि घटती है तो दूसरी राशि भी घटती है। इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

मान लीजिए, $x$ और $y$ दो राशियाँ हैं। यदि $x$ और $y$ प्रत्यक्ष अनुपात में हैं, तो यह लिखा जाता है:

$x \propto y$

इसका मतलब है कि $x$ और $y$ के बीच अनुपात स्थिर रहेगा। इसे गणना करने के लिए, हम एक अनुपात $k$ (जो कि एक स्थिर संख्या है) का उपयोग करते हैं, और यह इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

$x = k \cdot y$

यहाँ, $k$ अनुपात का स्थिरांक (constant of proportionality) है। उदाहरण के लिए, यदि किसी कार का दूरी तय करने का समय और गति का अनुपात प्रत्यक्ष अनुपात में है, तो जब गति बढ़ेगी, तो समय कम होगा।

2. विपरीत अनुपात (Inverse Proportion)

विपरीत अनुपात वह स्थिति है जब दो राशियाँ एक-दूसरे के अनुपात में वृद्धि या कमी करती हैं, लेकिन इनका व्यवहार विपरीत होता है। अर्थात, जब एक राशि बढ़ती है, तो दूसरी राशि घटती है। इसे इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

मान लीजिए, $x$ और $y$ दो राशियाँ हैं। यदि $x$ और $y$ विपरीत अनुपात में हैं, तो इसे इस प्रकार लिखा जाता है:

$x \propto \dfrac{1}{y}$

इसका मतलब है कि $x$ और $y$ का गुणनफल हमेशा एक स्थिरांक के बराबर रहेगा। इसे गणना करने के लिए, हम एक अनुपात $k$ का उपयोग करते हैं, और यह इस प्रकार व्यक्त किया जाता है:

$x \cdot y = k$

जहाँ $k$ विपरीत अनुपात का स्थिरांक है। उदाहरण के लिए, अगर किसी व्यक्ति के काम करने का समय और संख्या का अनुपात विपरीत अनुपात में है, तो जैसे-जैसे समय बढ़ेगा, काम करने की संख्या घटेगी।

3. उदाहरण

प्रत्यक्ष अनुपात का उदाहरण: यदि एक कार 2 घंटे में 100 किलोमीटर यात्रा करती है, तो 4 घंटे में वह कितनी दूरी तय करेगी? यदि दूरी और समय प्रत्यक्ष अनुपात में हैं, तो:

$\dfrac{100}{2} = \dfrac{x}{4}$

यहाँ $x$ 4 घंटे में तय की गई दूरी है। इसे हल करने पर, $x = 200$ किलोमीटर होगा।

विपरीत अनुपात का उदाहरण: यदि किसी मशीन के काम करने का समय और उसकी उत्पादन दर विपरीत अनुपात में हैं, तो यदि 5 घंटे में मशीन 1000 इकाई उत्पादन करती है, तो 10 घंटे में वह कितनी इकाई उत्पादन करेगी? यहाँ $x \cdot y = k$ होगा।

यहाँ, $x = 5$, $y = 1000$, और फिर $x \cdot y = 5 \cdot 1000 = 5000$ होगा। अब, $10 \cdot y = 5000$, जिससे $y = 500$ इकाई उत्पादन होगी।