K2KARAKORAM
मराठीEnglish
ॲप उघडा

राज्य मंडळ · इयत्ता 11 · भौतिकशास्त्र

धडा २: गणिती पद्धती

7 संकल्पना · उत्तरांसह 56 सराव प्रश्न · वाचन मोफत

हा धडा या भाषेतही: English

अदिश आणि सदिश

रोजच्या जीवनातून

'दुकान 2 km दूर' असे सांगितल्यावर 'कोणत्या दिशेला?' हा प्रश्न येतो — तिथेच सदिश येतो. आधीच्या वर्गाशी नाते : इयत्ता 9-10 मधील बीजगणित, त्रिकोणमिती आणि पायथागोरसचा सिद्धांत येथे सदिश आणि कलनात वापरले जातात.

सोपी व्याख्या

सदिश (vector) = परिमाण + दिशा; अदिश (scalar) = फक्त परिमाण.

विस्थापन विरुद्ध अंतर4 m3 mविस्थापन 5 mअंतर = 7 m (अदिश)AB

आकृतीत : नारिंगी मार्ग = अंतर; हिरवा बाण = विस्थापन.

नियम 1 : अदिश व सदिश — अदिश : फक्त परिमाण (वस्तुमान, काळ, अंतर, चाल, ऊर्जा, कार्य). सदिश : परिमाण + दिशा (विस्थापन, वेग, त्वरण, बल, संवेग).

  • सोपे : 50 kg वजन : अदिश; 50 N बल उत्तरेकडे : सदिश.
  • मध्यम : चाल 20 m/s : अदिश; वेग 20 m/s पूर्वेकडे : सदिश.
  • परीक्षेसाठी (CET) : कोणते सदिश? (1) बल (2) ऊर्जा (3) चाल (4) काळ → उत्तर 1) युक्ती : दिशा सांगता येते ते सदिश.

नियम 2 : विस्थापन व अंतर — अंतर = प्रत्यक्ष चाललेला मार्ग (अदिश); विस्थापन = सुरुवात ते शेवट सरळ रेषेतील अंतर व दिशा (सदिश). लंब बाजूंसाठी |विस्थापन| = √(a² + b²).

  • सोपे : 4 m पूर्व + 3 m उत्तर ⇒ अंतर 7 m, विस्थापन √(16 + 9) = 5 m.
  • मध्यम : पूर्ण वर्तुळ फिरल्यावर विस्थापन 0, अंतर 2π r.
  • परीक्षेसाठी (CET) : अंतर कधी |विस्थापन| इतके? (1) सरळ रेषेत (2) वर्तुळात (3) नेहमी (4) कधीच नाही → उत्तर 1)

नियम 3 : सदिशांचे गुणधर्म — समान सदिश : परिमाण व दिशा समान. ऋण सदिश −A : परिमाण समान, दिशा उलट. k A : परिमाण |k| A (k < 0 ⇒ दिशा उलट).

  • सोपे : A = 5 m पूर्वेकडे ⇒ −A = 5 m पश्चिमेकडे.
  • मध्यम : 3A = 15 m पूर्वेकडे; −2A = 10 m पश्चिमेकडे.
  • परीक्षेसाठी (CET) : A + (−A) = ? (1) शून्य सदिश (2) 2A (3) A² (4) 1 → उत्तर 1)

सूत्राची उपपत्ती : विस्थापनाचे परिमाण

  • पायरी 1 : A → B : 4 m पूर्वेला, मग 3 m उत्तरेला.
  • पायरी 2 : दोन पायऱ्या लंब ⇒ काटकोन त्रिकोण.
  • पायरी 3 : पायथागोरस : AB² = 4² + 3² = 25.
  • पायरी 4 : |विस्थापन| = 5 m, दिशा : tanθ = 3/4.
लक्षात ठेवा

|विस्थापन| ≤ अंतर; सदिश = परिमाण + दिशा.

सामान्य चूक / CET सापळा

चाल अदिश, वेग सदिश; विद्युतप्रवाह दिशा दाखवतो तरी अदिश आहे.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "दिशा = सदिश".

फरक ओळखा

गुणअदिशसदिश
परिमाणआहेआहे
दिशानाहीआहे
उदा.चाल, ऊर्जावेग, बल
बेरीजसामान्यत्रिकोण नियम

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1अदिश म्हणजे?
  2. 2चाल व वेगात फरक?
  3. 3−A म्हणजे?
मध्यम
  1. 46 m पूर्व + 8 m उत्तर : विस्थापन?
  2. 5त्याचे अंतर?
  3. 6A = 4 m : 2.5 A?
आव्हानात्मक
  1. 7r = 7 m अर्धवर्तुळ : अंतर व विस्थापन?
  2. 8सदिश बदलला पण परिमाण तोच : कसा?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1फक्त परिमाण असलेली राशी
  2. 2वेगाला दिशा असते
  3. 3उलट दिशेचा समान सदिश
  4. 410 m
  5. 514 m
  6. 610 m
  7. 722 m; 14 m
  8. 8दिशा बदलून

सदिशांची बेरीज व वजाबाकी

रोजच्या जीवनातून

नदी पार करताना बोट पुढे व प्रवाह बाजूला — दोन्ही मिळून खरी दिशा ठरते.

सोपी व्याख्या

परिणामी (resultant) = दोन सदिशांचा एकत्रित परिणाम दाखवणारा एकच सदिश.

समांतरभुज चौकोन नियमABRθR = √(A² + B² + 2AB cosθ)tanα = B sinθ ÷ (A + B cosθ)θ = 0° : R = A + Bθ = 180° : R = A − B

आकृतीत : A, B चा कर्ण = R.

Live आकृती

सदिशांची बेरीज व वजाबाकी

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : त्रिकोण व समांतरभुज नियम — दोन सदिशांची बेरीज : शेपूट-डोके जोडा (त्रिकोण) किंवा समान उगमबिंदूने कर्ण (समांतरभुज). R = √(A² + B² + 2AB cosθ); tanα = B sinθ ÷ (A + B cosθ) (α = R व A मधील कोन).

  • सोपे : A = 3, B = 4, θ = 90° ⇒ R = √(9 + 16) = 5.
  • मध्यम : A = B = 10, θ = 60° ⇒ R = 17.32 (= 10√3).
  • परीक्षेसाठी (CET) : θ = 0° ⇒ R? (1) A + B (2) A − B (3) √(A²+B²) (4) 0 → उत्तर 1) युक्ती : एकाच दिशेत = कमाल.

नियम 2 : कमाल व किमान परिणामी — θ = 0° ⇒ R_max = A + B; θ = 180° ⇒ R_min = |A − B|. त्यामुळे |A − B| ≤ R ≤ A + B.

  • सोपे : 7 N व 4 N बलांचा परिणामी 3 N ते 11 N.
  • मध्यम : समान परिमाणाचे दोन सदिश 120° वर ⇒ R = परिमाण (उदा. 5, 5 ⇒ 5).
  • परीक्षेसाठी (CET) : 5 N व 5 N चा परिणामी 12 N असू शकतो? (1) नाही (2) हो (3) कधी कधी (4) माहीत नाही → उत्तर 1)

नियम 3 : वजाबाकी — A − B = A + (−B). R = √(A² + B² − 2AB cosθ).

  • सोपे : A = B = 10, θ = 60° ⇒ |A − B| = 10.
  • मध्यम : A = 6, B = 8, θ = 90° ⇒ |A − B| = 10.
  • परीक्षेसाठी (CET) : |A − B| चे सूत्रात चिन्ह? (1) − 2AB cosθ (2) + 2AB cosθ (3) 2AB (4) AB → उत्तर 1)

सूत्राची उपपत्ती : परिणामी R चे सूत्र

  • पायरी 1 : B ची शेपूट A च्या डोक्यावर; A ला B चा घटक = B cosθ, लंब = B sinθ.
  • पायरी 2 : R² = (A + B cosθ)² + (B sinθ)².
  • पायरी 3 : = A² + 2AB cosθ + B²(cos²θ + sin²θ).
  • पायरी 4 : R = √(A² + B² + 2AB cosθ); tanα = B sinθ ÷ (A + B cosθ).
लक्षात ठेवा

R = √(A² + B² + 2AB cosθ); |A − B| ≤ R ≤ A + B.

सामान्य चूक / CET सापळा

θ म्हणजे दोन सदिशांच्या शेपटींमधील कोन; वजाबाकीत चिन्ह −.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "एकत्र = मोठे; उलट = लहान".

फरक ओळखा

θR
0°A + B (कमाल)
90°√(A² + B²)
180°A − B(किमान)

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1त्रिकोण नियम सांगा.
  2. 2R_max कधी?
  3. 3A − B चे सूत्र?
मध्यम
  1. 4A = 6, B = 8, θ = 90° : R?
  2. 5A = B = 5, θ = 120° : R?
  3. 612 N व 5 N कमाल व किमान?
आव्हानात्मक
  1. 7A = 3, B = 4, θ = 90° : α?
  2. 8A = 2, B = 2, θ = 60° : |A − B|?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1A च्या डोक्याला B ची शेपूट; पहिल्या शेपटीपासून शेवटच्या डोक्यापर्यंत R
  2. 2θ = 0°
  3. 3A + (−B)
  4. 4R = 10
  5. 5R = 5
  6. 617 N; 7 N
  7. 7α = 53.1°
  8. 82

सदिशांचे विभाजन व एकक सदिश

रोजच्या जीवनातून

तिरकी उतरण चढताना पुढे जाणे व उंच जाणे — दोन्ही घटक वेगळे मोजता येतात.

सोपी व्याख्या

घटक (component) = सदिशाचे अक्षांवरील प्रक्षेपण; एकक सदिश (unit vector) = परिमाण 1 चा दिशादर्शक.

सदिशाचे घटकAA_x = A cosθA_y = A sinθθA = A_x î + A_y ĵ|A| = √(A_x² + A_y²)Â = A ÷ |A|

आकृतीत : लाल A चे निळे A_x व हिरवे A_y.

नियम 1 : घटकांत विभाजन — A_x = A cosθ, A_y = A sinθ; A = A_x î + A_y ĵ; |A| = √(A_x² + A_y²); tanθ = A_y ÷ A_x.

  • सोपे : A = 10 N, θ = 30° ⇒ A_x = 8.66, A_y = 5.00.
  • मध्यम : A = 3î + 4ĵ ⇒ |A| = 5; tanθ = 4/3 ⇒ θ = 53°.
  • परीक्षेसाठी (CET) : θ = 45° वर घटक? (1) समान (2) A_x > A_y (3) A_y > A_x (4) शून्य → उत्तर 1)

नियम 2 : एकक सदिश — Â = A ÷ |A|; परिमाण 1, दिशा A ची. î, ĵ, k̂ = x, y, z अक्षांचे एकक सदिश.

  • सोपे : A = 3î + 4ĵ ⇒ Â = 0.6î + 0.8ĵ.
  • मध्यम : |0.6î + 0.8ĵ| = √(0.36 + 0.64) = 1 ✓.
  • परीक्षेसाठी (CET) : एकक सदिशाला एकक? (1) नाही (2) m (3) N (4) s → उत्तर 1)

नियम 3 : घटकांनी बेरीज — A + B : x घटक आणि y घटक स्वतंत्र जोडा. R_x = A_x + B_x, R_y = A_y + B_y.

  • सोपे : A = 2î + 3ĵ, B = 4î − ĵ ⇒ A + B = 6î + 2ĵ; |A + B| = √40 = 6.32.
  • मध्यम : A − B = −2î + 4ĵ; |A − B| = √20 = 4.47.
  • परीक्षेसाठी (CET) : (î + ĵ) + (î − ĵ) = ? (1) 2î (2) 2ĵ (3) 0 (4) î → उत्तर 1)

सूत्राची उपपत्ती : A_x = A cosθ, A_y = A sinθ

  • पायरी 1 : A ला कर्ण मानून x-अक्षावर लंब टाका ⇒ काटकोन त्रिकोण.
  • पायरी 2 : cosθ = लगतची बाजू ÷ कर्ण = A_x ÷ A.
  • पायरी 3 : sinθ = समोरची बाजू ÷ कर्ण = A_y ÷ A.
  • पायरी 4 : A_x = A cosθ; A_y = A sinθ; A² = A_x² + A_y².
लक्षात ठेवा

A_x = A cosθ; A_y = A sinθ; Â = A/|A|; बेरीज घटकांनी.

सामान्य चूक / CET सापळा

θ कोणत्या अक्षापासून आहे ते पाहा : y-अक्षापासून असेल तर sin/cos उलटे.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "x = कॉस; y = साइन".

फरक ओळखा

राशीसूत्रएकक
A_xA cosθA सारखे
A_yA sinθA सारखे
A√(A_x²+A_y²)A सारखे
ÂA/Aनाही

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1A_x चे सूत्र?
  2. 2एकक सदिश म्हणजे?
  3. 3î, ĵ, k̂ काय?
मध्यम
  1. 4A = 20, θ = 60° : A_x, A_y?
  2. 5A = 6î + 8ĵ : |A| व Â?
  3. 6A = 3î + 2ĵ, B = î − 5ĵ : A + B?
आव्हानात्मक
  1. 7A = 5î − 12ĵ : |A| व कोन?
  2. 8A = 4î + 3ĵ, B = 2î + 6ĵ : |A − B|?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1A cosθ
  2. 2परिमाण 1 चा, दिशा दर्शवणारा सदिश
  3. 3x, y, z अक्षांचे एकक सदिश
  4. 4A_x = 10, A_y = 17.3
  5. 510; 0.6î + 0.8ĵ
  6. 64î − 3ĵ
  7. 713; −67.4°
  8. 8√13 = 3.61

अदिश गुणाकार (डॉट गुणाकार)

रोजच्या जीवनातून

घसरगुंडीवर बल तिरके लावले तरी जितके बल पुढे जाते तितकेच कार्य होते — प्रक्षेपण.

सोपी व्याख्या

डॉट गुणाकार (dot product) = दोन सदिशांचा गुणाकार जो अदिश निकाल देतो.

अदिश गुणाकार : प्रक्षेपणB cosθABθA·B = AB cosθ= A_xB_x + A_yB_yW = F·dî·î = 1 ; î·ĵ = 0

आकृतीत : B चे A वरील प्रक्षेपण = B cosθ.

नियम 1 : अदिश गुणाकार (डॉट) — A·B = A B cosθ = A_xB_x + A_yB_y + A_zB_z. निकाल अदिश. A·B = B·A. î·î = 1; î·ĵ = 0.

  • सोपे : A = 3î + 4ĵ, B = 2î − ĵ ⇒ A·B = 6 − 4 = 2.
  • मध्यम : F = 10 N, d = 5 m, θ = 60° ⇒ W = 50 cos60° = 25 J.
  • परीक्षेसाठी (CET) : लंब सदिशांचा डॉट गुणाकार? (1) 0 (2) AB (3) 1 (4) −1 → उत्तर 1) युक्ती : 90° ⇒ cos = 0.

नियम 2 : कोन व प्रक्षेपण — cosθ = A·B ÷ (A B). A वर B चे प्रक्षेपण = (A·B) ÷ A.

  • सोपे : A = î + ĵ, B = î ⇒ cosθ = 1/√2 ⇒ θ = 45°.
  • मध्यम : A = 3î + 4ĵ, B = 2î + ĵ ⇒ A·B = 10; B चे A वरील प्रक्षेपण = 10 ÷ 5 = 2.
  • परीक्षेसाठी (CET) : A·A = ? (1) A² (2) 0 (3) 2A (4) 1 → उत्तर 1)

नियम 3 : कार्य व शक्ती — W = F·d = F d cosθ; P = F·v. लंब बल ⇒ कार्य शून्य (उदा. वर्तुळाकार गतीत).

  • सोपे : F = 20 N, v = 3 m/s समान दिशेत ⇒ P = 60 W.
  • मध्यम : F = 5î + 2ĵ, d = 3î ⇒ W = 15 J.
  • परीक्षेसाठी (CET) : कार्य शून्य कधी? (1) F ⟂ d (2) F ∥ d (3) θ = 0 (4) कधीही नाही → उत्तर 1)

सूत्राची उपपत्ती : A·B = A_xB_x + A_yB_y

  • पायरी 1 : A = A_x î + A_y ĵ, B = B_x î + B_y ĵ.
  • पायरी 2 : A·B = A_xB_x(î·î) + A_xB_y(î·ĵ) + A_yB_x(ĵ·î) + A_yB_y(ĵ·ĵ).
  • पायरी 3 : î·î = ĵ·ĵ = 1; î·ĵ = ĵ·î = 0.
  • पायरी 4 : A·B = A_xB_x + A_yB_y.
लक्षात ठेवा

A·B = AB cosθ = A_xB_x + A_yB_y; W = F·d.

सामान्य चूक / CET सापळा

डॉटचा निकाल अदिश; cosθ वापरा, sinθ नाही; लंब ⇒ 0.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "डॉट = कॉस = अदिश".

फरक ओळखा

गुणडॉट A·Bक्रॉस A×B
निकालअदिशसदिश
सूत्रAB cosθAB sinθ n̂
θ = 0°कमालशून्य
θ = 90°शून्यकमाल

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1A·B म्हणजे?
  2. 2î·ĵ = ?
  3. 3कार्याचे सदिश सूत्र?
मध्यम
  1. 4A = 2î + 3ĵ, B = 4î + ĵ : A·B?
  2. 5F = 8 N, d = 4 m, θ = 30° : W?
  3. 6A = 3î + 4ĵ : A·A?
आव्हानात्मक
  1. 7A = 2î + 2ĵ, B = 3î : कोन?
  2. 8F = 4î − 2ĵ, v = 3î + 6ĵ : P?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1AB cosθ (अदिश)
  2. 20
  3. 3W = F·d
  4. 411
  5. 527.7 J
  6. 625
  7. 745°
  8. 80 W

सदिश गुणाकार (क्रॉस गुणाकार)

रोजच्या जीवनातून

पाना फिरवताना बल पान्याला लंब लावले की सर्वात सोपे फिरते — क्रॉस गुणाकार.

सोपी व्याख्या

क्रॉस गुणाकार (cross product) = दोन सदिशांचा गुणाकार जो नवा सदिश देतो (दोन्हींना लंब).

सदिश गुणाकार : A × BABA × Bθक्षेत्रफळ|A×B| = AB sinθτ = r × Fî × ĵ = k̂A×B = −B×A

आकृतीत : निळा समांतरभुज = |A × B|; लाल बाण = दिशा.

नियम 1 : सदिश (क्रॉस) गुणाकार — A × B = A B sinθ n̂; n̂ = उजव्या हाताच्या नियमाने A, B दोघांना लंब. परिमाण = A, B ने बनलेल्या समांतरभुजाचे क्षेत्रफळ. A × B = −(B × A); A × A = 0.

  • सोपे : A = 3, B = 4, θ = 30° ⇒ |A × B| = 12 sin30° = 6.
  • मध्यम : समांतरभुज बाजू 5, 8 व कोन 30° ⇒ क्षेत्रफळ = 20.
  • परीक्षेसाठी (CET) : समांतर सदिशांचा क्रॉस गुणाकार? (1) 0 (2) AB (3) 1 (4) −AB → उत्तर 1) युक्ती : 0° ⇒ sin = 0.

नियम 2 : एकक सदिश व घटक — î × ĵ = k̂, ĵ × k̂ = î, k̂ × î = ĵ (उलट क्रमात −). x-y प्रतलात : (A × B)_z = A_xB_y − A_yB_x.

  • सोपे : A = î + 2ĵ, B = 3î + ĵ ⇒ z = 1·1 − 2·3 = −5 ⇒ A × B = −5k̂; |A × B| = 5.
  • मध्यम : ĵ × î = −k̂.
  • परीक्षेसाठी (CET) : k̂ × î = ? (1) ĵ (2) −ĵ (3) î (4) 0 → उत्तर 1) युक्ती : चक्र x→y→z→x.

नियम 3 : बलाघूर्ण व कोनीय संवेग — τ = r × F ⇒ τ = r F sinθ; L = r × p.

  • सोपे : r = 0.5 m, F = 20 N लंब ⇒ τ = 10 N m.
  • मध्यम : r = 2 m, F = 10 N, θ = 30° ⇒ τ = 10 N m.
  • परीक्षेसाठी (CET) : τ कमाल कधी? (1) F ⟂ r (2) F ∥ r (3) θ = 0 (4) θ = 180° → उत्तर 1)

सूत्राची उपपत्ती : (A × B)_z = A_xB_y − A_yB_x

  • पायरी 1 : A = A_x î + A_y ĵ, B = B_x î + B_y ĵ.
  • पायरी 2 : A × B = A_xB_x(î×î) + A_xB_y(î×ĵ) + A_yB_x(ĵ×î) + A_yB_y(ĵ×ĵ).
  • पायरी 3 : î×î = ĵ×ĵ = 0; î×ĵ = k̂; ĵ×î = −k̂.
  • पायरी 4 : A × B = (A_xB_y − A_yB_x) k̂.
लक्षात ठेवा

A × B = AB sinθ n̂; (A×B)_z = A_xB_y − A_yB_x; τ = r × F.

सामान्य चूक / CET सापळा

क्रम महत्त्वाचा : A × B = −B × A; sinθ वापरा, cosθ नाही.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "क्रॉस = साइन = सदिश".

फरक ओळखा

गुणडॉटक्रॉस
निकालअदिशसदिश
क्रम बदलल्याससमानचिन्ह बदलते
समांतरAB0
लंब0AB

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1क्रॉस गुणाकाराची दिशा कशी ठरते?
  2. 2î × î = ?
  3. 3τ चे सदिश सूत्र?
मध्यम
  1. 4A = 4, B = 5, θ = 90° : |A × B|?
  2. 5A = 2î + ĵ, B = î + 3ĵ : A × B?
  3. 6r = 0.4 m, F = 25 N, θ = 90° : τ?
आव्हानात्मक
  1. 7A = 3, B = 4, A·B = 6 : |A × B|?
  2. 8A × B व B × A मधील संबंध?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1उजव्या हाताच्या नियमाने
  2. 20
  3. 3τ = r × F
  4. 420
  5. 55k̂
  6. 610 N m
  7. 7cosθ = 0.5 ⇒ θ = 60° ⇒ 10.39
  8. 8A × B = −B × A

अवकलन

रोजच्या जीवनातून

स्पीडोमीटर प्रत्येक क्षणाचा वेग दाखवतो — हा स्थानाचा बदलदर, अवकलन.

सोपी व्याख्या

अवकलज (derivative) dy/dx = y चा x च्या संदर्भात बदलदर.

अवकलन : स्पर्शिकेचा चढx →ydy/dx = lim Δy ÷ Δxd(xⁿ)/dx = n xⁿ⁻¹d(sin x)/dx = cos xv = dx/dt ; a = dv/dt

आकृतीत : लाल स्पर्शिकेचा चढ = dy/dx.

Live आकृती

अवकलन

ॲपमध्ये ही आकृती हाताने हलवून बघता येते.

ॲपमध्ये उघडा

नियम 1 : अवकलजाची कल्पना — dy/dx = lim (Δx→0) Δy ÷ Δx = वक्राच्या स्पर्शिकेचा चढ. भौतिकीत : v = dx/dt, a = dv/dt.

  • सोपे : x = 3t² + 2t ⇒ v = 6t + 2; t = 2 s ⇒ v = 14 m/s.
  • मध्यम : a = dv/dt = 6 m/s² (स्थिर).
  • परीक्षेसाठी (CET) : v = dx/dt म्हणजे? (1) स्थानाचा बदलदर (2) x × t (3) x/t फक्त (4) a → उत्तर 1)

नियम 2 : अवकलनाचे नियम — d(c)/dx = 0; d(xⁿ)/dx = n xⁿ⁻¹; d(sin x) = cos x; d(cos x) = −sin x; d(eˣ) = eˣ; d(ln x) = 1/x; गुणाकार (uv)' = u'v + uv'; साखळी d f(g)/dx = f'(g) g'.

  • सोपे : d(5x⁴)/dx = 20x³.
  • मध्यम : d(sin 2x)/dx = 2 cos 2x; d(x² sin x)/dx = 2x sin x + x² cos x.
  • परीक्षेसाठी (CET) : d(cos x)/dx = ? (1) −sin x (2) sin x (3) −cos x (4) 1 → उत्तर 1) युक्ती : 'को' आला की ऋण.

नियम 3 : कमाल व किमान — dy/dx = 0 ⇒ अवस्थांतर बिंदू; d²y/dx² < 0 ⇒ कमाल, > 0 ⇒ किमान.

  • सोपे : y = −x² + 4x ⇒ dy/dx = −2x + 4 = 0 ⇒ x = 2; y = 4 (कमाल, d²y/dx² = −2).
  • मध्यम : h = 20t − 5t² ⇒ dh/dt = 20 − 10t = 0 ⇒ t = 2 s; h_max = 20 m.
  • परीक्षेसाठी (CET) : कमाल बिंदूवर dy/dx? (1) 0 (2) 1 (3) अनंत (4) ऋण → उत्तर 1)

सूत्राची उपपत्ती : d(x²)/dx = 2x (प्रथमतत्त्वावरून)

  • पायरी 1 : y = x²; (x + h)² − x² = 2xh + h².
  • पायरी 2 : Δy ÷ Δx = (2xh + h²) ÷ h = 2x + h.
  • पायरी 3 : h → 0 घेतल्यावर h नाहीसे.
  • पायरी 4 : dy/dx = 2x; सामान्यत: n xⁿ⁻¹.
लक्षात ठेवा

d(xⁿ) = n xⁿ⁻¹; v = dx/dt; a = dv/dt; कमाल : dy/dx = 0.

सामान्य चूक / CET सापळा

स्थिरांकाचा अवकलज 0; घात 1 ने कमी करा; cos चा अवकलज ऋण.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "घात खाली, घात −1".

फरक ओळखा

फलनअवकलज
xⁿn xⁿ⁻¹
sin xcos x
cos x−sin x
eˣeˣ
ln x1/x

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1d(x³)/dx = ?
  2. 2v व a अवकलनातून कसे?
  3. 3d(c)/dx = ?
मध्यम
  1. 4x = 4t³ − t : t = 1 वर v?
  2. 5y = sin 3x : dy/dx?
  3. 6y = x² + 6x : किमान बिंदू?
आव्हानात्मक
  1. 7x = 2t³ − 3t² : a = 0 केव्हा?
  2. 8h = 30t − 5t² : कमाल उंची?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 13x²
  2. 2v = dx/dt; a = dv/dt
  3. 30
  4. 411
  5. 53 cos 3x
  6. 6x = −3; y = −9
  7. 7t = 0.5 s
  8. 845 m

समाकलन

रोजच्या जीवनातून

बादलीत नळाचे पाणी किती साचले ते एकेक क्षणाचे प्रवाह जोडून कळते — समाकलन.

सोपी व्याख्या

समाकलन (integration) = अनेक लहान भाग जोडून एकूण मिळवणे; वक्राखालील क्षेत्रफळ.

समाकलन : वक्राखालील क्षेत्रफळx = 0 → 3 mFW = ∫F dx∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹ ÷ (n+1) + C∫sin x dx = −cos x∫cos x dx = sin xx = ∫v dt ; v = ∫a dt

आकृतीत : F – x आलेखाखालील क्षेत्रफळ = कार्य.

नियम 1 : अनिश्चित समाकलन — समाकलन = अवकलनाची उलट क्रिया. ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹ ÷ (n + 1) + C; ∫sin x = −cos x + C; ∫cos x = sin x + C; ∫eˣ = eˣ + C; ∫dx/x = ln x + C.

  • सोपे : ∫3x² dx = x³ + C.
  • मध्यम : v = 6t + 2 ⇒ x = ∫v dt = 3t² + 2t + C.
  • परीक्षेसाठी (CET) : ∫x dx = ? (1) x²/2 + C (2) x² + C (3) 2x (4) 1 → उत्तर 1)

नियम 2 : निश्चित समाकलन — ∫ₐᵇ f dx = [F]ₐᵇ = F(b) − F(a) = वक्राखालील क्षेत्रफळ. C नाहीसे होते.

  • सोपे : ∫₀² 3t² dt = [t³]₀² = 8 .
  • मध्यम : ∫₀^π sin x dx = [−cos x]₀^π = 2.
  • परीक्षेसाठी (CET) : ∫₁² dx = ? (1) 1 (2) 2 (3) 0 (4) 3 → उत्तर 1)

नियम 3 : भौतिकीतील उपयोग — x = ∫v dt, v = ∫a dt, W = ∫F dx. स्थिर a ⇒ v = u + at, x = ut + ½at².

  • सोपे : F = 4x N, 0 ते 3 m ⇒ W = ∫4x dx = 2x² = 18 J.
  • मध्यम : a = 6t, u = 0 ⇒ v = 3t²; t = 2 s ⇒ v = 12 m/s.
  • परीक्षेसाठी (CET) : W = ? (1) ∫F dx (2) dF/dx (3) F/x (4) F + x → उत्तर 1)

सूत्राची उपपत्ती : x = ut + ½ a t² (समाकलनाने)

  • पायरी 1 : a = dv/dt स्थिर ⇒ v = ∫a dt = a t + C₁.
  • पायरी 2 : t = 0 वर v = u ⇒ C₁ = u ⇒ v = u + a t.
  • पायरी 3 : x = ∫v dt = ∫(u + a t) dt = u t + ½ a t² + C₂.
  • पायरी 4 : t = 0 वर x = 0 ⇒ C₂ = 0 ⇒ x = u t + ½ a t².
लक्षात ठेवा

∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n+1) + C; x = ∫v dt; W = ∫F dx.

सामान्य चूक / CET सापळा

अनिश्चित समाकलनात + C विसरू नका; निश्चित मध्ये वरची − खालची मर्यादा.

शॉर्टकट

आठवणीची युक्ती : "घात + 1, भागिले नवा घात".

फरक ओळखा

फलनसमाकलन
xⁿxⁿ⁺¹/(n+1)
sin x−cos x
cos xsin x
eˣeˣ
1/xln x

सरावासाठी प्रश्न

सोपे
  1. 1∫x² dx?
  2. 2समाकलन म्हणजे?
  3. 3W चे समाकलन सूत्र?
मध्यम
  1. 4∫₀³ 2x dx?
  2. 5a = 4 (स्थिर), u = 0 : v = ? t = 3 s
  3. 6F = 6x, 0 ते 2 m : W?
आव्हानात्मक
  1. 7v = 3t² : t = 0 ते 2 s विस्थापन?
  2. 8∫₀^(π/2) cos x dx?
उत्तरे पाहा (आधी स्वतः सोडवा)
  1. 1x³/3 + C
  2. 2अवकलनाची उलट क्रिया
  3. 3W = ∫F dx
  4. 49
  5. 512 m/s
  6. 612 J
  7. 78 m
  8. 81

संपूर्ण धड्याची झटपट उजळणी

संकल्पनामहत्त्वाचे सूत्र / तथ्यएकक / मितीय सूत्र
परिणामीR = √(A² + B² + 2AB cosθ)A सारखे
घटकA_x = A cosθ; A_y = A sinθA सारखे
एकक सदिशÂ = A/Aनाही
डॉटA·B = AB cosθअदिश
क्रॉसA×B= AB sinθसदिश
अवकलनd(xⁿ) = n xⁿ⁻¹—
गतीv = dx/dt; a = dv/dtm/s; m/s²
समाकलन∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n+1)—

🎯 परीक्षेसाठी सर्वाधिक महत्त्वाचे मुद्दे

  • |A − B| ≤ R ≤ A + B.
  • घटकांनी बेरीज सोपी.
  • लंब सदिश : डॉट = 0.
  • समांतर सदिश : क्रॉस = 0.
  • क्रॉस क्रमावर अवलंबून : A × B = −B × A.
  • कमाल/किमान : dy/dx = 0.
  • समाकलन : क्षेत्रफळ; W = ∫F dx.
अभ्यासाचा मंत्र

सदिश : घटक पाडा → बेरीज; डॉट = cos; क्रॉस = sin; कलन : घात खाली / घात + 1.