अनुपात, दर और समानुपात
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अनुपात पहला विषय है जहाँ अंकगणित आसान है और पढ़ना कठिन। 360 ÷ 9 शायद ही किसी से ग़लत हो; पर 4:5 का अनुपात होने पर 4 से भाग बहुतों से हो जाता है — क्योंकि उन्होंने हिस्से की तुलना हिस्से से की, जबकि सवाल हिस्से की तुलना पूरे से करा रहा था।
तो यह पन्ना उसी फ़र्क़ के इर्द-गिर्द जमा है। अनुपात दो हिस्सों की आपस में तुलना करता है। भिन्न एक हिस्से की पूरे से। दर अलग-अलग इकाइयों की दो मात्राओं की। ये तीन सीधे हो जाएँ, तो बाक़ी सब गुणा है।
अनुपात क्या है?
कोई अनुपात दो या ज़्यादा हिस्सों के आकार की तुलना करता है। अनुपात विसर्ग-लिखावट से मिलवाता है: लाल : नीला = 2 : 3 यानी हर 3 नीले काउंटरों पर 2 लाल काउंटर। क्रम मायने रखता है, तो नीला : लाल है 3 : 2। हिस्से-से-पूरे के अनुपात मुख्य क़दम जोड़ता है: पूरा जानने के लिए हिस्से जोड़िए। यहाँ 2 + 3 = 5, तो लाल सारे काउंटरों का है, नहीं। अगर एक थैले में इसी अनुपात में 20 काउंटर हों, तो एक हिस्सा है 20 ÷ 5 = 4 काउंटर, तो 2 × 4 = 8 लाल और 3 × 4 = 12 नीले हैं। यह इसलिए चलता है क्योंकि 20 काउंटर 5-5 के 4 समूह बनाते हैं, हर एक में 2 लाल और 3 नीले। कोई अनुपात वही रहता है जब हर हिस्से को एक ही संख्या से गुणा या भाग दिया जाए, तो 8 : 12 सरल होकर वापस 2 : 3 बनता है। हिस्सों को जोड़ना उन्हें जाँचता है: 8 + 12 = 20, पूरे थैले का आकार।
a : b में हिस्सा a / (a + b) है, जो दोनों भागों को गुणा करने पर भी नहीं बदलता
अनुपात को 1 : 2 बनाइए
अनुपात को सुथराना भिन्न सरल करने जैसा चलता है — हर हिस्से को साझे गुणनखंड से भाग दीजिए, तो 12 : 18 बन जाता है 2 : 3 — और यह बिना बदले तीन हिस्सों वाले अनुपात तक फैल जाता है। अनुपात, भिन्न, प्रतिशत अनुवाद-सारणी पूरी करता है: 2 : 3 यानी पूरे का , यानी 40%।
रक़म को अनुपात में बाँटना
हिस्से जोड़िए, भाग दीजिए, गुणा करके फैलाइए। 360 को 4 : 5 में बाँटिए हिस्से एक हिस्सा बँटवारे 160 और 200. जाँच यह कि बँटवारे जोड़कर मूल रक़म बनें।
अनुपात के बार मॉडल वह चित्र है जो इसे ग़लत करना मुश्किल कर देता है: दो गुटों में नौ बराबर डिब्बे, और सवाल ज़ाहिर हो जाता है। यह जितना दिखता है उससे कहीं आगे तक काम देता है — इस पन्ने के सबसे पेचीदा सवाल भी बार खींचकर हल हो जाते हैं।
दो अनुपातों को जोड़ना साझे बीच वाले पद की सूरत सँभालता है। A : B = 2 : 3 और B : C = 4 : 5 हों, तो दोनों B आपस में नहीं मिलते — हर अनुपात को तब तक स्केल कीजिए जब तक वे मिल न जाएँ: A : B = 8 : 12 और B : C = 12 : 15, यानी A : B : C = 8 : 12 : 15।
ऐकिक विधि इस सबके नीचे बैठा हरफ़नमौला औज़ार है: एक इकाई निकालिए, फिर गुणा कर लीजिए। 7 कॉपियाँ 21 की, तो एक 3 की, तो 12 कॉपियाँ 36 की. यह कभी सबसे तेज़ नहीं होती और कभी नाकाम नहीं होती — इसीलिए उलझाकर लिखे सवाल पर हाथ इसी की ओर जाना चाहिए। स्केल गुणक वही विचार गुणक के नाम से है — वह संख्या जो एक मात्रा को उसके जोड़ीदार तक ले जाती है।
अब तुम
2 : 2, 12 को बाँटता है। एक भाग की क़ीमत क्या है?
4 : 1, 10 को बाँटता है। एक भाग की क़ीमत क्या है?
दर क्या है?
दर अलग-अलग इकाइयों में नपी दो मात्राओं की तुलना करती है, जैसे किलोमीटर और घंटे, तो उसकी क़ीमत दोनों इकाइयों को साथ ढोती है। दरें विचार से मिलवाता है, और दर, कुल, इकाइयाँ तीनों जुड़ी संख्याओं को जोड़ता है: दर × इकाइयाँ = कुल, तो उनमें से कोई दो, तीसरे को निकाल देते हैं। जो गाड़ी 3 घंटे में 150 km तय करती है, उसकी दर है 150 ÷ 3 = 50 km प्रति घंटा। उसी दर पर, 5 घंटे में 50 × 5 = 250 km तय होते हैं, और 400 km तय करने में 400 ÷ 50 = 8 घंटे लगते हैं। यह इसलिए चलता है क्योंकि स्थिर दर हर इकाई के लिए एक ही मात्रा जोड़ती है। गुणा करने से पहले इकाइयाँ मिलनी चाहिए। मिनटों में दिया गया समय पहले घंटों में बदलना होगा: 30 मिनट यानी घंटा, तो गाड़ी km तय करती है। इकाइयाँ काम की जाँच करती हैं: km प्रति घंटा गुणा घंटे बचता है km, वही इकाई जो उत्तर की होनी चाहिए।
y = kx मूल बिंदु से गुज़रने वाली एक सीधी रेखा है, और इस पर हर बिंदु पर y/x का मान k है: प्रति किलोग्राम कीमत ही इसकी प्रवणता है
वज़न को 1 kg पर खींचिए और कीमत पढ़िए
इकाई-दरों की तुलना व्यावहारिक हुनर है — 3.60 का 750 ग्राम डिब्बा बनाम 5.40 का 1.2 किलो डिब्बा यानी प्रति 100 ग्राम 0.48 बनाम 0.45 — और सुपरमार्केट की शेल्फ़-पर्ची की पूरी इबारत यही है। विनिमय दरें वही अंकगणित है, बस यह ध्यान बढ़ाकर कि दर का मुँह किस ओर है — सचमुच ग़लती-ख़ेज़ हिस्सा बस वही है।
चाल, घनत्व और दाब
चाल प्रति इकाई समय की दूरी है — वह दर जो सबके पास पहले से सहज है। औसत चाल वह जगह है जहाँ सहजता धोखा देती है: वह कुल दूरी भागा कुल समय है, चालों का औसत नहीं। एक ही सड़क पर 60 से जाकर 30 से लौटने का औसत 40 है, 45 नहीं — धीमा पड़ाव दुगुना समय लेता है, इसलिए दुगुना गिना जाता है।
घनत्व (द्रव्यमान प्रति आयतन) और दाब (बल प्रति क्षेत्रफल) वही त्रिभुज हैं, लेबल बदले हुए — इन्हें साथ पढ़ाने की बात ही यही है: एक रिश्ता, तीन विषय।
संयुक्त इकाइयों का रूपांतरण वह क़दम है जो भौतिकी में भी उतनी ही बार छूटता है जितना गणित में। ऊपर और नीचे को अलग-अलग बदलिए: 72 km/,,. दोनों एक साथ सँभालने में ही ग़लतियाँ बसती हैं।
अब तुम
हर बार 6, 5 बार। कुल क्या है?
30 को 6 बराबर हिस्सों में बाँटा गया। हर एक क्या है?
प्रत्यक्ष समानुपात और प्रतिलोम समानुपात
प्रत्यक्ष समानुपात में एक मात्रा दुगुनी होने पर दूसरी भी दुगुनी होती है और अनुपात बँधा रहता है। प्रतिलोम में एक दुगुनी होने पर दूसरी आधी होती है और गुणनफल बँधा रहता है।
बाईं ओर y = 2x, x का अनुसरण करता है और x के दोगुना होने पर दोगुना हो जाता है; दाईं ओर y = 8/x, x के दोगुना होने पर आधा हो जाता है, और आयत x × y का क्षेत्रफल 8 ही बना रहता है
x को 2 से 4 तक दोगुना कीजिए और देखिए कि दोनों ओर y का क्या होता है
प्रत्यक्ष समानुपात यानी y = kx — मूल-बिंदु से गुज़रती सीधी रेखा। प्रतिलोम समानुपात यानी xy = k: चार रंगसाज़ छह दिन लें तो आठ रंगसाज़ तीन, क्योंकि कुल काम — चौबीस रंगसाज़-दिन — ही स्थिर रहता है।
आनुपातिकता का अचर ख़ुद वह संख्या k है, और उसे नाम देना ही समानुपात के सवाल को ताड़ने के पैटर्न से उठाकर हल करने लायक़ समीकरण बना देता है। इकाई-मान से समानुपात यहाँ लगी ऐकिक विधि है, एक-एक क़दम।
नक़्शे के स्केल बँधे अचर वाला प्रत्यक्ष समानुपात हैं, और लिखावट गाँठ बाँधने लायक़ है: 1 : 50,000 यानी नक़्शे का 1 सेमी ज़मीन पर 50,000 सेमी — आधा किलोमीटर।
अब तुम
2 का दाम 12 है। 7 का दाम क्या है?
2 का दाम 8 है। 5 का दाम क्या है?
पहले-बाद वाले अनुपात के सवाल
यही वे सवाल हैं जो आश्वस्त विद्यार्थियों को बाक़ियों से अलग करते हैं, और विधि हमेशा एक है: ढूँढ़िए कि क्या नहीं बदला, और दोनों अनुपातों को इस तरह स्केल कीजिए कि वह अनबदली चीज़ दोनों में एक ही गिनती के हिस्सों में लिखी हो।
यहाँ कुछ भी टिका नहीं — अकेला 2 : 5 → 4 : 5 कोई मात्रा तय नहीं करता
कुल को वह मात्रा बनाओ जो बदली नहीं।
हिस्से से मिलाने के लिए अनुपात को दोबारा लिखना ख़ुद वह स्केलिंग सिखाता है। फिर तीन शक्लें हैं, और वे इस क़िस्म के लगभग हर परीक्षा-प्रश्न को ढँक लेती हैं:
- स्थिर हिस्से वाले अनुपात — एक मात्रा अनछुई है और दूसरी बदलती है, तो उस हिस्से की संख्या दोनों अनुपातों में बराबर कर दीजिए।
- स्थिर योग वाले अनुपात — चीज़ें दो गुटों के बीच खिसकती हैं पर कुछ आता-जाता नहीं, तो योग मिलने चाहिए।
- स्थिर अंतर वाले अनुपात — दोनों बराबर रक़म से बढ़ते हैं, जैसे उम्रें, तो उनके बीच का फ़ासला ही अचर है।
पहले-बाद वाले अनुपात के सवाल इन्हें जोड़ता है। दो लोग पैसा 5 : 3 में बाँटते हैं। एक के 12 दे देने पर दोनों बराबर हो जाते हैं। 2 हिस्सों का अंतर पहले 12 था, और पूरा 12 बड़े बँटवारे से बाहर गया, तो एक हिस्सा 6 है और बँटवारे थे 30 और 18.
क्षेत्रफल और आयतन की स्केलिंग
क्षेत्रफल की स्केलिंग वह नतीजा है जिस पर लोग दो बार चौंकते हैं। हर लंबाई को 3 से स्केल करना क्षेत्रफल को से गुणा कर देता है, क्योंकि लंबाई और चौड़ाई दोनों तिगुनी हुईं। आयतन घन से चलता है।
इसीलिए 1 : 50,000 वाले नक़्शे का क्षेत्रफल-स्केल 1 : 2,500,000,000 होता है, और केक के साँचे की चौड़ाई दुगुनी करने पर घोल दो नहीं, चार गुना चाहिए।
अब तुम
पहले 2 : 5, बाद में 3 : 5, और दूसरी राशि नहीं बदली। पहले हिस्से ने कितने भागों की बढ़त पाई?
पहले 1 : 3, बाद में 3 : 3, और दूसरी राशि नहीं बदली। पहले हिस्से ने कितने भागों की बढ़त पाई?
इबारती सवाल में प्रत्यक्ष और प्रतिलोम कैसे पहचानें?
पूछिए कि पहली मात्रा दुगुनी होने पर दूसरी का क्या होता है। वह भी दुगुनी हो तो रिश्ता प्रत्यक्ष है; आधी हो तो प्रतिलोम। तीन पेन की क़ीमत 6 है, तो छह पेन की 12: पेन दुगुने करने से क़ीमत दुगुनी होती है, यह प्रत्यक्ष है। चार मज़दूर किसी बाड़ को रंगने में 6 दिन लेते हैं, तो आठ मज़दूर 3 दिन लेंगे: मज़दूर दुगुने करने से समय आधा होता है, यह प्रतिलोम है। यह परख इसलिए चलती है क्योंकि प्रत्यक्ष रिश्ता भागफल को स्थिर रखता है और प्रतिलोम रिश्ता गुणनफल को। पेन के उदाहरण में, 6 ÷ 3 = 12 ÷ 6 = 2, एक पेन की क़ीमत। बाड़ के उदाहरण में, 4 × 6 = 8 × 3 = 24, मज़दूर-दिनों की कुल संख्या। किसी तय शुल्क से सावधान रहिए। जो टैक्सी 5 जमा प्रति किलोमीटर 2 लेती है, उसका किराया 10 km के लिए 25 है पर 20 km के लिए 45, तो दूरी दुगुनी करने से किराया दुगुना नहीं होता, और यह रिश्ता कोई भी नहीं है।
| स्थिति | पहली दुगुनी करने पर… | क़िस्म |
|---|---|---|
| ईंधन के लीटर और तय की दूरी | दूरी दुगुनी | प्रत्यक्ष |
| चाल और यात्रा का समय | समय आधा | प्रतिलोम |
| मज़दूर और पूरा करने के दिन | दिन आधे | प्रतिलोम |
| काम के घंटे और मज़दूरी | मज़दूरी दुगुनी | प्रत्यक्ष |
दिए हुए आँकड़ों में न तो भागफल स्थिर हो और न गुणनफल, तो रिश्ता समानुपाती है ही नहीं — और कोई स्केलिंग उसे क़ाबू में नहीं लाएगी।
चार ग़लतियाँ जिनका नाम लेना ज़रूरी है
- योग की जगह एक हिस्से से भाग देना। 4 : 5 में बाँटने का मतलब 9 से भाग है। कुल पहले लिखिए, हर बार।
- दो चालों का औसत निकालना। कुल दूरी भागा कुल समय। धीमा पड़ाव लंबा चलता है, तो ज़्यादा गिना जाता है।
- संयुक्त इकाई का आधा हिस्सा बदलना। km/h से के लिए ऊपर और नीचे — दोनों चाहिए।
- क्षेत्रफल को लंबाई के गुणक से स्केल करना। लंबाइयाँ k से चलती हैं, क्षेत्रफल से, आयतन से।
यह आगे कहाँ ले जाता है
अनुपात, बयान के बजाय हिस्सों की तुलना में लगी भिन्नें हैं — तो नीचे का विषय तुल्य भिन्न और मिश्र भिन्न है, और प्रतिशत वह अनुपात है जिसका कुल सौ पर बाँध दिया गया। आनुपातिकता के अचर को नाम देना बीजीय लिखावट (अंग्रेज़ी में) की पहली सीढ़ी है, और मूल-बिंदु से गुज़रती सीधी रेखा वह जगह जहाँ समीकरण (अंग्रेज़ी में) कमान सँभाल लेते हैं।
आपकी बारी
तीन सवाल — जो जवाब लगे उस पर टैप कीजिए।
12 : 18 को सरल कीजिए
$30 को 2 : 1 के अनुपात में बाँटिए। बड़ा हिस्सा है
3 पेन की क़ीमत $4.50 है। एक पेन की क़ीमत है
प्रश्न और उत्तर
- किसी रक़म को दिए हुए अनुपात में कैसे बाँटें?
- अनुपात के हिस्से जोड़िए, रक़म को उस योग से भाग देकर एक हिस्सा निकालिए, फिर गुणा करके फैला दीजिए। 360 को 4:5 में बाँटना है तो हिस्से 9 हैं, एक हिस्सा 40, और बँटवारे 160 और 200। जाँच यह कि बँटवारे जोड़कर वापस 360 बनें - यही उस आम चूक को पकड़ती है जिसमें 9 की जगह 4 या 5 से भाग दे दिया जाता है।
- अनुपात और भिन्न में क्या फ़र्क़ है?
- अनुपात दो हिस्सों की आपस में तुलना करता है; भिन्न एक हिस्से की पूरे से। लाल और नीला 2:3 के अनुपात में हों, तो लाल कुल का है, नहीं। एक से दूसरे में जाने के लिए पहले अनुपात के हिस्से जोड़कर पूरा बनाना पड़ता है। अनुपात की ज़्यादातर ग़लतियाँ यही बदलाव है — दिमाग़ में किया हुआ और छोड़ा हुआ।
- ऐकिक विधि क्या है?
- एक इकाई की क़ीमत निकालिए, फिर जितना चाहिए उतना गुणा कर लीजिए। 7 कॉपियाँ 21 की हों तो एक 3 की, तो 12 कॉपियाँ 36 की। यह चतुर छोटे रास्ते से धीमी है और कभी नाकाम नहीं होती — इसीलिए जब समानुपात का सवाल उलझाकर लिखा गया हो, हाथ इसी की ओर बढ़ना चाहिए। हर स्केलिंग का सवाल इससे हो सकता है।
- km/h को में कैसे बदलें?
- हर इकाई को बारी-बारी बदलिए: किलोमीटर से मीटर के लिए 1000 से गुणा, फिर घंटे से सेकंड के लिए 3600 से भाग — जो मिलकर 3.6 से भाग देना है। तो 72 km/h यानी । दोनों बदलाव एक ही क़दम में करने पर ही दिशा की चूकें घुसती हैं; ऊपर और नीचे को अलग-अलग सँभालना हिसाब ईमानदार रखता है।
- प्रत्यक्ष और प्रतिलोम समानुपात में क्या फ़र्क़ है?
- प्रत्यक्ष समानुपात में एक मात्रा दुगुनी होने पर दूसरी भी दुगुनी होती है और उनका अनुपात बँधा रहता है: y = kx। प्रतिलोम में एक दुगुनी होने पर दूसरी आधी होती है और उनका गुणनफल बँधा रहता है: xy = k। चार रंगसाज़ छह दिन लें, तो आठ रंगसाज़ तीन लेंगे - रंगसाज़ बढ़ने पर दिन गिरते हैं, तो जो स्थिर है वह कुल काम है।
- आकृति 3 गुना स्केल हो तो क्षेत्रफल का क्या होता है?
- क्षेत्रफल नौ गुना हो जाता है, क्योंकि लंबाई और चौड़ाई दोनों तिगुनी हुईं और क्षेत्रफल उनका गुणनफल है। k से स्केल करना क्षेत्रफल को k के वर्ग से और आयतन को k के घन से गुणा करता है। इसीलिए 1:50,000 वाले नक़्शे का क्षेत्रफल-स्केल 1 अनुपात 2,500 मिलियन होता है, और केक का साँचा दुगुना करने पर घोल चार गुना चाहिए, दो नहीं।