1. समस्या: एक गोलाकार गुब्बारे की त्रिज्या $r$ समय $t$ के साथ स्थिर गति से बदल रही है। आरंभ में $r=3$ ईकाई और 3 सेकंड बाद $r=6$ ईकाई है। $t$ सेकंड बाद त्रिज्या ज्ञात करें।
2. सूत्र: चूंकि त्रिज्या स्थिर गति से बढ़ रही है, अतः $r$ समय के साथ रैखिक रूप से बढ़ेगा:
$$r = r_0 + vt$$
जहाँ $r_0$ प्रारंभिक त्रिज्या और $v$ गति है।
3. गति ज्ञात करें:
$$v = \frac{6 - 3}{3 - 0} = 1$$ ईकाई/सेकंड
4. अतः त्रिज्या का समीकरण:
$$r = 3 + 1 \times t = 3 + t$$
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5. समस्या: बैंक में मूलधन $P$ वार्षिक वृद्धि दर $r\%$ से बढ़ता है। 100 रुपये 10 वर्षों में दोगुना हो जाते हैं। $r$ ज्ञात करें।
6. सूत्र: चूंकि वृद्धि चक्रवृद्धि है, हम उपयोग करेंगे:
$$A = P e^{rt}$$
यहाँ $A$ अंतिम राशि, $P$ प्रारंभिक राशि, $r$ वार्षिक वृद्धि दर (दशमलव में), $t$ समय (वर्षों में)।
7. दिया है:
$$A = 2P, P=100, t=10$$
8. समीकरण:
$$2P = P e^{10r} \Rightarrow 2 = e^{10r}$$
9. दोनों ओर प्राकृतिक लघुगणक लें:
$$\ln 2 = 10r \Rightarrow r = \frac{\ln 2}{10} = \frac{0.6931}{10} = 0.06931$$
10. वार्षिक वृद्धि दर:
$$r = 6.931\%$$
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11. समस्या: बैंक में 5% वार्षिक वृद्धि दर से 1000 जमा किए जाते हैं। 10 वर्ष बाद राशि ज्ञात करें।
12. सूत्र:
$$A = P e^{rt}$$
13. दिया है:
$$P=1000, r=0.05, t=10$$
14. गणना:
$$A = 1000 \times e^{0.05 \times 10} = 1000 \times e^{0.5} = 1000 \times 1.648 = 1648$$
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15. समस्या: जीवाणु समूह की संख्या $N=100000$ है। 2 घंटे में 10% वृद्धि होती है। ज्ञात करें कितने घंटे में संख्या 200000 होगी।
16. वृद्धि दर $k$ ज्ञात करें:
$$N(t) = N_0 e^{kt}$$
17. दिया है:
$$N_0 = 100000, N(2) = 100000 \times 1.1 = 110000$$
18. समीकरण:
$$110000 = 100000 e^{2k} \Rightarrow 1.1 = e^{2k}$$
19. प्राकृतिक लघुगणक लें:
$$\ln 1.1 = 2k \Rightarrow k = \frac{\ln 1.1}{2}$$
20. अब $t$ ज्ञात करें जब $N(t) = 200000$:
$$200000 = 100000 e^{kt} \Rightarrow 2 = e^{kt}$$
21. प्राकृतिक लघुगणक लें:
$$\ln 2 = kt \Rightarrow t = \frac{\ln 2}{k} = \frac{0.6931}{\frac{\ln 1.1}{2}} = \frac{0.6931 \times 2}{\ln 1.1}$$
22. $
\ln 1.1 \approx 0.09531$
23. अतः:
$$t = \frac{0.6931 \times 2}{0.09531} \approx 14.54$$ घंटे
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अंतिम उत्तर:
1. $r = 3 + t$
2. $r = 6.931\%$
3. $A = 1648$
4. $t \approx 14.54$ घंटे
Growth Problems 1D4693
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