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समानुपात Notes: Direct & Inverse Proportion

MATHEMATICS CHAPTER: अनुपात एवं समानुपात TOPIC: समानुपात

समानुपात (Proportion) — Complete Master Notes

समानुपात वह गणितीय संबंध है जिसमें दो अनुपात बराबर होते हैं। इस Topic में विशेष रूप से प्रत्यक्ष समानुपात, व्युत्क्रम समानुपात, क्रमागत समानुपात, तृतीय समानुपाती और चतुर्थ समानुपाती को Basic से Advanced स्तर तक समझाया गया है।

🔥 Exam Point: सबसे पहले यह पहचानना सीखें कि प्रश्न में कौन-सा संबंध है: Direct Variation, Inverse Variation या सामान्य Proportion. सही प्रकार पहचान लेना आधा प्रश्न हल कर देता है।

📚 Table of Contents

1. 📚 Chapter Overview

समानुपात (Proportion) का अर्थ है दो अनुपातों की समानता। यदि दो अनुपात बराबर हैं, तो उन्हें समानुपात में कहा जाता है।

मुख्य रूप: a : b = c : d इसका अर्थ है: a/b = c/d

इस Topic के मुख्य भाग

  • सामान्य समानुपात
  • प्रत्यक्ष समानुपात (Direct Proportion / Direct Variation)
  • व्युत्क्रम समानुपात (Inverse Proportion / Inverse Variation)
  • क्रमागत समानुपात (Continued Proportion)
  • तृतीय समानुपाती (Third Proportional)
  • चतुर्थ समानुपाती (Fourth Proportional)
  • Missing Term आधारित Questions
  • Word Problems और Multi-Step Problems
📌 याद रखें: समानुपात में केवल ratio देखना पर्याप्त नहीं है। यह देखना भी आवश्यक है कि quantities एक-दूसरे के साथ सीधे बदल रही हैं या उल्टे।

परीक्षा में किस प्रकार के प्रश्न?

  • Missing fourth term
  • Direct proportion
  • Inverse proportion
  • Workers–Days
  • Speed–Time
  • Quantity–Cost
  • Distance–Time under fixed speed
  • Third/Fourth proportional
  • Continued proportion
  • Ratio based word problems

2. 🎯 Exam Applicability Map

नीचे केवल वे प्रमुख परीक्षा समूह दिए गए हैं जिनमें Mathematics/Quantitative या Elementary Mathematics के syllabus में Ratio & Proportion या संबंधित numerical concepts का evidence मिलता है।

Exam Category Exam / Group Relevance Official Syllabus Evidence Typical Level Question Pattern
SSC SSC CGL 🟢 Direct Ratio & Proportion स्पष्ट रूप से Quantitative Aptitude में Basic–Moderate Direct calculation, word problems, mixed arithmetic
SSC SSC GD / Numerical Ability 🟢 Direct Ratio and Proportion syllabus में Basic Short arithmetic questions
SSC SSC CPO 🟢 Direct Quantitative Aptitude में Ratio & Proportion Basic–Moderate Arithmetic + application
Railway RRB NTPC 🟢 Direct Mathematics में Ratio and Proportions Basic–Moderate Objective arithmetic
Defence UPSC CDS 🟢 Direct Elementary Mathematics में Ratio and Proportion Moderate Arithmetic / application
Banking SBI PO / SBI Clerk आदि Official notices में Quantitative Aptitude/Quantitative section; topic-level evidence notification-specific Moderate–Advanced Arithmetic, DI और mixed quantitative problems
UPSC Civil Services CSAT Basic Numeracy/quantitative concepts; exact subtopic notification/PYQ पर निर्भर Moderate Numeracy and data-based reasoning
State Exams State SSC / Police / Revenue आदि राज्यवार notification पर निर्भर Basic–Moderate Ratio, proportion और arithmetic applications
⚠️ महत्वपूर्ण: किसी specific State Recruitment या individual post के लिए syllabus को उसके संबंधित official notification से verify करना चाहिए। अलग-अलग भर्ती में topic coverage बदल सकता है।
Official Evidence Base: SSC CGL syllabus/notification, RRB NTPC detailed CEN, UPSC CDS notification/syllabus तथा संबंधित official recruitment documents।

3. 🧠 Basic Concepts

3.1 अनुपात और समानुपात में अंतर

अनुपात (Ratio)

दो समान प्रकार की राशियों की तुलना।

a : b

समानुपात (Proportion)

दो अनुपातों की समानता।

a : b = c : d

3.2 समानुपात का मूल नियम

यदि:

a : b = c : d

तो:

ad = bc
🔥 Exam Point: Missing value निकालने के लिए सबसे सुरक्षित तरीका है Cross Multiplication।

3.3 उदाहरण

यदि:

3 : 5 = x : 20

तो:

3 × 20 = 5x 60 = 5x → x = 12

4. 📖 Important Definitions

1. समानुपात (Proportion)

जब दो अनुपात बराबर हों, तो उनके बीच समानुपात होता है।

a : b = c : d

2. प्रत्यक्ष समानुपात

जब एक राशि बढ़ने पर दूसरी राशि भी उसी अनुपात में बढ़े, अथवा एक घटने पर दूसरी भी उसी अनुपात में घटे, तो प्रत्यक्ष समानुपात होता है।

y ∝ x y = kx

3. व्युत्क्रम समानुपात

जब एक राशि बढ़ती है और दूसरी उसी अनुपात में घटती है, तो व्युत्क्रम समानुपात होता है।

y ∝ 1/x xy = k

4. क्रमागत समानुपात

तीन राशियाँ a, b, c क्रमागत समानुपात में तब होती हैं जब:

a : b = b : c

5. तृतीय समानुपाती

यदि a और b के बाद c ऐसा हो कि:

a : b = b : c

तो c, a और b का तृतीय समानुपाती है।

6. चतुर्थ समानुपाती

यदि:

a : b = c : d

तो d, a, b और c का चतुर्थ समानुपाती है।

5. 📚 Complete Concepts

5.1 सामान्य समानुपात

समानुपात में चार terms होते हैं: Antecedent, Consequent, Mean Terms और Extreme Terms।

a : b = c : d
  • Extreme terms = a और d
  • Mean terms = b और c
  • Product of extremes = Product of means
ad = bc

5.2 प्रत्यक्ष समानुपात (Direct Proportion)

यदि x और y प्रत्यक्ष समानुपात में हैं:

x ∝ y

तो:

x/y = constant

या:

x₁/y₁ = x₂/y₂

उदाहरण: वस्तु और कीमत

समान दर पर 5 पेन की कीमत ₹50 है। 8 पेन की कीमत:

5/50 = 8/x

5x = 400

x = ₹80
⚡ पहचान: Quantity बढ़े और Rate समान हो तो Total Cost सामान्यतः direct proportion में बढ़ती है।

5.3 व्युत्क्रम समानुपात (Inverse Proportion)

यदि x और y व्युत्क्रम समानुपात में हैं:

xy = constant

इसलिए:

x₁y₁ = x₂y₂

उदाहरण: Workers और Days

8 मजदूर कोई काम 15 दिन में करते हैं। उसी काम को 12 मजदूर कितने दिन में करेंगे?

8 × 15 = 12 × x x = 10 दिन
🔥 Exam Point: Workers बढ़ें → Days घटें → सामान्यतः Inverse Proportion।

5.4 क्रमागत समानुपात

यदि:

a : b = b : c

तो:

b² = ac

इसलिए b को a और c का Mean Proportional कहा जा सकता है।

5.5 तृतीय समानुपाती

a और b का third proportional c है:

a : b = b : c

Cross multiplication से:

b² = ac

अतः:

c = b²/a

5.6 चतुर्थ समानुपाती

a, b, c का fourth proportional d है:

a : b = c : d

अतः:

d = bc/a

5.7 Direct और Inverse को पहचानना

स्थिति संबंध प्रकार
Quantity ↑, Cost ↑ Ratio constant Direct
Workers ↑, Days ↓ Product constant Inverse
Speed ↑, Fixed Distance का Time ↓ Speed × Time constant Inverse
एक ही Rate पर Quantity ↑, Cost ↑ Cost/Quantity constant Direct

6. 📌 Important Rules

  1. a : b = c : d ⇒ ad = bc
  2. a : b = b : c ⇒ b² = ac
  3. Third proportional to a,b = b²/a
  4. Fourth proportional to a,b,c = bc/a
  5. Direct proportion में ratio constant रहता है।
  6. Inverse proportion में product constant रहता है।
  7. Direct relation में एक quantity 2 गुना हो तो दूसरी भी 2 गुना होती है।
  8. Inverse relation में एक quantity 2 गुना हो तो दूसरी 1/2 हो जाती है।
  9. Units को समान करना आवश्यक हो सकता है।
  10. Word problem में पहले relation identify करें, फिर calculation करें।
⚠️ सबसे सामान्य Trap: हर "बढ़ने-घटने" वाले प्रश्न को direct/inverse मान लेना गलत है। Question की condition पढ़कर relationship तय करें।

7. 🧮 Formula Section

Concept Formula कब उपयोग करें?
General Proportion ad = bc a:b = c:d
Direct Proportion x₁/y₁ = x₂/y₂ दो quantities समान दिशा में बदलें
Inverse Proportion x₁y₁ = x₂y₂ एक बढ़े, दूसरी घटे
Continued Proportion a:b = b:c तीन quantities क्रमागत समानुपात में
Mean Proportional b = √ac a:b = b:c
Third Proportional c = b²/a a:b = b:c
Fourth Proportional d = bc/a a:b = c:d
✍️ Symbols: x₁, x₂ पहली और दूसरी स्थिति की quantities हैं; y₁, y₂ उनसे संबंधित quantities हैं; k constant of proportionality है।

8. ⚡ Shortcuts & Tricks

Trick 1: Fourth Proportional

यदि:

a : b = c : x

तो सीधे:

x = bc/a
⚡ उदाहरण: 4 : 7 = 12 : x
x = (7 × 12)/4 = 21

Trick 2: Third Proportional

यदि a और b दिए हों:

Third Proportional = b²/a
⚡ 4 और 6 का third proportional:
6²/4 = 36/4 = 9

Trick 3: Direct पहचान

यदि:

x ↑ ⇒ y ↑

और समान rate/condition हो, तो direct relation जांचें।

Trick 4: Inverse पहचान

यदि:

x ↑ ⇒ y ↓

तो product constant है या नहीं जांचें।

⚠️ Trick तभी लगाएँ जब relationship वास्तव में Direct/Inverse हो। केवल शब्दों के आधार पर shortcut न लगाएँ।

9. 📝 Solved Examples

BASIC

Q1. यदि 5 : 8 = x : 40, तो x का मान क्या होगा?

A) 20
B) 25
C) 30
D) 32

उत्तर: B) 25

5 × 40 = 8x
200 = 8x
x = 25

Concept: General Proportion

BASIC

Q2. 6 और 9 का तृतीय समानुपाती क्या है?

A) 12.5
B) 13.5
C) 14.5
D) 15

उत्तर: B) 13.5

Third proportional = b²/a = 9²/6 = 81/6 = 13.5

MEDIUM

Q3. 4, 6 और 8 का चतुर्थ समानुपाती ज्ञात कीजिए।

A) 10
B) 12
C) 14
D) 16

उत्तर: B) 12

4 : 6 = 8 : x
4x = 48
x = 12

MEDIUM

Q4. 8 मजदूर किसी काम को 15 दिन में करते हैं। 12 मजदूर वही काम कितने दिन में करेंगे?

A) 8 दिन
B) 10 दिन
C) 12 दिन
D) 15 दिन

उत्तर: B) 10 दिन

Workers और Days inverse proportion में हैं।
8 × 15 = 12 × x
x = 120/12 = 10 दिन

MEDIUM

Q5. यदि 7 kg वस्तु की कीमत ₹420 है, तो समान दर पर 12 kg की कीमत क्या होगी?

A) ₹620
B) ₹700
C) ₹720
D) ₹760

उत्तर: C) ₹720

Direct proportion:
7/420 = 12/x
7x = 5040
x = 720

HARD

Q6. यदि x और y प्रत्यक्ष समानुपाती हैं तथा x = 12 पर y = 18 है, तो x = 20 पर y कितना होगा?

A) 24
B) 28
C) 30
D) 32

उत्तर: C) 30

x/y constant:
12/18 = 20/y
12y = 360
y = 30

HARD

Q7. यदि x और y व्युत्क्रम समानुपाती हैं तथा x = 8 पर y = 15 है, तो x = 12 पर y कितना होगा?

A) 8
B) 10
C) 12
D) 15

उत्तर: B) 10

xy = constant
8 × 15 = 12 × y
y = 120/12 = 10

10. 📝 PYQ Master Section

⚠️ PYQ Verification Note: इस Master Page में किसी प्रश्न को वास्तविक PYQ के रूप में तभी रखा गया है जब उसका Exam/Year/Paper source पर्याप्त रूप से verify किया जा सके। उपलब्ध official syllabus sources से Topic की relevance स्पष्ट है, लेकिन इस response में किसी specific historical question का complete official paper text independently verify नहीं किया गया है। इसलिए नीचे दिए गए प्रश्नों को वास्तविक PYQ नहीं कहा जा रहा है।
📝 Verified PYQ Status: इस Topic के लिए इस page में कोई unverified प्रश्न को "Official PYQ" बनाकर प्रस्तुत नहीं किया गया है।

PYQ Pattern Based Important Questions

Pattern 1: 4 : 7 = 12 : x, x ज्ञात कीजिए।

यह सामान्य fourth proportional / missing term pattern है।

Pattern 2: 8 workers और 15 days दिए हों तथा workers बदल जाएँ, तो days निकालने के लिए inverse proportion test करें।

Pattern 3: दो numbers दिए हों और third proportional पूछा जाए, तो b²/a का प्रयोग करें।

11. 🔍 PYQ Pattern Analysis

Official syllabi से यह स्पष्ट है कि Ratio & Proportion arithmetic/numerical ability का नियमित syllabus component है। Exact question frequency किसी एक exam या year के लिए बिना संबंधित papers की systematic counting के दावा नहीं करनी चाहिए।

Pattern मुख्य Skill तैयारी
Missing term Cross multiplication बहुत अच्छी रखें
Direct proportion Ratio constant Concept + calculation
Inverse proportion Product constant Relation पहचानना
Third proportional b²/a Formula याद रखें
Fourth proportional bc/a Cross multiplication
Continued proportion b² = ac Mean proportional concept
🎯 Pattern Strategy: पहले सामान्य proportion, फिर direct/inverse variation और उसके बाद third/fourth proportional के questions करें।

12. 🎯 Practice Questions

Q1. 3 : 5 = x : 25 में x = ?

A) 10   B) 12   C) 15   D) 20

Q2. 4 और 10 का third proportional क्या है?

A) 20   B) 25   C) 30   D) 40

Q3. 5, 8 और 10 का fourth proportional क्या है?

A) 12   B) 14   C) 16   D) 18

Q4. 6 workers 20 days में काम करते हैं। 10 workers कितने days लेंगे?

A) 10   B) 12   C) 14   D) 16

Q5. 8 वस्तुओं की कीमत ₹240 है। 15 वस्तुओं की कीमत क्या होगी?

A) ₹400   B) ₹450   C) ₹480   D) ₹500

Q6. यदि a:b = b:c तथा a = 4, b = 6, तो c = ?

A) 8   B) 9   C) 10   D) 12

Q7. यदि x और y inverse proportion में हैं, x को 3 गुना करने पर y:

A) 3 गुना होगा
B) 2 गुना होगा
C) 1/3 हो जाएगा
D) समान रहेगा

Answer Key

Question Answer
1 C) 15
2 B) 25
3 C) 16
4 B) 12
5 B) 450
6 B) 9
7 C) 1/3 हो जाएगा

Detailed Solutions

Q1: 3/5 = x/25 ⇒ 5x = 75 ⇒ x = 15.

Q2: Third proportional = 10²/4 = 100/4 = 25.

Q3: 5:8 = 10:x ⇒ 5x = 80 ⇒ x = 16.

Q4: Workers × Days constant ⇒ 6×20 = 10×x ⇒ x = 12 days.

Q5: Direct proportion ⇒ 8/240 = 15/x ⇒ 8x = 3600 ⇒ x = ₹450.

Q6: a:b = b:c ⇒ 4:6 = 6:c ⇒ 4c = 36 ⇒ c = 9.

Q7: Inverse relation में xy constant रहता है। x तीन गुना होने पर y एक-तिहाई होगा।

13. 🧠 Concept Based Questions

Q1. Direct proportion में x को 5 गुना करने पर y पर क्या प्रभाव पड़ेगा?

उत्तर: यदि y ∝ x है, तो y भी 5 गुना होगा।

Q2. Inverse proportion में product क्यों constant रहता है?

क्योंकि y ∝ 1/x होता है, इसलिए xy = constant प्राप्त होता है।

Q3. क्या हर बढ़ती हुई quantity दूसरी बढ़ती हुई quantity के साथ direct proportion में होती है?

नहीं। Direct proportion के लिए ratio/constant relationship स्थापित होना आवश्यक है।

Q4. Continued proportion में middle term की विशेषता क्या है?

यदि a:b = b:c, तो b² = ac। इसलिए b, a और c का mean proportional है।

14. 🔥 Advanced Level

ADVANCED

14.1 Mixed Direct + Inverse Relation

कई कठिन प्रश्नों में एक quantity direct और दूसरी inverse हो सकती है। ऐसे प्रश्न में प्रत्येक variable का relation अलग-अलग identify करें।

उदाहरण:
यदि किसी काम की मात्रा Workers के direct और Days के inverse relation से जुड़ी हो, तो पहले दोनों संबंधों को अलग पहचानें।

14.2 Compound Proportion का विचार

जब एक quantity एक से अधिक factors पर निर्भर करती है, तो compound proportion बन सकता है।

उदाहरण के लिए किसी काम की output पर workers और working hours दोनों का प्रभाव हो सकता है। ऐसे प्रश्नों में प्रत्येक factor का direct/inverse relation निर्धारित करके calculation करें।

14.3 Advanced Trap

⚠️ यदि केवल quantity बदल रही है लेकिन rate, efficiency, time या work condition भी बदल रही है, तो simple direct/inverse formula तुरंत न लगाएँ। पहले सभी conditions लिखें।

14.4 Advanced Example

Q. 12 workers प्रतिदिन 8 घंटे काम करके कोई कार्य 15 दिनों में करते हैं। समान efficiency पर 16 workers प्रतिदिन 6 घंटे काम करें तो कार्य कितने दिनों में पूरा होगा?

कुल work constant है।

Workers × Hours × Days = Constant

12 × 8 × 15 = 16 × 6 × x

1440 = 96x

x = 15 दिन
✅ यहाँ केवल workers देखकर inverse proportion लगाना पर्याप्त नहीं था, क्योंकि working hours भी बदल रहे थे।

15. ⚠️ Common Mistakes

गलती सही तरीका
Direct और inverse को बिना जांचे लगाना पहले relationship identify करें
Third और fourth proportional में confusion Third: a:b=b:c; Fourth: a:b=c:d
Units अलग होने पर calculation आवश्यक होने पर units समान करें
Cross multiplication में गलती ad = bc दोबारा check करें
Inverse relation में ratio लगाना Product constant check करें
Question की hidden condition ignore करना Rate, efficiency, time और quantity सभी देखें
❌ "एक बढ़ा और दूसरा घटा इसलिए inverse" हमेशा पर्याप्त proof नहीं है।
✅ यह भी verify करें कि product constant है।

16. 🎯 Exam-wise Strategy

SSC Level

  • Basic proportion मजबूत करें।
  • Direct/Inverse पहचान तेज करें।
  • Third/Fourth proportional याद रखें।
  • Calculation speed पर ध्यान दें।

Railway Level

  • Objective arithmetic practice करें।
  • Cross multiplication तेज करें।
  • Word problems में relation पहचानें।

Defence / CDS Level

  • Concept + arithmetic accuracy पर ध्यान दें।
  • Mixed application questions करें।
  • Time-bound practice उपयोगी है।

Banking Level

  • Basic proportion के साथ mixed arithmetic करें।
  • Data Interpretation में ratio/proportion के application पर ध्यान दें।
  • Calculation और approximation skills विकसित करें।

State Recruitment Exams

  • संबंधित official notification का syllabus verify करें।
  • Basic + moderate word problems तैयार करें।
🎯 Universal Strategy: पहले concept → फिर formula → फिर 10 basic questions → फिर mixed questions → फिर previous papers/pattern questions → अंत में timed practice।

17. 🔄 Quick Revision

सामान्य समानुपात

a:b = c:d ad = bc

Direct

y ∝ x y/x = constant

Inverse

y ∝ 1/x xy = constant

Continued

a:b = b:c b² = ac

Third Proportional

b²/a

Fourth Proportional

bc/a
🏆 One-Line Revision:
Direct → Ratio Constant
Inverse → Product Constant
Continued → b² = ac
Third → b²/a
Fourth → bc/a

18. 🏆 Final Revision Box

🔥 Golden Rules

  • a:b = c:d ⇒ ad = bc
  • Direct proportion ⇒ x/y constant
  • Inverse proportion ⇒ xy constant
  • a:b = b:c ⇒ b² = ac
  • Third proportional = b²/a
  • Fourth proportional = bc/a

⚡ Top Tricks

  • Missing term → Cross multiplication
  • Third proportional → Middle term का square ÷ first term
  • Fourth proportional → second × third ÷ first
  • Direct → समान दिशा
  • Inverse → विपरीत दिशा + product constant

🎯 Frequently Tested Areas

  • Ratio equality
  • Missing term
  • Direct variation
  • Inverse variation
  • Workers–Days
  • Quantity–Cost
  • Speed–Time
  • Third proportional
  • Fourth proportional
  • Continued proportion
⚠️ Last Minute Warning: Direct और Inverse में केवल "बढ़ना/घटना" न देखें। Constant ratio या constant product verify करें।
✅ Final Checklist: यदि आप बिना देखे ये 6 चीजें बता सकते हैं — ad=bc, Direct, Inverse, b²=ac, Third=b²/a, Fourth=bc/a — तो इस Topic का मुख्य formula framework तैयार है।

📌 Official Evidence & Source Note

इस page की exam applicability को उपलब्ध official syllabus/notification evidence के अनुसार सीमित रखा गया है। SSC CGL में Ratio & Proportion Quantitative Aptitude/Mathematical Abilities का स्पष्ट हिस्सा है। RRB NTPC के Mathematics syllabus में Ratio and Proportions दिया गया है। UPSC CDS Elementary Mathematics में Ratio and Proportion तथा variation दिया गया है।

जहां किसी individual examination के official document में इस exact subtopic की स्पष्ट पुष्टि उपलब्ध नहीं है, वहां उसे Direct की जगह Related या notification-dependent relevance के रूप में रखा गया है।

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