मान लीजिए, ABCD एक चक्रीय चतुर्भुज है। स्पष्ट कीजिए कि किसी भी शीर्ष पर बहिष्कोण, सम्मुख अंतःकोण के समान क्यों है? (अर्थात CDE = ABC, जहाँ E, भुजा CD को आगे बढ़ाने पर प्राप्त रेखा पर कोई बिंदु है)।
दिया गया है — ABCD एक चक्रीय चतुर्भुज है, जिसके शीर्ष A, B, C, D एक वृत्त पर स्थित हैं। भुजा CD को आगे बढ़ाने पर प्राप्त रेखा पर एक बिंदु E स्थित है, जिससे CDE बनता है, जो शीर्ष D पर बहिष्कोण है।
प्रमेय का उपयोग — हम जानते हैं कि चक्रीय चतुर्भुज के सम्मुख कोणों का योगफल होता है (प्रमेय 11)। चूँकि ABCD एक चक्रीय चतुर्भुज है, इसलिए इसके सम्मुख कोणों का योग होगा।
सम्मुख कोणों का योग — अतः, शीर्ष B और D पर सम्मुख अंतःकोणों के लिए होगा। यह चक्रीय चतुर्भुज का एक महत्वपूर्ण गुण है।
रैखिक युग्म कोण — चूँकि बिंदु E, भुजा CD को आगे बढ़ाने पर प्राप्त रेखा पर स्थित है, इसलिए कोण और बहिष्कोण एक सीधी रेखा पर स्थित हैं और एक रैखिक युग्म बनाते हैं। अतः, होगा।
निष्कर्ष — दोनों समीकरणों के दाएँ पक्ष समान हैं (), इसलिए । दोनों ओर से घटाने पर, हमें प्राप्त होता है। अतः, यह सिद्ध होता है कि किसी भी शीर्ष पर बहिष्कोण, सम्मुख अंतःकोण के समान होता है।
Explanation
यह प्रश्न चक्रीय चतुर्भुज के गुण पर आधारित है। प्रमेय 11 के अनुसार, चक्रीय चतुर्भुज के सम्मुख कोणों का योग होता है। इसके साथ ही, रैखिक युग्म कोणों का गुण उपयोग करके यह सिद्ध किया जाता है कि बहिष्कोण और सम्मुख अंतःकोण बराबर होते हैं।
Solution Steps
चरण 1: ABCD एक चक्रीय चतुर्भुज है, अतः प्रमेय 11 के अनुसार होगा।
चरण 2: बिंदु E, भुजा CD के विस्तार पर है, अतः और रैखिक युग्म बनाते हैं, जिससे ।
चरण 3: दोनों समीकरणों की तुलना करने पर ।
चरण 4: समीकरण के दोनों पक्षों से घटाने पर प्राप्त होता है।