वृत्तों से संबंधित क्षेत्रफल

इस अध्याय में आप क्या सीखेंगे
  • त्रिज्यखंड (sector) और वृत्तखंड (segment) को पहचानना, लघु और दीर्घ में भेद करना
  • त्रिज्यखंड के क्षेत्रफल और चाप की लंबाई के सूत्र ऐकिक विधि (Unitary Method) से व्युत्पन्न करना
  • वृत्तखंड का क्षेत्रफल = त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल − संगत त्रिभुज का क्षेत्रफल, इस विचार से हल करना
  • दीर्घ त्रिज्यखंड और दीर्घ वृत्तखंड का क्षेत्रफल वृत्त के क्षेत्रफल में से घटाकर निकालना
  • वास्तविक जीवन की वस्तुओं (घड़ी, ब्रूच, छतरी, मेज़पोश) पर आधारित प्रश्न और शेडेड रीजन (संयुक्त आकृति) प्रश्न हल करना
त्रिज्यखंडवृत्तखंडचाप की लंबाई
लघु/दीर्घशेडेड रीजन

1त्रिज्यखंड और वृत्तखंड (Sector and Segment)

पिछली कक्षाओं में आप वृत्त की परिधि (circumference) और क्षेत्रफल (πr2\pi r^2) पढ़ चुके हैं। इस अध्याय
में हम वृत्त के केवल एक हिस्से का क्षेत्रफल निकालना सीखेंगे, जो दो तरह से बनता है: दो त्रिज्याओं
से घिरा हिस्सा, या एक जीवा (chord) से घिरा हिस्सा।

चित्र 1: बाईं ओर त्रिज्यखंड (दो त्रिज्याओं OA, OB और संगत चाप से घिरा भाग), दाईं ओर वृत्तखंड (जीवा AB और संगत चाप से घिरा भाग)
चित्र 1: बाईं ओर त्रिज्यखंड (दो त्रिज्याओं OA, OB और संगत चाप से घिरा भाग), दाईं ओर वृत्तखंड (जीवा AB और संगत चाप से घिरा भाग)
Learn by heartपरिभाषा 1

त्रिज्यखंड (sector): वृत्तीय क्षेत्र का वह भाग जो दो त्रिज्याओं और उनके बीच के संगत
चाप से घिरा (परिबद्ध) हो। दो त्रिज्याओं के बीच बना कोण, त्रिज्यखंड का कोण कहलाता है।

Learn by heartपरिभाषा 2

वृत्तखंड (segment): वृत्तीय क्षेत्र का वह भाग जो एक जीवा और उसके संगत चाप के बीच
में परिबद्ध हो।

आम ग़लती

त्रिज्यखंड सदैव त्रिज्याओं से घिरा होता है (एक “पाई का टुकड़ा” जैसा), जबकि वृत्तखंड सदैव एक
सीधी जीवा से घिरा होता है। दोनों को मिलाइए मत।

परीक्षा संकेत

जब तक अन्यथा न कहा जाए, ‘त्रिज्यखंड’ और ‘वृत्तखंड’ शब्दों से हमेशा लघु त्रिज्यखंड और
लघु वृत्तखंड ही समझा जाता है। किसी वृत्त में दो त्रिज्याओं (या एक जीवा) से हमेशा दो
त्रिज्यखंड (या दो वृत्तखंड) बनते हैं: एक छोटा (लघु/minor) और एक बड़ा (दीर्घ/major); दीर्घ
त्रिज्यखंड का कोण सदैव 360°−θ360° – \theta होता है।

2त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल (Area of a Sector)

मान लीजिए एक वृत्त की त्रिज्या rr है और केंद्र O पर त्रिज्यखंड OAPB का कोण θ\theta (अंशों में) है।
हम जानते हैं कि पूरे वृत्त (360° के त्रिज्यखंड) का क्षेत्रफल πr2\pi r^2 होता है। ऐकिक विधि
(Unitary Method)
से: पहले 1° के त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल निकालकर, फिर उसे θ\theta से गुणा करके,
हम किसी भी कोण के त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल पा सकते हैं।

चित्र 2: त्रिज्या r और कोण θ वाला त्रिज्यखंड OAPB
चित्र 2: त्रिज्या rr और कोण θ\theta वाला त्रिज्यखंड OAPB
इन चिह्नों का मतलब
rrवृत्त की त्रिज्याcm/m
θ\thetaत्रिज्यखंड का कोण (केंद्र पर, अंशों में)डिग्री
कोण 360° का त्रिज्यखंड (पूरा वृत्त) ⇒\Rightarrow क्षेत्रफल =πr2=\pi r^2वृत्त का क्षेत्रफल पहले से ज्ञात सूत्र
कोण 1° का त्रिज्यखंड ⇒\Rightarrow क्षेत्रफल =πr2360=\dfrac{\pi r^2}{360}ऐकिक विधि: 360° को बराबर 360 भागों में बाँटा
कोण θ\theta का त्रिज्यखंड ⇒\Rightarrow क्षेत्रफल =θ360×πr2=\dfrac{\theta}{360}\times \pi r^21° वाले क्षेत्रफल को θ\theta से गुणा किया
सूत्र: त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल
त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल=θ360×πr2\text{त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल} = \dfrac{\theta}{360}\times \pi r^2

…(1)

जहाँ rr = त्रिज्या, θ\theta = त्रिज्यखंड का कोण (अंशों में)

3चाप की लंबाई (Length of an Arc)

ठीक उसी ऐकिक विधि से: पूरे वृत्त की परिधि (360° के संगत चाप की लंबाई) 2πr2\pi r होती है, इसलिए
कोण θ\theta के संगत चाप APB की लंबाई:

सूत्र: चाप की लंबाई
चाप की लंबाई=θ360×2πr\text{चाप की लंबाई} = \dfrac{\theta}{360}\times 2\pi r

…(2)

यह त्रिज्यखंड का पूरा परिमाप नहीं, केवल घुमावदार चाप की लंबाई है (त्रिज्यखंड का परिमाप = दोनों त्रिज्याएँ + चाप = 2r+2r+ चाप की लंबाई)
आम ग़लती

त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल (सूत्र 1, वर्ग इकाई जैसे cm²) और चाप की लंबाई (सूत्र 2, साधारण
इकाई जैसे cm), दोनों सूत्रों में θ360\dfrac{\theta}{360} तो एक जैसा है, पर एक में πr2\pi r^2 है और दूसरे
में 2πr2\pi r; परीक्षा में इकाई (units) देखकर तुरंत पहचाना जा सकता है कि कौन-सा सूत्र माँगा गया है।

4वृत्तखंड का क्षेत्रफल (Area of a Segment)

वृत्तखंड APB का क्षेत्रफल निकालने के लिए, ध्यान दीजिए कि त्रिज्यखंड OAPB, त्रिभुज OAB और
वृत्तखंड APB से मिलकर बना है। इसलिए:

चित्र 3: त्रिज्यखंड OAPB = त्रिभुज OAB + वृत्तखंड APB, इसलिए वृत्तखंड = त्रिज्यखंड − त्रिभुज
चित्र 3: त्रिज्यखंड OAPB = त्रिभुज OAB + वृत्तखंड APB, इसलिए वृत्तखंड = त्रिज्यखंड − त्रिभुज
सूत्र: वृत्तखंड का क्षेत्रफल
वृत्तखंड APB का क्षेत्रफल=त्रिज्यखंड OAPB का क्षेत्रफल−△OAB का क्षेत्रफल\text{वृत्तखंड APB का क्षेत्रफल} = \text{त्रिज्यखंड OAPB का क्षेत्रफल} – \triangle OAB \text{ का क्षेत्रफल}

…(3)

यानी =θ360×πr2−ar(△OAB)= \dfrac{\theta}{360}\times \pi r^2 – \text{ar}(\triangle OAB); त्रिभुज OAB का क्षेत्रफल अक्सर त्रिकोणमिति (sin/cos) की सहायता से निकाला जाता है
परीक्षा संकेत

यह सूत्र केवल लघु वृत्तखंड के लिए सीधे लागू होता है और केवल तब जब कोण θ<180°\theta \lt 180° हो
(θ > 180° होने पर त्रिभुज OAB त्रिज्यखंड के भीतर नहीं रहता, इसलिए त्रिज्यखंड में से उसे घटाने पर वृत्तखंड नहीं मिलता)। θ=90°\theta = 90° होने पर त्रिभुज OAB एक समकोण त्रिभुज होता है
और उसका क्षेत्रफल 12×आधार×ऊँचाई\dfrac12 \times \text{आधार} \times \text{ऊँचाई} से सीधे मिल जाता है; अन्य कोणों
के लिए लंब खींचकर त्रिकोणमिति का प्रयोग करना पड़ता है (उदाहरण 2 देखिए)।

5दीर्घ त्रिज्यखंड और दीर्घ वृत्तखंड

पूरे वृत्त का क्षेत्रफल हमेशा लघु और दीर्घ भाग को मिलाकर बनता है, इसलिए दीर्घ भाग का क्षेत्रफल
घटाकर मिल जाता है:

सूत्र: दीर्घ त्रिज्यखंड और दीर्घ वृत्तखंड
दीर्घ त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल=πr2−लघु त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल\text{दीर्घ त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल} = \pi r^2 – \text{लघु त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल}
दीर्घ वृत्तखंड का क्षेत्रफल=πr2−लघु वृत्तखंड का क्षेत्रफल\text{दीर्घ वृत्तखंड का क्षेत्रफल} = \pi r^2 – \text{लघु वृत्तखंड का क्षेत्रफल}
वैकल्पिक रूप से: दीर्घ त्रिज्यखंड का कोण (360°−θ)(360°-\theta) लेकर सूत्र (1) से सीधे भी निकाला जा सकता है (दोनों विधियाँ बराबर उत्तर देती हैं, उदाहरण 1 देखिए)

6हल किए उदाहरण

दिया है

त्रिज्या r=4r = 4 cm, त्रिज्यखंड का कोण =30°= 30°, π=3.14\pi = 3.14

ज्ञात करना है

त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल और संगत दीर्घ त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल

हल किया उदाहरण 1

हल: सूत्र (1) से, त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल
=30360×3.14×42=12.563≈=\dfrac{30}{360}\times 3.14\times 4^2 = \dfrac{12.56}{3} \approx 4.19 cm24.19\ \text{cm}^2 (लगभग)।
दीर्घ त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल =πr2−4.19=(3.14×16)−4.19=50.24−4.19== \pi r^2 – 4.19 = (3.14\times16) – 4.19 = 50.24-4.19= 46.05 cm2≈46.1 cm246.05\ \text{cm}^2 \approx 46.1\ \text{cm}^2।
जाँच (वैकल्पिक विधि): दीर्घ त्रिज्यखंड का कोण =360°−30°=330°=360°-30°=330°, इसलिए क्षेत्रफल
=330360×3.14×16=46.05 cm2=\dfrac{330}{360}\times3.14\times16 = 46.05\ \text{cm}^2, वही उत्तर मिलता है।

अगले उदाहरण में जीवा AB एक वृत्तखंड बनाती है, जिसे निकालने के लिए हमें त्रिभुज OAB का
क्षेत्रफल त्रिकोणमिति से निकालना होगा, क्योंकि यहाँ कोण 90° नहीं है।

चित्र 4: OM ⊥ AB खींचने पर दो सर्वांगसम समकोण त्रिभुज OMA और OMB बनते हैं (RHS सर्वांगसमता)
चित्र 4: OM ⊥ AB खींचने पर दो सर्वांगसम समकोण त्रिभुज OMA और OMB बनते हैं (RHS सर्वांगसमता)
दिया है

r=21r = 21 cm, ∠AOB=120°\angle AOB = 120°, π=227\pi = \dfrac{22}{7}

ज्ञात करना है

वृत्तखंड AYB का क्षेत्रफल

हल किया उदाहरण 2

हल: त्रिज्यखंड OAYB का क्षेत्रफल =120360×227×212=13×227×441=462 cm2=\dfrac{120}{360}\times\dfrac{22}{7}\times21^2 = \dfrac13\times\dfrac{22}{7}\times441 = 462\ \text{cm}^2।
त्रिभुज OAB का क्षेत्रफल निकालने के लिए OM⊥ABOM \perp AB खींचिए। चूँकि OA=OB=21OA=OB=21 cm (दोनों त्रिज्याएँ),
RHS सर्वांगसमता से △OMA≅△OMB\triangle OMA \cong \triangle OMB, इसलिए M, AB का मध्य-बिंदु है और
∠AOM=∠BOM=60°\angle AOM=\angle BOM=60°।
△OMA\triangle OMA में: OMOA=cos⁡60°=12⇒OM=212\dfrac{OM}{OA}=\cos60°=\dfrac12 \Rightarrow OM=\dfrac{21}{2} cm;
AMOA=sin⁡60°=32⇒AM=2132\dfrac{AM}{OA}=\sin60°=\dfrac{\sqrt3}{2} \Rightarrow AM=\dfrac{21\sqrt3}{2} cm।
अतः AB=2×AM=213AB=2\times AM=21\sqrt3 cm, और ar(△OAB)=12×AB×OM=12×213×212=44134 cm2\text{ar}(\triangle OAB)=\dfrac12\times AB\times OM=\dfrac12\times21\sqrt3\times\dfrac{21}{2}=\dfrac{441\sqrt3}{4}\ \text{cm}^2।
सूत्र (3) से, वृत्तखंड AYB का क्षेत्रफल =462−44143==462-\dfrac{441}{4}\sqrt3=
214(88−213) cm2\dfrac{21}{4}(88-21\sqrt3)\ \text{cm}^2 (यानी 3≈1.732\sqrt3\approx1.732 लेने पर, लगभग 271.05 cm2271.05\ \text{cm}^2)।

क्या आप जानते हैं?

अभ्यास 11.1 में आपको घड़ी की मिनट की सुई (त्रिज्यखंड), ब्रूच और छतरी (वृत्त को बराबर
त्रिज्यखंडों में बाँटना), कार के वाइपर, लाइटहाउस और गोल मेज़पोश जैसी रोज़मर्रा की वस्तुओं पर
यही तीन सूत्र [(1), (2) और (3)] बार-बार लगाने होंगे: सूत्र वही रहते हैं, केवल वस्तु बदलती है।

7शेडेड रीजन (संयुक्त आकृति) वाले प्रश्न कैसे हल करें

कुछ प्रश्नों में एक आकृति में वृत्त/त्रिज्यखंड को वर्ग, आयत या त्रिभुज जैसी किसी दूसरी
आकृति के साथ मिलाकर, बीच के “शेडेड” (छायांकित) भाग का क्षेत्रफल पूछा जाता है। यह प्रश्न इसी
अध्याय के सूत्रों [(1) और (3)] का ही प्रयोग करता है, बस दो या अधिक आकृतियों को जोड़ना/घटाना
पड़ता है।

परीक्षा संकेत: तीन-चरण विधि

चरण 1: आकृति में बनी हर अलग आकृति (वर्ग, वृत्त, त्रिज्यखंड, त्रिभुज) को पहचानकर अलग-अलग
नाम दीजिए।
चरण 2: हर आकृति का क्षेत्रफल अलग से निकालिए।
चरण 3: शेडेड भाग = (बड़ी आकृति का क्षेत्रफल) − (न-शेडेड आकृतियों का क्षेत्रफल), या
शेडेड टुकड़ों को सीधे जोड़िए। आकृति ध्यान से देखकर तय कीजिए कि जोड़ना है या घटाना।

चित्र 5: शेडेड रीजन उदाहरण: भुजा 14 cm का वर्ग OABC, कोने O पर 7 cm त्रिज्या का चतुर्थांश (NCERT अभ्यास 11.1 के प्रश्न 8 जैसी आकृति, केवल विधि दिखाने के लिए)
चित्र 5: शेडेड रीजन उदाहरण: भुजा 14 cm का वर्ग OABC, कोने O पर 7 cm त्रिज्या का चतुर्थांश (NCERT अभ्यास 11.1 के प्रश्न 8 जैसी आकृति, केवल विधि दिखाने के लिए)
दिया है

वर्ग OABC की भुजा =14=14 cm; कोने O पर बना चतुर्थांश की त्रिज्या =7=7 cm; π=227\pi=\dfrac{22}{7}

ज्ञात करना है

शेडेड भाग (चतुर्थांश) का क्षेत्रफल, और शेष (न-शेडेड) भाग का क्षेत्रफल

हल किया उदाहरण 3 (शेडेड रीजन)

हल: चतुर्थांश, त्रिज्यखंड ही है जिसका कोण 90°90° है (वर्ग के कोने पर समकोण)। सूत्र (1) से,
चतुर्थांश (शेडेड भाग) का क्षेत्रफल =90360×227×72=14×22×7==\dfrac{90}{360}\times\dfrac{22}{7}\times7^2=\dfrac14\times22\times7=
38.5 cm238.5\ \text{cm}^2।
वर्ग OABC का क्षेत्रफल =14×14=196 cm2=14\times14=196\ \text{cm}^2।
शेष (न-शेडेड) भाग का क्षेत्रफल =196−38.5==196-38.5= 157.5 cm2157.5\ \text{cm}^2।

पाठ्यक्रम से बाहर, याद रखें

वर्तमान NCERT पाठ्यपुस्तक (पुनर्मुद्रण 2026-27) के अध्याय 11 में “आकृतियों के संयोजन के क्षेत्रफल”
(Areas of Combinations of Plane Figures)
नाम की कोई अलग धारा या अभ्यास नहीं है; इस अध्याय में
एक ही धारा (11.1) और एक ही अभ्यास (11.1) है। CBSE 2026-27 पाठ्यक्रम में इस इकाई के अंतर्गत
त्रिज्यखंड और वृत्तखंड के क्षेत्रफल तथा इन्हीं आकृतियों के क्षेत्रफल और परिमाप/परिधि पर आधारित
प्रश्न हैं (वृत्तखंड के क्षेत्रफल के प्रश्न केवल 60°, 90° और 120° के केंद्रीय कोण तक)। ऊपर चित्र 5
जैसे शेडेड रीजन प्रश्न इसी अध्याय के सूत्र (1) और (3) से हल होते हैं; NCERT अभ्यास 11.1 का
प्रश्न 8 (वर्ग के कोने पर चतुर्थांश) भी इसी प्रकार का है।

परीक्षा से पहले स्वयं जाँचिए
  • क्या मैं त्रिज्यखंड और वृत्तखंड की परिभाषा में अंतर बता सकता/सकती हूँ?
  • क्या मैं त्रिज्यखंड के क्षेत्रफल का सूत्र ऐकिक विधि से स्वयं व्युत्पन्न कर सकता/सकती हूँ?
  • क्या मुझे याद है वृत्तखंड = त्रिज्यखंड − त्रिभुज, और यह त्रिभुज त्रिकोणमिति से कैसे निकलता है?
  • क्या मैं दीर्घ त्रिज्यखंड/वृत्तखंड को वृत्त के क्षेत्रफल में से घटाकर निकाल सकता/सकती हूँ?
  • क्या मैं शेडेड रीजन प्रश्न में हर आकृति को अलग पहचानकर तीन-चरण विधि लगा सकता/सकती हूँ?
सभी परिभाषाएँ एक साथ
त्रिज्यखंड (Sector)वृत्तीय क्षेत्र का दो त्रिज्याओं और संगत चाप से घिरा भाग
वृत्तखंड (Segment)वृत्तीय क्षेत्र का एक जीवा और संगत चाप से घिरा भाग
लघु / दीर्घछोटे भाग को लघु, बड़े भाग को दीर्घ कहते हैं (जब तक अन्यथा न कहा जाए, लघु भाग ही समझा जाता है)
चाप की लंबाईवृत्त की परिधि का वह हिस्सा जो त्रिज्यखंड के कोण के सामने पड़ता है
Quick Revision: परीक्षा से पहली रात यही पढ़ें
  • त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल =θ360×πr2=\dfrac{\theta}{360}\times\pi r^2
  • चाप की लंबाई =θ360×2πr=\dfrac{\theta}{360}\times2\pi r
  • वृत्तखंड का क्षेत्रफल == त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल −– त्रिभुज का क्षेत्रफल
  • दीर्घ त्रिज्यखंड/वृत्तखंड का क्षेत्रफल =πr2−=\pi r^2- लघु त्रिज्यखंड/वृत्तखंड का क्षेत्रफल
  • जब तक अन्यथा न कहा जाए (लघु/दीर्घ न बताया हो), हमेशा लघु त्रिज्यखंड/वृत्तखंड ही समझा जाता है
  • 90° के त्रिज्यखंड (चतुर्थांश) में त्रिभुज का क्षेत्रफल सीधे 12×\tfrac12\timesआधार×\timesऊँचाई से मिलता है; अन्य कोणों में लंब खींचकर त्रिकोणमिति चाहिए
  • शेडेड रीजन: हर आकृति अलग पहचानिए, अलग क्षेत्रफल निकालिए, फिर जोड़िए/घटाइए
  • “आकृतियों के संयोजन” नाम की अलग धारा अब इस किताब में नहीं है; शेडेड रीजन प्रश्न इसी अध्याय के सूत्र (1) और (3) से हल होते हैं
स्वयं जाँचें: कुछ अभ्यास प्रश्न
  1. 1 अंकत्रिज्या 6 cm वाले वृत्त में 60° के त्रिज्यखंड का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए।
  2. 2 अंकत्रिज्या 14 cm वाले वृत्त में 90° के त्रिज्यखंड की संगत चाप की लंबाई ज्ञात कीजिए।
  3. 3 अंकत्रिज्या 10 cm वाले वृत्त की एक जीवा केंद्र पर समकोण बनाती है, लघु वृत्तखंड का क्षेत्रफल ज्ञात कीजिए। (π=3.14\pi=3.14)

पूरा प्रश्न-बैंक (महत्वपूर्ण प्रश्न, MCQ और NCERT समाधान) अलग पोस्ट के रूप में उपलब्ध है।

यही अध्याय पढ़ें:English Mediumहिंदी माध्यम