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If two cows are tied to a common pole and the length of the ropes are P and Q, where P is greater than Q, then the total area grazed by both the cows will be

20232Mprelimsyear-2023p2
A.(A) π\piπ P2P^2P2Correct
B.(B) π\piπ Q2Q^2Q2
C.(C) π\piπ P2+πP^2 + \piP2+π Q2Q^2Q2
D.(D) π\piπ P2−πP^2 - \piP2−π Q2Q^2Q2
Explanation & Solution

The correct answer is (A) π\piπ P^2.

  • Given Data and Principle: Two cows are tied to a common pole. The length of the rope for the first cow is P and for the second cow is Q, with the condition that P > Q. Each cow can graze in a circular region around the common pole with a radius equal to the length of its respective rope.
  • Step-by-Step Derivation: The area grazed by the first cow with rope length P is πP2π\piπ P^2πP2. The area grazed by the second cow with rope length Q is πQ2π\piπ Q^2πQ2. Since both cows are tied to the same common pole, the region grazed by the cow with the shorter rope (length Q) lies completely inside the larger circular region grazed by the cow with the longer rope (length P). Therefore, the total unique area grazed by both cows combined is simply the area of the larger circle.
  • Verification and Option Contrast: The total grazed area is determined entirely by the maximum reach of the cows from the central pole, which is P. Thus, the total area is πP2π\piπ P^2πP2. Options (B) and (C) do not represent the total combined unique space, and Option (D) incorrectly subtracts the inner area. Hence, Option (A) is correct.

हिंदी में प्रश्न एवं आदर्श उत्तर

यदि दो गायों को एक ही खंभे से बाँधा जाता है और रस्सियों की लंबाई P और Q हैं, जहाँ P, Q से अधिक है, तो दोनों गायों द्वारा चरा गया कुल क्षेत्रफल _________ होगा।

A.(A) π\piπ P2P^2P2सही
B.(B) π\piπ Q2Q^2Q2
C.(C) π\piπ P2+πP^2 + \piP2+π Q2Q^2Q2
D.(D) π\piπ P2−πP^2 - \piP2−π Q2Q^2Q2

सही उत्तर (A) π\piπ P^2 है।

  • दिया गया डेटा और सिद्धांत: दो गायों को एक ही खंभे से बाँधा गया है। पहली गाय की रस्सी की लंबाई P है और दूसरी गाय की रस्सी की लंबाई Q है, जहाँ दिया गया है कि P > Q है। प्रत्येक गाय अपने खंभे के चारों ओर अपनी रस्सी की लंबाई के बराबर त्रिज्या (radius) वाले वृत्ताकार क्षेत्र में चर सकती है।
  • चरणबद्ध व्युत्पत्ति: रस्सी P वाली पहली गाय द्वारा चरा गया क्षेत्रफल πP2π\piπ P^2πP2 है। रस्सी Q वाली दूसरी गाय द्वारा चरा गया क्षेत्रफल πQ2π\piπ Q^2πQ2 है। चूंकि दोनों गायों को एक ही समान खंभे से बाँधा गया है, इसलिए छोटी रस्सी (लंबाई Q) वाली गाय द्वारा चरा जाने वाला क्षेत्र, लंबी रस्सी (लंबाई P) वाले बड़े वृत्त के पूरी तरह से अंदर स्थित है। इसलिए, दोनों गायों द्वारा चरा गया कुल अद्वितीय (total unique) क्षेत्रफल केवल बड़े वृत्त का क्षेत्रफल होगा।
  • सत्यापन और विकल्प विश्लेषण: कुल चरा जाने वाला क्षेत्रफल केंद्रीय खंभे से गायों की अधिकतम पहुँच द्वारा निर्धारित होता है, जो कि P है। अतः कुल क्षेत्रफल πP2π\piπ P^2πP2 होगा। विकल्प (B) और (C) कुल संयुक्त क्षेत्र को सही नहीं दर्शाते हैं, और विकल्प (D) गलत तरीके से आंतरिक क्षेत्रफल को घटाता है। अतः विकल्प (A) सही है।
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