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101.

`(a+b+c)^(18)` के प्रसार में यदि a=0, b=1 तथा c=x हो, तब `x^(4)` का गुणांक ज्ञात कीजिए ।A. `.^(18)C_(4)`B. `.^(18)C_(15)`C. `.^(18)C_(16)`D. इनमें से कोई नहीं

Answer» Correct Answer - A
यदि `a=0,b=1` तथा `c=x`
तब दिया गया व्यंजक `=(1+x)^(18)`
व्यापक पद, `T_(r+1)=.^(18)C_(r)x^(r)`
`x^(4)` के गुणांक के लिए, r=4 रखने पर,
`T_(5)=.^(18)C_(4)x^(4)`
`:.` अभीष्ट गुणांक `= .^(18)C_(4)=.^(18)C_(4)`
102.

`(a+b+c)^(18)` के प्रसार में `a^(8)b^(6)c^(4)` का गुणांक ज्ञात कीजिए ।A. `.^(18)C_(14).^(14)C_(8)`B. `.^(8)C_(14)`C. `.^(12)C_(8)`D. इनमें से कोई नहीं

Answer» Correct Answer - A
`(a+b+c)^(18)` के प्रसार में,
व्यापक पद `=(18!)/(r_(1)!r_(2)!r_(3)!)a^(r_(1))b^(r_(2))c^(r_(3))`
`a^(8)b^(6)c^(4)` के गुणांक के लिए,
`r_(1)8, r_(2)=6, r_(3)=4` रखने पर,
अर्थात `(18!)/(8!6!4!)a^(8)b^(6)c^(4)`
`:.` अभीष्ट गुणांक
`=(18!)/(8!6!4!)=(18!)/( 8!6!4!)xx(14!)/(14!)=.^(18)C_(14).^(14)C_(8)`
103.

(i) ` ( 3x ^ 2 - ( 1 ) /( 3x )) ^ 9 ` के प्रसार में ` x^ 6 ` का गुणांक ज्ञात कीजिए | (ii) ` ( x ^ 2 + (2a ) /( x ) ) ^( 15 ) ` के प्रसार में ` x^( 18) ` का गुणांक ज्ञात कीजिए | (iii) ` ( 1 + x ) ^( 3 ) ( 1 - x ) ^ 6 ` के प्रसार में ` x ^ 5 ` का गुणांक ज्ञात कीजिए | (iv) ` ( x - ( 1 ) /( x ) ) ^( 3n ) ` के प्रसार में ` x ^ ( - n ) ` का गुणांक ज्ञात कीजिए | (v) ` ( x + ( 1 ) /( x ) ) ^(7) ` के प्रसार में ` x ^ ( 3 ) ` का गुणांक ज्ञात कीजिए |

Answer» (i) `378` , (ii) ` 21,840 a ^ 4 `, (iii) ` - 6 `, (iv) ` ((3n)!)/(n!(2n)!) ` (v) 21
104.

`(C_(0)+C_(1))(C_(1)+C_(2))(C_(2)+C_(3))....(C_(n-1)+C_(n))=`

Answer» स्पष्ट है कि `C_(0) + C_(1) = 1 + n`
`C_(1)+C_(2)=n+(n(n-1))/(2)=n(n+1))/(2)=C_(1)(n+1)/(2)`
`C_(2)+C_(3)=(n(n-1))/(2.1)+(n(n-1)(n-2))/(3.2.1)`
`=(n(n-1))/(2).(n+1)/(3)=C_(2)(n+1)/(3)`
इत्यादि ।
अत: अभीष्ट गुणनफल `= (1+n).C_(1)(1+n)/(2).C_(2)(1+n)/(3).......n` गुणखंडो तक
`=(1+n)^(n) (C_(1)C_(2)......C_(n))/(1.2.3.....n)`
`=(1+n)^(n) (C_(1)C_(2).....C_(n))/(n!)`
105.

`.^(10)C_(1) + .^(10)C_(2) + .^(10)C_(3) + ........ + .^(10)C_(10)` का मान ज्ञात कीजिए ।

Answer» हम जानते हैं की
`(1 + x)^(n) = .^(n)C_(0) + .^(n)C_(1)x + .^(n)C_(2)x^(2) + ....... + .^(n)C_(n)C_(n)x^(n)`
इसमें n = 10 तथा x = 1 रखने पर,
`(1 + 1)^(10) = .^(10)C_(0) + .^(10)C_(1)(1) + .^(10) C_(2) (1)^(2) + .^(10) C_(3) (1)^(3) + ......... + .^(10)C_(10)`
`2^(10) = 1 + .^(10)C_(1) + .^(10)C_(2) + ....... + .^(10)C_(10)`
या `.^(10)C_(1) + .^(10)C_(2) + ..... + .^(10)C_(10) = 2^(10) - 1`.
106.

यदि `(x + 1)^(n)` के प्रसार में (r - 1)वां, r वां और (r + 1)वां पदों के गुणाको में 1 : 3 : 5 का अनुपात हो, तो n तथा r के मान ज्ञात कीजिए ।

Answer» n = 7 , r = 3
107.

द्विपद प्रमेय का प्रयोग करके सिध्द कीजिए कि `6^(n) - 5n` को जब से भाग दिया जाये, तो सदैव 1 शेष बचता है ।

Answer» जब `6^(n) - 5n` को 25 से भाग दिया जाता है, तब 1 शेष बचता है । तब हमे सिध्द करना है `6^(n) - 5n = 25k + 1` जहाँ k एक प्राकृतिक संख्या है ।
द्विपद प्रमेय से
`(1 + x)^(n) = .^(n)C_(0) + .^(n)C_(1)x + .^(n)C_(2)x^(2) +...........+ .^(n)C_(n)x^(n)`
x = 5 के लिए
`(1 + 5)^(n) = .^(n)C_(0)+.^(n)C_(1)xx 5 + .^(n)C_(2)(5)^(2)+.........+.^(n)C_(n)(5)^(n)`
`6^(n) = 1 5n + 5^(2).^(n)C_(2)+5^(3).^(n)C_(3)+........++5^(n)`
`6^(n) - 5n = 1 + 5^(2) (.^(n)C_(2)+5^(n)C_(3)+.........+5^(n-2))`
`=1 + 25 (.^(n)C_(2)+5^(n)C_(3)+..........+5^(n-2))`
` = 1 + 25 k" "("जहाँ" k = .^(n)C_(2)+5^(n)C_(3)+..........+5^(n-2))`
या `6^(n) - 5n = 1 + 25 k`
अत: जब `6^(n) - 5n` को 25 से भाग दिया जाता है, तब 1 शेष बचता है ।
108.

सिध्द कीजिए की `C_(0)^(2) + C_(1)^(2) + C_(2)^(2) + ......... + C_(n)^(2) = ((2n)!)/((n!)^(2)). (1 + x)^(n)` के प्रसार में द्विपद गुणाको के वर्गो का योगफल ज्ञात कीजिए ।

Answer» `(1 + x)^(n) = c_(0) + C_(1)x + C_(2)x^(2) + ...... + C_(n-1)x^(n-1) + C_(n)x^(n)" "...(1)`
गुणाको का क्रम उलटने पर,
`(1 + x)^(n) = C_(n) + C_(n - 1) x + ...... + C_(1)x^(n-1) + C_(0)x^(n)" "...(2)`
क्योंकि `C_(0) = C_(n), C_(1) = C_(n-1)` इत्यादि ।
(1) और (2) का गुणा करने पर स्पष्ट है कि गुणनफल में `x^(n)` का गुणांक `C_(0)^(2) + C_(1)^(2) + ......... + C_(n-1)^(2) + C_(n)^(2)` अर्थात `sum C_(r)^(2)` है, अत: `sum C_(r)^(2)` का मान `(1+x)^(n) xx (1 + x)^(n)`, अर्थात `(1+x)^(2n)` के प्रसार में `x^(n)` के गुणांक के बराबर है । अत:
`C_(0)^(2) + C_(1)^(2) + C_(2)^(2) + .... + C_(n)^(2) = .^(2n)C_(n) = ((2n)!)/(n!n!)`.
109.

सिध्द करो की `(1 + x)^(2n)` के प्रसार में मध्य पर `(1.3.5.......(2n-1))/(n!) 2^(n) x^(n)` है ।

Answer» `(1 + x)^(2n)` के प्रसार में 2n + 1 पद है, अत: (n + 1)वां पद मध्य पद होगा ।
`T_(n+1)=.^(2n)C_(n)x^(n)=((2n)!)/(n!n!)x^(n) = (1.2.3....2n)/(1.2.3....n.n!)x^(n)`
`=({1.3.5....(2n-1)}2^(n)(1.2.3....n))/(1.2.3.....n.n!)`
`=(1.3.5....(2n-1))/(n!)2^(n)x^(n)`
110.

`(x + a)^(100) + (x - a)^(100)` के प्रसार को हल करने के पश्चात कुल पद होंगे -A. 202B. 51C. 50D. उपर्युक्त में से कोई नहीं

Answer» Correct Answer - B
111.

`(1 + x)^(10)` के प्रसार में मध्य पद का गुणांक होगा -A. `(|__ul(10))/(|__ul(5)|__ul(6))`B. `(|__ul(10))/((|__ul(5))^(2))`C. `(|__ul(10))/(|__ul(5)|__ul(7))`D. उपर्युक्त में से कोई नहीं

Answer» Correct Answer - B
112.

यदि O विषम पदों का योग तथा E सम पदों का योग है, तो सिद्ध कीजिये - (i) `O ^ 2 - E^2= ( x ^ 2 - a ^ 2 ) ^n ` (ii) ` 4OE = ( x + a ) ^(2n) - ( x -a ) ^ (2n ) ` (iii) `2(O^ 2 + E^ 2 ) = (x + a ) ^ (2n) + ( x - a)^ (2n) `

Answer» ` (x + a ) ^n = ""^ n C _ 0 x ^n a ^0 + ""^n C _ 1 x ^( n - 1) a ^1 + ""^n C _ 2 x ^( n - 2 ) a ^ 2 + ... + ""^n C _ ( n - 1 ) x a ^( n - 1 ) + ""^n C _ n a ^n `
` rArr (x + a )^n= (""^n C _ 0 x ^n a ^0 + ""^n C _ 2 x ^ (n - 2 ) a ^ 2 + ... ) + (""^n C _ 1 x ^(n - 1 ) a ^1 + ""^n C _ 3 x ^(n - 3 ) a ^ 3 + ... ) `
` rArr ( x + a) ^n = O + E " " ` ...(i)
तथा ` ( x - a ) ^n = ""^n C _ 0 x^ ( n ) - ""^n C _ 1 x ^ ( n - 1 ) a ^ 1 + ""^n C _2 x ^ (n - 2 ) a ^ 2 - "" ^n C _ 3 x ^(n - 3 ) a ^ 3 + ... + ""^n C _ ( n - 1 ) x ( - 1 ) ^(n - 1 ) a ^(n -1 ) a + ""^n C _ n ( - 1 ) ^n a ^n `
` rArr (x - a ) ^n = (""^n C _ 0 x ^n + ""^n C _ 2 x ^(n - 2 ) a ^2 + ... ) - ( ""^n C _ 1 x ^(n - 1 ) a ^ 1 ""^n C _ 3 x ^(n -3 ) a ^ 3 +... ) `
` rArr ( x -a ) ^n =O - E " " ` ... (iii)
समीकरण (i ) व (ii ) की गुना करने पर,
(i) ` (x + a)^n (x - a ) ^n = (O + E) ( O - E) rArr (x ^ 2 - a ^ 2 ) ^n = O^ 2 - E^2 `
(ii) ` 4 (OE) = [ ( O + E) ^ 2 - (O - E) ^ 2 ] `
` 4 (OE) =[ ( x + a ) ^n] ^ 2 - [ (x - a )^n ] ^ 2 `
` 4 (OE) = (x + a ) ^(2n ) `
(iii) समीकरण (i ) व (ii ) को वर्ग करके जोड़ने पर,
` (x + a ) ^(2n ) + (x - a ) ^(2n) = (O +E) ^ 2 + (O - E) ^ 2 = 2 (O^ 2 + E^2 )`
113.

यदि ` T _ 0, T _ 1 , T _ 2 , ..., T _ n, ( x + a ) ^n ` के प्रसार के पद है तो सिद्ध कीजिए कि - ` ( T _ 0 - T _ 2 + T _ 4 - ... ) ^ 2 + ( T _ 1 - T _ 3 + T _ 5 ... ) ^ 2 = ( x ^ 2 + a ^ 2 ) ^n `

Answer» दिया है - ` ( x + a ) ^n = T _ 0 + T _ 1 + T _ 2 + ... + T _ n " " `...(i)
समीकरण (i ) में a के स्थान पर क्रमशः ai व -ai रखने पर
` ( x + ai ) ^ n = ( T_0 - T _ 2 + T _ 4 - ... ) + i ( T _ 1 + T _ 3 + T _ 5 -... ) " " `...(ii)
तथा ` ( x - a i ) ^n = ( T _ 0 - T _ 2 +T_ 4 - ... ) - i ( T_ 1 - T _ 3 + T _ 5 - ... ) " " `... (iii)
समीकरण (ii ) व (iii ) की गुणा करने पर
` ( x ^ 2 + a ^ 2) ^n = ( T _ 0 - T _ 2 + T _ 4 -... ) ^ 2 + ( T _ 1 - T _ 3 + T _ 5 - ... ) ^ 2 `
114.

निम्न के विस्तारों में पदों की संख्या ज्ञात कीजिये - (i) ` (5x - 4y ) ^ 9` (ii) ` ( 1 + 3 sqrt2x ) ^9 + (1 - 3sqrt 2 x ) ^ ( 9) ` (iii) ` ( sqrtx + sqrty ) ^(10) ` (iv) ` ( 2x + 3y - 4z ) ^n ` (v) ` [ ( 3x + y ) ^(8) - ( 3x - y ) ^8 ] ` (vi) ` ( 1 + 2x + x ^ 2 ) ^( 20 ) `

Answer» (i) हम जानते ही कि ` ( x + a ) ^n ` के विस्तार में ` ( n + 1 ) ` पद होते है |
(ii) यदि n एक विषम संख्या है तब ` [ ( x + a ) ^n + ( x - a ) ^n ] ` के विस्तार में ` ( n + 1 ) /( 2 ) ` पद होंगे |
इसलिए ` ( 1 + 3sqrt2 x ) ^9 + ( 1 - 3sqrt2 x ) ^9 ` में ` ( 9 + 1 ) /( 2 ) = ( 10) /(2 ) = 5 ` पद होंगे |
(iii) यदि n एक सम संख्या है तब ` [ ( x + a ) ^n + ( x - a ) ^n ] ` के विस्तार में ` ((10)/(2) +1 ) = 6 ` पद होंगे |
(iv) ` (x + y + z ) ^n ` के विस्तार में पदों की संख्या = ` ""^(n + 2 ) C _ 2 = (( n + 1 ) (n+ 2 ) ) / ( 1 *2 ) ` होते है |
इसलिए ` ( 2x+ 3y - 4z ) ^n ` में कुल पदों की संख्या = ` ((n + 1 ) ( n+ 2 ))/ (2 ) `
(v) यदि n एक सम संख्या है तब ` [ (x + a ) ^n - ( x - a ) ^n ] ` के विस्तार में ` (n) /( 2 ) ` पद होंगे |
इसलिए ` [ ( 3x + y ) ^8 - ( 3x - y ) ^8] ` के विस्तार में ` ( 8 ) /( 2 ) = 4 ` पद होंगे |
(vi) ` ( 1 + 2x + x^ 2 ) ^(20) = [ ( 1 + x ^ 2) ]^(20) = ( 1 + x ) ^( 40 ) `
इसलिए (i ) की भांति इसमें कुल पदों की संख्या = `40 + 1 = 41 `
115.

(i) ` x = (1 )/ ( 5 ) ` पर ` ( 3 - 5x ) ^ ( 15 )` के प्रसार में संख्यात्मक रूप में सबसे बड़े पद का मान ज्ञात कीजिए | (ii) सिद्ध कीजिए कि ` ( 1 + x ) ^( 2n) ` के विस्तार में महत्तम पद, महत्तम गुणांक रखता है यदि ` ( n ) /( n + 1 ) le x le ( n + 1 ) / ( n ) `

Answer» (i) ` ( T _ ( r + 1 )) /( T _ r ) = ( n - r + 1 ) /( r) ((5x) /( 3 )) " " [ because (3 - 5x ) ^(15 ) = 3 ^( 15 ) ( 1 - ( 5 ) /( 3) x )^( 15 ) ] `
` rArr ( 15 - r + 1 )/( r ) (( 5 ) /( 3 ) * (1 ) /( 5 ) ) ge 1 " " (because x = ( 1 ) /( 5 )) `
` rArr 16 - r ge 3 r rArr r le 4 `
` therefore r = 3, 4 `
` rArr T _ 4 ` तथा ` T _ 5 ` संख्यात्मक रूप से आपस में बराबर है तथा बाकी सभी पदों से बड़े है |
अब ` T _ 4 = 3 ^( 15 ) * ""^ (15 ) C _ 3 (( 5 ) /( 3 ) * ( 1 ) /( 5 )) ^ 3 = 3 ^( 15 ) * ( 15 ! ) /( (12 ) ! 3 ! ) * ( 1 )/( 3 ^3 ) `
` = 3 ^ ( 12 ) * ( 15 * 14 * 13 ) /( 1*2 * 3 ) = ( 455 ) 3 ^ ( 12 ) `
तथा ` T _ 5 = 3 ^( 15 ) * ""^ ( 15 ) C _ 4 (( 5 )/( 3) * ( 1 ) /( 5 )) ^( 4 ) = 3 ^(15) * ( 15! ) /( 11 ! * 4 ! ) * ( 1 ) /( 3 ^ 4 ) `
` = 3 ^(11) xx ( 15 * 14 * 13* 12 ) / ( 1* 2 * 3 *4 ) = 3^(12 ) * 5 * 7 * 13= 455 ( 3 ) ^( 12 ) `
(ii) हम जानते ही कि ` ""^ N C _ r ` महत्तम होता है यदि ` r = ( N ) /( 2 ) ` (N, सम संख्या है ) , यहाँ `N = 2n` (सम )
` therefore ""^ (2n ) C _ n ` महत्तम होगा क्योंकि ` r = ( N )/( 2 ) = ( 2n) /( 2 ) = n `
` rArr T _ ( r + 1 ) ` के गुणांक का महत्तम होंगे |
यह महत्तम पद होगा यदि ` ( T _ ( r + 1 )) /( T _ r ) ge 1` तथा ` ( T _ ( r + 1 )) /( T _ ( r + 2)) ge 1 `
अब ` (T _ ( r + 1 ) ) /( T _ r ) =( N - r + 1 )/( r ) * x `
` r = n, n + 1, ` तथा ` N = 2n ` रखने पर
` ( 2n - n+ 1 ) /( n ) * x ge 1 ` तथा ` ( 2n - ( n + 1 ) + 1 ) /( n +1 ) x le 1 `
` ( n + 1 ) /( n ) * x ge 1 ` तथा ` (n ) /( n + 1 ) * x le 1 `
` therefore x le ( n + 1 ) / ( n ) ` तथा ` x ge ( n ) /( n + 1 ) `
` rArr (n ) / (n + 1 ) le x le ( n + 1 ) / (n ) `
116.

` ( 3 - 2x ) ^( 9 ) ` के प्रसार में x =1 पर सबसे बड़े संख्यात्मक मान वाला पद ज्ञात कीजिए |

Answer» माना ` T _ ( r + 1 ) , ( 3 - 2x ) ^( 9 ) ` के विस्तार में सबसे बड़ा पद है |
अब ` T _ ( r + 1 ) = ""^ ( 9 ) C_ r * 3 ^( 9 - r ) * ( - 2x ) ^ r `
तथा ` T _ r = ""^ 9 C _ ( r - 1 ) * 3 ^( 9 - ( r - 1 )) * ( - 2x ) ^( r - 1 ) `
इनके ` x = 1 ` पर संख्यात्मक मान क्रमशः निम्न होंगे|
` ""^ 9 C _ r * 3 ^( 9- r ) * 2 ^ r ` तथा ` ""^ 9 C _ ( r - 1 ) * 3 ^( 10 - r ) * 2 ^( r - 1 ) `
` because T _ ( r + 1 )` सबसे बड़ा पद है इसलिए
` T_ ( r + 1 ) ge T _ r `
` rArr ""^ 9 C _ r * 3 ^( 9 - r ) * 2 ^ r ge ""^ 9 C _ ( r - 1 ) * 3 ^( 10 - r ) * 2 ^( r - 1 ) `
` rArr ( 9 ! ) /( r ! ( 9 - r )! ) * 3 ^ ( 9 - r ) * 2 ^ r ge ( 9 ! ) /( ( r - 1 )! ( 10 - r ) !) * 3 ^(10 - r ) * 2 ^ ( r - 1 ) `
` rArr ( 10 - r ) /( r ) * ( 2 ) /( 3 ) ge 1 `
` rArr r le 4 `
अर्थात ` T _ ( r + 1 ) ` का संख्यात्मक मान r = 4 या तीन पर महत्तम होगा |
`rArr T _ 5 ` तथा ` T _ 4 ` संख्यात्मक रूप से बड़े पद है |
` therefore T _ 5 ` का अधिकतम मान = `""^ 9 C _ 4 3 ^(9 - 4 ) * ( - 2x ) ^ 4 = ( 9 * 8 * 7 * 6 )/( 1 * 2 *3 * 4 ) * 3 ^ 5 * 2 ^ 4 = 489888 `
117.

निम्न विस्तारों में महत्तम पद का मान ज्ञात कीजिए - (a) ` ( 2x + 3y ) ^ 6 ` यदि ` x = 2, y = 3 ` (ii) ` ( 1 + 4 x ) 5` यदि ` x = ( 3 ) /( 4 ) `

Answer» (i) ` 15,74,640 ` (ii) `405 `
118.

` sqrt 3 ( 1 + ( 1 ) /( sqrt 3 )) ^( 20 ) ` के विस्तार में महत्तम पद का संख्यात्मक मान ज्ञात कीजिए |

Answer» हम जानते है कि
` ( T _ ( r + 1 )) /( T _ r ) = (( n - r + 1 ) /( r )) x = ( 20 - r + 1 )/( r ) * ( 1 ) /( sqrt 3 ) = ( 21 - r ) / ( r sqrt 3 ) `
` rArr ( T _ ( r + 1 )) /( T _ r ) gt1 `
` rArr 21 - r gt r sqrt 3 `
` rArr r lt (21 )/ ( (sqrt 3 + 1 )) `
` rArr r lt ( ( 21 ) /( 2 )) ( sqrt 3 - 1 ) `
` rArr r lt 7.686 ` अर्थात ` T _ ( r + 1 ) gt T _ r ` यदि ` r lt 7.686 `
` because r ` एक पूर्णाक है, इसलिए r का अधिकतम मान = 7
`rArr T _ ( 7 + 1 ) = T _ 8 ` महत्तम पद है |
यदि ` r gt 7.686 ` तब ` T _ ( r + 1 ) lt T _ r `
` rArr T _ r ` महत्तम होगा यदि ` r = 8" "(7.686 ` से एकदम बड़ा पूर्णांक )
` therefore T _ 8 ` महत्तम पद है |
` rArr T _ 8 = sqrt 3 * ""^ ( 20 ) C _ 7 (( 1 )/( sqrt 3 ))^ 7 = ( 25840)/( 9 ) `
119.

`(1 - 2x)^(8)` के प्रसार में संख्यात्मक दृष्टि से महत्तम पद ज्ञात कीजिए, जबकि `x = (1)/(4)`.

Answer» तीसरा तथा चौथा पद, 7
120.

`(3-2x)^(9)` के प्रसार में महत्तम पद निकालिए, जबकि x = 1.

Answer» चूँकि `(3 - 2x)^(9) = 3^(9) (1-(2)/(3)x)^(9)`, इसलिए `(1-(2)/(3)x)^(9)` के प्रसार में महत्तम पद निकालना है ।
अत: `T_(r+1) = (9-r+1)/(r).(2x)/(3)xx T_(r) = (10-r)/(r).(2T_(r))/(3)`
अत: `T_(r+1) gt T_(r)` जबकि `(10-r)/(r) xx (2)/(3) gt 1`
अर्थात 20 gt 5r अर्थात r lt 4.
अतएव संख्यात्मक मान में चौथे और पांचवे पद बराबर हैं और सभी अन्य पदों से बड़े हैं ।
इस पद का मान `=3^(9) xx .^(9)C_(3) xx ((2)/(3))^(3) = 3^(6) xx 84 xx 8 = 489888`.
121.

`((3)/(5)x+(5)/(4)y)^(10)` के प्रसार में महत्तम पद ज्ञात कीजिए, जबकि `x = (1)/(2), y = (1)/(3)`.

Answer» Correct Answer - सातवां पद