回答

_地図座標としてxy座標を提示していること、座標点O・座標点A・座標点Bの標高が与えられていないことから、非ユークリッド幾何学のリーマン幾何学ではなく、ユークリッド幾何学で解け、と言っています。
_地球は球体・回転楕円体・地球ジオイド体ではなく、板で考えて良い、と言っています。

_地殻の深度をz軸として、xyzの直交座標系を考えて下さい。座標点O・座標点A・座標点Bからの距離が(1)で分かっていますので、球の方程式(x-a)²+(y-b)²+(z-c)²=r²に当て嵌めて、3つの三元二次方程式ができます。この3つ球面の接点が震源になります。

スヌーピー

ありがとうございます。
ちなみに震源の深さはどのようにして求めるのでしょうか?

ぺんぎん

_因みに、x、y座標は、もう求まりましたか?
_この問題の場合、OAとOBとが直交している非常に特殊な場合で、x、yの座標が非常に求め易くなっています。x、yの座標が求まっていたら、震央から震源に向けて突き刺した三角定規で、震源の深さが求まります。
_x、yの座標が求まっていないなら言って下さい。もう少し詳しいヒントを出します。
_x、yの座標が求まっていれば、その座標を送って下さい。

ぺんぎん

_回答の答えの出し方であれば、連立方程式を解けば3つの球面の接点の座標(x,y,z)が求まり、震源の深さzが自動的に求まります。
_コメントの方は、特殊なケースなので、3平方の定理だけでも解ける、と言っています。

スヌーピー

まだ求まっていません。
(1)で求めた数字をどのように当てはめればいいのでしょうか?

ぺんぎん

①【連立方程式で解くやり方】
_震源地を点Pとする。(1)で求めた点Oから震源までの距離をOP、点Oから震源までの距離をOP、点Aから震源までの距離をAP、点Bから震源までの距離をBP、とする。
_点Oは、原点に取っているので球の中心の座標(a,b,c)は(0,0,0)。
_従って、点Oを中心とする震源が球面を通る球面の方程式は、
 x²+y²+z²=OP²……①
_点Aの座標(a,b,c)は(44,0,0)。
_従って、点Aを中心とする震源が球面を通る球面の方程式は、
 (x-44)²+y²+z²=AP²……②
_点Bの座標(a,b,c)は(0,253.5,0)。
_従って、点Aを中心とする震源が球面を通る球面の方程式は、
 x²+(y-253.5)²+z²=BP²…③

_三元二次方程式①②③から、震源地の座標(x,y,z)を求めるのが、正攻法。

ぺんぎん

②【点A、点Bが夫々(それぞれ)x軸上、y軸上にある特殊性を利用するやり方。】
_先に、震央の座標を求めて、その後に震源の深さを求める方法。(やや邪道。)
_点Oを中心とする半径OPの円の円周と、点Aを中心とする半径APの円の円周と、の交わる点をX1、X2とする。X1とX2とを結んだ線は、x軸と直行する。この交点をC1とする。
_直角三角形OC1X1と直角三角形AC1X1との2つの直角三角形から、三平方の定理を使い、C1の座標を決定する。これが、震央のx座標。
_同様に、点Oを中心とする円と点Bを中心とする円と、から震央のy座標が求まる。
_震央を点Qとすると、直角三角形OPQを考えれば、三平方の定理から震源の深さが求まる。
_OAとOBとが直交していないと使えないけれども、連立方程式を解くよりは、計算は楽。
_仕組みを理解するためには、連立方程式を解いた方が良い。

スヌーピー

ご丁寧にありがとうございます。
OPやAPには(1)の答えを代入したらいいのでしょうか?

スヌーピー

また震源の位置はx,yの値で表したらいいのでしょうか?

ぺんぎん

_OPや、APには、(1)で出した答えを使う。震央の位置は(x,y)、震源の位置は(x,y,z)。7日前から、(x,y,z)を解けと言っている。

スヌーピー

x=14,y=84,z=12が出ました。
震源の位置はどのように表せばいいのでしょうか?

ぺんぎん

_設問文より、点Oを原点として東方角をx軸の正の方向、点Oを原点として北方角をy軸の正の方向、9月24日のぺんぎん の回答より、地殻の深度をz軸の正の方向、として取っているので、(計算が合っているとして、)
点Oから、東に14km北に84kmの地点が震央で、震源の深さは12km。

ぺんぎん

_せっかく、大学に通っているのだから、理学部(或いは教育学部)の地学関係の講座研究室にお仕掛けて、院生か誰かに教えて貰えば良い。そういった、ある意味失礼な事が許されるのが同じ大学の学生。

スヌーピー

ご丁寧にありがとうございました。

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