✨ 最佳解答 ✨
問題文の書き方が分かりにくいので、混乱しても仕方ないと思いました。ただ、三角測量で地球の半径を測るのは、割と鉄板のテーマだと思うので知っておいて損はないと思います。
まず、地表面を平面と捉えるか球面と捉えるかのお話ですが、問題文に「山頂Bの測定においては平面と考える」と書いてあります。山頂Bの標高測定は(1)で済んでいるので、裏を返せば(2)は地球を球と考えろということです。
1枚目にイメージ図を載せました。山頂の子にとって、上も見上げることも、下を見下ろすこともなく、まっすぐ見た目線というのは、山の麓の接線と平行な線になります。ちなみに見上げたときの角度が仰角(仰いだときの角度)、見下ろしたときの角度が俯角(俯いたときの角度)です。
1枚目を単純化(山を省略、山頂の子の身長は無視)したのが2枚目の上の図です。では、この山頂の子はどの範囲を見ることができるのか、という話になります。まっすぐ見たときの目線(黒点線)より上側は全部見れるので、仰角は0度から90度まで見れます。問題は見下ろす方で、見下ろすときに見える部分は赤で塗った部分とオレンジに塗った部分のみです。
赤線は、点Bから地球に引いた接線ですが、この線より上側の赤い領域は、視力∞ならどこまでも遠くを見ることができます。しかし、2枚目右図のオレンジ線のように、そこより下側を見ようとすると、地球に遮られることになります。例えば、オレンジ線上にあるタワーはどう頑張っても山頂から見えません。
この図中の赤線を我々は「水平線」と呼んでいるので、見下ろすことのできる限界俯角とはまっすぐ見たときの角度目線(黒点線)と赤線のなす角になります。それさえ分かれば、もうあとはただの初等幾何で、3枚目のようになります。
返信が遅くなってしまいすみません🙇♀️
解説ありがとうございました🙇♀️すごくわかりやすい説明とたくさんの図本当にありがとうございました!!色別、場合別で書かれてあって理解しやすかったです!!解説文を読んでも端的にしか書かれてなくて全く何を求めるのかなどさっぱりだったのですが、ブドウくんさんの説明でとても納得できました✨また、初めて水平線の意味?を知りました!!覚えときます!!
本当にすごく丁寧に教えてくださりありがとうございました🙇♀️学校ではこの問題を解いて自己採点して終わりっている感じで解説とかが全くなくて困ってたので本当に感謝しかないです🙇♀️ありがとうございました😊