ビルの高さを求める問題です。ビルから離れた2地点A, Bからビルの屋上Pを見上げた角度などが与えられており、その情報からビルの高さPHを計算します。与えられた情報は以下の通りです。 * AB = 10 m * ∠PAH = 60° * ∠HAB = 15° * ∠HBA = 120°

幾何学三角比正弦定理角度高さビル
2025/7/17

1. 問題の内容

ビルの高さを求める問題です。ビルから離れた2地点A, Bからビルの屋上Pを見上げた角度などが与えられており、その情報からビルの高さPHを計算します。与えられた情報は以下の通りです。
* AB = 10 m
* ∠PAH = 60°
* ∠HAB = 15°
* ∠HBA = 120°

2. 解き方の手順

まず、三角形HABに着目します。∠HAB = 15°、∠HBA = 120°なので、∠AHBを求めることができます。三角形の内角の和は180°なので、
AHB=180HABHBA=18015120=45\angle AHB = 180^\circ - \angle HAB - \angle HBA = 180^\circ - 15^\circ - 120^\circ = 45^\circ
次に、正弦定理を用いてAHの長さを求めます。正弦定理より、
ABsinAHB=AHsinHBA\frac{AB}{\sin \angle AHB} = \frac{AH}{\sin \angle HBA}
与えられた値を代入して、
10sin45=AHsin120\frac{10}{\sin 45^\circ} = \frac{AH}{\sin 120^\circ}
AH=10sin120sin45AH = \frac{10 \sin 120^\circ}{\sin 45^\circ}
sin120=sin(18060)=sin60=32\sin 120^\circ = \sin(180^\circ - 60^\circ) = \sin 60^\circ = \frac{\sqrt{3}}{2}
sin45=22\sin 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}
したがって、
AH=103222=1032=56AH = \frac{10 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2}}{\frac{\sqrt{2}}{2}} = \frac{10\sqrt{3}}{\sqrt{2}} = 5\sqrt{6}
次に、直角三角形PAHに着目します。∠PAH = 60°であり、tan 60° = PH/AHなので、
PH=AHtan60PH = AH \tan 60^\circ
tan60=3\tan 60^\circ = \sqrt{3}
したがって、
PH=563=518=532=152PH = 5\sqrt{6} \cdot \sqrt{3} = 5\sqrt{18} = 5 \cdot 3\sqrt{2} = 15\sqrt{2}

3. 最終的な答え

ビルの高さは15215\sqrt{2} mです。

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