ある地点Aから塔の先端Pを見上げた角度(仰角)は30度でした。塔に向かって水平に15m進んだ地点BからPを見上げた角度は60度でした。塔の高さPQを求めてください。

幾何学三角比直角三角形仰角高さtan
2025/6/25

1. 問題の内容

ある地点Aから塔の先端Pを見上げた角度(仰角)は30度でした。塔に向かって水平に15m進んだ地点BからPを見上げた角度は60度でした。塔の高さPQを求めてください。

2. 解き方の手順

まず、図を描いて状況を整理します。塔の足元をQとします。
APQとBPQは直角三角形を形成します。
PQの長さを hh とします。AQの長さを xx とします。BQの長さは x15x - 15 となります。
直角三角形APQについて、tan30=PQAQ\tan 30^\circ = \frac{PQ}{AQ} が成り立ちます。つまり、
tan30=hx\tan 30^\circ = \frac{h}{x}
x=htan30=h1/3=3hx = \frac{h}{\tan 30^\circ} = \frac{h}{1/\sqrt{3}} = \sqrt{3}h
直角三角形BPQについて、tan60=PQBQ\tan 60^\circ = \frac{PQ}{BQ} が成り立ちます。つまり、
tan60=hx15\tan 60^\circ = \frac{h}{x - 15}
x15=htan60=h3x - 15 = \frac{h}{\tan 60^\circ} = \frac{h}{\sqrt{3}}
x=h3+15x = \frac{h}{\sqrt{3}} + 15
2つの式からxxを消去します。
3h=h3+15\sqrt{3}h = \frac{h}{\sqrt{3}} + 15
3hh3=15\sqrt{3}h - \frac{h}{\sqrt{3}} = 15
3hh3=15\frac{3h - h}{\sqrt{3}} = 15
2h3=15\frac{2h}{\sqrt{3}} = 15
2h=1532h = 15\sqrt{3}
h=1532h = \frac{15\sqrt{3}}{2}

3. 最終的な答え

塔の高さPQは 1532\frac{15\sqrt{3}}{2} mです。

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