【第4章 三角比】第10節:空間図形を完全ハック!山の高さを測る「平面切り抜き術」

みなさん、こんにちは!浦元です。
火曜日は、問題文の条件から「正弦定理」と「余弦定理」を迷わず選択する使い分けチャートをマスターしましたね。

今日は、三角比の集大成にして多くの受験生が苦手とする……
【空間図形・測量問題(山の高さを測るパズル)】に挑みます!

“空間のまま考えるな!「直角三角形」と「地面の三角形」を切り抜いて平面に落とせ!”


🏔️ 実戦例題:登らずに山の高さを測れ!

【問題】

水平な地面の2地点 A, B から、山の頂上 P を見上げた仰角がそれぞれ 30°45° でした。
A, B 間の距離が 100m、地面の角 AHB60°HP の真下の地点)であるとき、山の高さ h を求めよ。


✨ 攻略の2ステップ:立体を平面にバラす!

STEP 1:立っている直角三角形から、地面の辺を h で表す!

山の高さ PHh とおきます。
・直角三角形 PAH(仰角30°)➔ AHh / tan 30° = √3 h
・直角三角形 PBH(仰角45°)➔ BHh / tan 45° = h

STEP 2:地面の三角形 ABH で「余弦定理」を発動!

地面の三角形 ABH は、2辺が √3hh、間の角が 60°、向かいの辺が 100m です。
余弦定理を当てはめると:
100² = (√3 h)² + h² - 2·(√3 hh·cos 60°
10000 = 3h² + h² - √3 h² = (4 - √3)h²

ここから h² を求め、ルートをつければ山の高さ h が完全に出てきます!

空間図形は「高さの直角三角形」と「地面の平面三角形」の2つに分解するだけで、ただの平面パズルへと早変わりします!


📌 本日のまとめ

  • 空間の測量問題は、まず「高さを h と置いて地面の辺を h で表す」
  • 抜き出した「地面の三角形」に正弦定理や余弦定理を適用して h を解く!
  • 立体のまま悩まず、必ずノートに平面の図を描き直すのが鉄則!

明日(金曜日)は、三角比の第4章を締めくくる「実戦総合クイズ&演習」をお届けします!

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