18.1: Попередня тригонометрія
- Page ID
- 56342
На сторінці за адресою http://www.phy6.org/stargaze/Strig1.htm описана основна задача тригонометрії (малюнок вище): знаходження відстані до якоїсь далекої точки С, враховуючи напрямки, в яких С з'являється з двох кінців виміряної базової лінії AB. Ця проблема стає дещо простіше, якщо:
- Базова лінія перпендикулярна лінії від її середини до об'єкта, так що\(\Delta ABC\) симетрична. Позначимо її рівні сторони як\(AB=BC=r\).
- Довжина\(c\) базової лінії\(AB\) набагато менше, ніж\(r\). Це означає, що кут\(\alpha\) між\(AC\) і\(BC\) невеликий; цей кут відомий як паралакс\(C\), як видно з\(AB\).
- Ми не просимо великої точності, але задоволені приблизним значенням відстані — скажімо, в межах 1%.
Представлений тут метод вже використовувався стародавніми греками понад 2000 років тому. Вони знали, що довжина кола радіуса\(r\) була\(2\pi r\), де\(\pi\) (сучасне позначення, а не один з греків, хоча і\(\pi\) є частиною їх алфавіту) позначає число трохи більше 3; приблизно
\(\pi\approx\,3.14159\ldots\)
Примітка
Грецький математик Архімед вивів\(\pi\) приблизно з 4-значною точністю, хоча висловив це по-різному, оскільки десяткові дроби з'явилися в Європі лише через якихось 1000 років.
У цьому випадку (див. Рисунок вище) ми можемо наблизити\(\Delta ABC\) як «зріз» набагато більшого кола; в цьому випадку довжина базової лінії приблизно дорівнює довжині відповідної дуги:
\[c\,\approx\,c′\]
У колі є 360 градусів і\(\alpha\) градусів в цій конкретній дузі; оскільки 360 градусів відповідає одній окружності довжини дуги (\(2\pi r\)),\(\alpha\) градуси будуть відповідати довжині дуги
\[c′\,=\,\frac{\alpha}{360^o}\times 2\pi r\]
Вирішуючи для\(r\) і підключивши\(c\,\approx\,c′\), знаходимо
\[r\,=\,\frac{360^o}{2\pi\alpha}\times c\]
Ми вирішили для з\(r\) точки зору\(c\). Наприклад, якщо ми це знаємо\(\alpha\approx 6^o\) (ми побачимо, чому це актуально пізніше),\(2\pi\alpha\,=\,36^o\) і ми отримаємо:
\[r\,=\,10c′\]