Trigonometry · real student question

两座城市位于同一条经线上,一座在北纬 45 度 9 分,另一座在北纬 35 度 5 分。取地球半径为 3960 英里,求两地之间的距离。

Question

两座城市位于同一条经线上(一座正好在另一座的正北方),纬度分别为北纬 45945^\circ 9' 和北纬 35535^\circ 5'

设地球半径为 39603960 英里,求两地之间的距离。

Step-by-step solution

  1. 先把地理问题化成圆的问题。 纬度就是从赤道量起的圆心角,所以同一条经线上的两地落在同一个半径为 39603960 英里的大圆上。两地对应的圆心角就是两个纬度之差——正因为它们共用一条经线,才完全不需要球面三角。

  2. 按度、分相减。 因为 9>59'>5',不需要借位:

    459355=104.45^\circ 9'-35^\circ 5'=10^\circ 4'.

  3. 化成十进制度数。 一分是一度的 160\tfrac{1}{60}

    104=10+460=10.0667.10^\circ 4'=10+\frac{4}{60}=10.0667^\circ.

  4. 再化成弧度——这一步不能省。 弧长公式 s=rθs=r\theta 只在 θ\theta 用弧度表示时才成立,因为弧度的定义正是「弧长等于半径时所对的圆心角」:

    θ=10.0667×π180=0.175696 弧度.\theta=10.0667^\circ\times\frac{\pi}{180}=0.175696\ \text{弧度}.

  5. 代入 s=rθs=r\theta

    s=3960×0.175696=695.76 英里696 英里.s=3960\times 0.175696=695.76\ \text{英里}\approx 696\ \text{英里}.

  6. 检查数量级是否合理。 一度纬度大约对应 2π(3960)36069.1\tfrac{2\pi(3960)}{360}\approx 69.1 英里,而 10.07×69.169610.07\times 69.1\approx 696,与算出的结果一致。

Answer

s=396010.0667π180695.8 英里 (696 英里)s=3960\cdot\frac{10.0667\pi}{180}\approx 695.8\ \text{英里}\ (\approx 696\ \text{英里})

Need to solve a different problem like this? Open the solver →