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何謂“望松之術(shù)”?

 VecentMa 2021-12-10
今有望松生山上,不知高下。立兩表齊,高二丈,前后相去五十步,令后表與前表三相直。從前表卻行七步四尺,薄地遙望松末,與表端三合。又望松本,入表二尺八寸。復(fù)從后表卻行八步五尺,薄地遙望松末,亦與表端三合。問松高及山去表各幾何? 

答曰:松高一十二丈二尺八寸;山去表一里二十八步、七分步之四。

望松術(shù)曰:以入表乘表間為實(shí)。相多為法,除之。加入表,即得松高。求表去山遠(yuǎn)近者:置表間,以前表卻行乘之為實(shí)。相多為法,除之,得山去表。

知識(shí)點(diǎn):

1里=180丈=1800尺;

1丈=10尺

1步=6尺

1尺=10寸

想要知道遠(yuǎn)方的海島上的松樹有多高?

要獲得答案的前提條件有三點(diǎn):

一:要使用兩次參照物測(cè)量,并記錄此兩次測(cè)量過程中參照物的“前后相去”距離變化值“表間”。

二:要在前“表”位置,以表的高度測(cè)量出島+松的“前后相去”以及在此位置上觀測(cè)松樹根時(shí),視線入“表”的刻度值。

三:要記錄兩次測(cè)量視線點(diǎn)與參照物的前表卻行后表卻行值并求出“相多”。

有了這三個(gè)數(shù)值,根據(jù)"望松術(shù)"可知:

松高=參照物高度偏倚(條件二)*參照物距離變化(條件一)/前后表卻行偏倚(條件三)然后再加上參照物的高度偏倚(條件二)

轉(zhuǎn)化為幾何圖形:

松高AJ=CK(條件二)*DF(條件一)/(FH-DG)(條件三)+CK(條件二)

即:松高=入表*表間再除以相多,然后加上入表

“望松之術(shù)”幾何證明:

因:三角形ABG與三角形CDG均為直角三角形。

故:CK/AJ=CD/AB

故:AJ=CK*AB/CD

因:已知“望高術(shù)”。

故:AB=(CD*DF)/(FH-DG)+CD

故:AJ=CK*DF)/(FH-DG)+CK

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