第一節 方位
方位

我們可以方位來描述由一定點到另一已知點的方向。描述方位的辦法有兩種,分別是羅盤方位角真方位角

使用羅盤方位角時,所有方向都是由正北方或正南方開始量度,然後以 N\(\theta\)E、N\(\theta\)W、S\(\theta\)E、S\(\theta\)W 的形式來表示,其中\(\;0^\circ \lt \theta \lt 90^\circ\)。例如,若\(\;A\;\)點位於\(\;O\;\)點的正東北方,則由\(\;O\;\)點測得\(\;A\;\)點的羅盤方位角為 N\(45^\circ\)E。

若\(\;\theta = 0^\circ\;\)或\(\;90^\circ\),方位是正東、正南、正西或正北,此時方位應以 E、S、W、N 來表示。

在附設的模擬模型中,選擇「羅盤方位角」模式,再移動\(\;A\;\)點,由座標中心\(\;O\;\)點測得\(\;A\;\)點的羅盤方位角及應量度的角度將自動顯示出來。你可以任意移動\(\;A\;\)點,並觀察羅盤方位角的變化。

使用真方位角時,所有方向都是由正北方開始順時針量度,以\(\;\theta\;\)表示,其中\(\;0^\circ \leq \theta \lt 360^\circ\),而且整數部分寫成三位數。例如,若\(\;A\;\)點位於\(\;O\;\)點的正東北方,則由\(\;O\;\)點測得\(\;A\;\)點的羅盤方位角為\(\;045^\circ\)。

在附設的模擬模型中,選擇「真方位角」模式,再移動\(\;A\;\)點,由座標中心\(\;O\;\)點測得\(\;A\;\)點的真方位角及應量度的角度將自動顯示出來。你可以任意移動\(\;A\;\)點,並觀察真方位角的變化。

試利用附設的模擬模型,回答以下各題:

  1. 當我們沿著座標中心順時針移動\(\;A\;\)點時,羅盤方位角在以下哪些象限會增加?

    第一象限

    第二象限

    第三象限

    第四象限

  2. 反之,當我們沿著座標中心逆時針移動\(\;A\;\)點時,羅盤方位角在以下哪些象限會增加?

    第一象限

    第二象限

    第三象限

    第四象限

  3. 若我們大致按著綠色箭咀所示的方向將\(\;A\;\)點移近\(\;O\;\)點,羅盤方位角會

    增加

    減少

    大致不變

  4. 反之,若我們大致按著綠色箭咀所示的方向將\(\;A\;\)點移離\(\;O\;\)點,羅盤方位角

    增加

    減少

    大致不變

由上面的 c. 和 d. 可知,方位角和兩點之間的距離無關。

  1. 當我們沿著座標中心順時針移動\(\;A\;\)點時,如果\(\;A\;\)點沒有穿過座標的正北方,真方位角

    增加

    減少

    大致不變

  2. 反之,當我們沿著座標中心逆時針移動\(\;A\;\)點時,如果\(\;A\;\)點沒有穿過座標的正北方,真方位角

    增加

    減少

    大致不變

  3. 若我們大致按著綠色箭咀所示的方向將\(\;A\;\)點移近\(\;O\;\)點,真方位角

    增加

    減少

    大致不變

  4. 反之,若我們大致按著綠色箭咀所示的方向將\(\;A\;\)點移離\(\;O\;\)點,真方位角

    增加

    減少

    大致不變

我們可以按住座標的中心點來移動座標,期間\(\;A\;\)點將保持不變。(按下「重置座標」按鈕可將座標立即放回模擬模型的中心。)

  1. 當我們保持\(\;A\;\)點不變,而繞著\(\;A\;\)點順時針移動座標時,真方位角一般會

    增加

    減少

    沒有改變

  2. 反之,當我們保持\(\;A\;\)點不變,而繞著\(\;A\;\)點逆時針移動座標時,真方位角一般會

    增加

    減少

    沒有改變

  3. 移動座標經過\(\;A\;\)點的哪個方向,會使真方位角突然大幅改變?

    正東

    正南

    正西

    正北

方位
涉及方位的應用題

例子:志明從家裡出發,先乘車沿著\(\;060^\circ\;\)的方向走了\(\;4\;\)公里上班。下班後,他又乘車沿著\(\;135^\circ\;\)的方向走了三公里到市場買水果。求

  1. 志明家與市場的距離;
  2. 由志明家測得市場的羅盤方位角。

(如有需要,答案須準確至小數點後兩位。)

提示

  1. 注意\(\;\angle OAB = 60^\circ + 180^\circ - 135^\circ = 105^\circ\)。

    根據餘弦公式,

    \(\begin{align*} OB^2 &= OA^2 + AB^2 - 2(OA)(AB)\cos\angle OAB \\ OB &= \sqrt{3^2 + 4^2 - 2(3)(4)\cos105^\circ} \\ &\approx 5.5867 \\ &= 5.59 \hbox{ (準確至小數點後兩位)} \end{align*}\)

    志明家與市場的距離為\(\;5.59\;\)公里。

  2. 令\(\;C\;\)為\(\;O\;\)正南方的一點。根據正弦公式,

    \(\begin{align*} \frac{AB}{\sin\angle AOB} &= \frac{OB}{\sin\angle OAB} \\ \sin\angle AOB &= \frac{4}{5.5867 \times \sin 105^\circ} \\ &= 0.7412 \\ \angle AOB &= 47.8370^\circ \end{align*}\)

    所以

    \(\begin{align*} \angle COB &= 180^\circ - 60^\circ - 47.8370^\circ \\ &= 72.16^\circ \hbox{ (準確至小數點後兩位)} \end{align*}\)

    由志明家測得市場的羅盤方位角為 S\(72.16^\circ\)E。

例子一的示意圖
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