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数学と東海道(左富士)

 東海道からは、非常に多くの場所から富士山を拝むことができる。日本橋を発った場合、前半は、天気さえ良ければほとんど見ることができると言っても過言ではない。今回、「左富士」という名勝を通ったわけであるが、果たして本当にあの地点だけが「左富士」なのだろうか。
 勘で答えるならば、藤沢あたりにポイントがあるように思えた。それでは検証してみることにしよう。

 まず、富士山が見られる範囲を特定したい。見物不可能な領域においては、左か右かは問題ではない。とりあえず地球の半径を6000kmとしよう。大雑把だが仕方が無い。それと地球が正球であると仮定する。標高3776mの富士山の頂点を通り、地球表面に接する面を求めると、富士山から213kmの地点となる。つまり富士山の頂上から見ると、水平線(地平線)は、213kmの円になる。この地点を越えると、水平線(地平線)が富士山を見るための視界をさえぎることになるわけだ。

 反対側に見る人を仮定する。目の高さを150cmとすると、同様に地平線が4.2kmである。すると、先ほどの213km + 4.2km = 217km の円周外からは頂上すら見えないことになる。
 しかし、これは、見る側が海抜0メートルに立っている場合である。海抜10mぐらいに居れば11.0kmとなり、少し先まで可視範囲が広がる。まあ、200kmを越えているから江戸方面は網羅しているとして(実際、現在でも冬の晴れた日には、我が家(川崎)からでも富士山が拝める)、静岡以西を考えると、東海道が最も標高が高いところを通る鈴鹿峠ですら海抜300mである。とすると地平線は60kmになり、273kmが可視範囲となる。つまり273km以上離れると、途中に山があろうが無かろうが、最も邪魔物が無い海を隔てていようが見ることは不可能なのである。しかし富士山‐鈴鹿峠間は、直線距離で約250kmあるため、途中に邪魔な物が無ければ見ることができることになる。

 さて、それでは次に、左富士が見える場所を検索してみよう。

 街道地図を丹念に追いながら、富士山との方向をチェックしようと思ったのが大変な作業である。しかし便利なもので、最近の電子地図は簡単に緯度・経度を読み出すことができる。そこで、東海道の曲線部分だけを注意して座標を出し、全自動で検索する方法を考えた。
 街道のある座標と、次の進んだ先の座標がわかれば移動ベクトルが求まる。現在地座標と富士山座標がわかっているので、富士山方向ベクトルが求まる。ベクトルの内積を長さの積で割るとcosθだから、ベクトル間の角度が求まる(解らない人ごめんなさい)。なんだ、簡単じゃないか、と喜んだのだが、良く考えるとベクトル間の角度が求まるだけで、左右どちらかは判断できない。
 ちょいと面倒な操作が必要となった。ま、どうせプログラム化して自動実行するのだから大した手間ではないが。第一象限から第四象限までを判定して、進行方向ベクトルが(n,0)になるように回転移動する。富士山ベクトルが、第一象限にあれば「左前方富士」第四象限にあれば「右前方富士」第二象限ならば「左後方富士」第三象限ならば「右後方富士」と判断できる。第n象限の判定は、符号を見るだけだから簡単に判定できる。この方法で行こう。何のことやら解らない方は、高校時代の数IIBを引っ張り出してみよう。

 数学がこんなことろで役に立つとは。

(結果は次回のお楽しみ)


ps.実は私は仕事でこんな計算ばかりしているのです。普通の生活をしている人にとって高校数学なんて必要ない!と言う意見を否定するつもりはないです。でも、何かしら別の用途(テスト以外)に役に立つと、数学にも興味が沸くでしょ(^^)


2001.03.15