とりあえず

数式にした

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xとhがわかっててθを求めたいとき

2φ=θとおくと
h/x = (1-cos2φ)/(sin2φ) = sinφ/cosφ = tanφ
∴θ = 2arctan(h/x)

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ℓとhがわかっててθを求めたいとき

sinθ = θ - (θ^3)/3! + …　なので第2項までの近似を用いると
x/ℓ = sinθ/θ ≒ 1 - (θ^2)/6
θ ≒ sqrt{ 6( 1 - x/ℓ )}

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