已知一段圆弧的起点和终点以及半径大小,请用C++代码求出改圆弧的两个圆心
时间: 2024-03-27 22:40:14 浏览: 194
已知起点 终点 半径 优弧劣弧 顺逆圆求圆心坐标
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假设圆弧的起点坐标为 $(x_1, y_1)$,终点坐标为 $(x_2, y_2)$,半径为 $r$。我们可以先求出圆弧的中心点坐标 $(x_c, y_c)$,再根据中心点和半径求出两个圆心。
求中心点坐标的方法如下:
1. 求出圆弧的中点坐标 $(x_m, y_m)$,即 $(\frac{x_1+x_2}{2}, \frac{y_1+y_2}{2})$。
2. 求出圆心到中点的距离 $d$,即 $d = \sqrt{r^2 - (\frac{L}{2})^2}$,其中 $L$ 为圆弧的长度,$L = r \times \theta$,$\theta$ 为圆弧的弧度。
3. 求出圆心到中点的方向向量 $(u, v)$,即 $(u, v) = (\frac{y_2-y_1}{L}, \frac{x_1-x_2}{L})$。
4. 圆心坐标为 $(x_c, y_c) = (x_m + u \times d, y_m + v \times d)$。
根据中心点和半径求出两个圆心的方法如下:
1. 圆心坐标为 $(x_1, y_1)$ 和 $(x_2, y_2)$,分别为圆弧起点和终点的坐标。
2. 在圆弧两侧分别求出偏移半径的点,分别为 $(x_{1a}, y_{1a})$、$(x_{1b}, y_{1b})$ 和 $(x_{2a}, y_{2a})$、$(x_{2b}, y_{2b})$。
3. 圆心为 $(x_{1a}, y_{1a})$ 和 $(x_{2b}, y_{2b})$,或者为 $(x_{1b}, y_{1b})$ 和 $(x_{2a}, y_{2a})$。
代码实现如下:
```c++
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
const double PI = acos(-1.0);
int main() {
double x1, y1, x2, y2, r;
cin >> x1 >> y1 >> x2 >> y2 >> r;
double xm = (x1 + x2) / 2, ym = (y1 + y2) / 2;
double L = r * acos((x1 * x2 + y1 * y2) / (sqrt(x1 * x1 + y1 * y1) * sqrt(x2 * x2 + y2 * y2)));
double d = sqrt(r * r - L * L / 4);
double u = (y2 - y1) / L, v = (x1 - x2) / L;
double xc = xm + u * d, yc = ym + v * d;
double xa1 = x1 + d * (y2 - y1) / L, ya1 = y1 + d * (x1 - x2) / L;
double xa2 = x1 - d * (y2 - y1) / L, ya2 = y1 - d * (x1 - x2) / L;
double xb1 = x2 + d * (y2 - y1) / L, yb1 = y2 + d * (x1 - x2) / L;
double xb2 = x2 - d * (y2 - y1) / L, yb2 = y2 - d * (x1 - x2) / L;
double d1 = sqrt((xa1 - xc) * (xa1 - xc) + (ya1 - yc) * (ya1 - yc));
double d2 = sqrt((xa2 - xc) * (xa2 - xc) + (ya2 - yc) * (ya2 - yc));
double d3 = sqrt((xb1 - xc) * (xb1 - xc) + (yb1 - yc) * (yb1 - yc));
double d4 = sqrt((xb2 - xc) * (xb2 - xc) + (yb2 - yc) * (yb2 - yc));
if (abs(d1 - r) < 1e-6) cout << xa1 << " " << ya1 << " " << xc << " " << yc << endl;
else if (abs(d2 - r) < 1e-6) cout << xa2 << " " << ya2 << " " << xc << " " << yc << endl;
else if (abs(d3 - r) < 1e-6) cout << xb1 << " " << yb1 << " " << xc << " " << yc << endl;
else if (abs(d4 - r) < 1e-6) cout << xb2 << " " << yb2 << " " << xc << " " << yc << endl;
else cout << "No solution" << endl;
return 0;
}
```
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