任意给定的直线和圆的方程求他们公切圆的方程。请帮我写出代码
时间: 2024-02-06 21:10:15 浏览: 134
我们可以通过以下步骤来求解公切圆的方程:
1. 根据直线方程求出直线的斜率和截距。
2. 根据圆的方程求出圆心坐标和半径长度。
3. 根据公切线的性质,通过圆心与直线的垂线交点的坐标可以求出公切线的斜率。
4. 根据公切线斜率和圆心坐标可以求出公切线方程。
5. 公切圆的半径长度等于给定圆的半径长度,公切圆的圆心坐标等于给定圆心沿着公切线方向平移一段距离,这个距离等于两圆半径之差。
以下是 Python 代码实现:
```python
import math
def tangent_circle(line_eq, circle_eq):
# 解析直线方程
a, b, c = line_eq
# 解析圆方程
x0, y0, r = circle_eq
# 计算直线斜率和截距
if b != 0:
m = -a / b
n = -c / b
else:
m = float('inf')
n = -c / a
# 计算圆心坐标
if a != 0:
x = -b / (2 * a)
y = -(a * x + c) / (2 * b)
else:
x = float('inf')
y = -c / (2 * b)
# 计算圆心与直线的垂线交点坐标
d = abs(m*x0 + y0 - n) / math.sqrt(m**2 + 1)
xa = (m*(y0-n) + x0) / (m**2 + 1)
ya = m*xa + n
# 计算公切线斜率
if xa == x0:
mt = float('inf')
else:
mt = -(ya - y0) / (xa - x0)
# 计算公切线方程
nt = y0 - mt * x0
# 计算公切圆的圆心和半径
rt = abs(r - d)
xt = x0 + (rt / math.sqrt(1 + mt**2)) * (-1 if xa < x0 else 1)
yt = y0 + mt * (xt - x0)
return (xt, yt, rt)
```
其中,`line_eq` 和 `circle_eq` 分别为给定直线和圆的方程,都是一个长度为3的元组,表示 $ax + by + c = 0$ 的系数。函数返回公切圆的圆心坐标和半径长度。
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