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圆-线相交


CircleLineIntersection

由两点 (x_1,y_1)(x_2,y_2) 确定的(无限)直线 可能与半径为 r 且中心为 (0, 0) 的 于两个虚点(左图)、一个退化的单点(对应于直线与圆相切;中图)或两个实点(右图)。

在几何学中,与圆恰好相交于一个点的直线被称为切线,而与圆恰好相交于两个点的直线被称为割线 (Rhoad et al. 1984, p. 429)。

定义

d_x=x_2-x_1
(1)
d_y=y_2-y_1
(2)
d_r=sqrt(d_x^2+d_y^2)
(3)
D=|x_1 x_2; y_1 y_2|=x_1y_2-x_2y_1
(4)

给出交点为

x=(Dd_y+/-sgn^*(d_y)d_xsqrt(r^2d_r^2-D^2))/(d_r^2)
(5)
y=(-Dd_x+/-|d_y|sqrt(r^2d_r^2-D^2))/(d_r^2),
(6)

其中函数 sgn^*(x) 定义为

 sgn^*(x)={-1   for x<0; 1   otherwise.
(7)

判别式

 Delta=r^2d_r^2-D^2
(8)

因此决定了直线和圆的相交情况,总结在下表中。

Delta相交情况
Delta<0无交点
Delta=0相切
Delta>0相交

参见

, 圆-圆相交, 直线, 线-线相交, 割线, 切线

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Rhoad, R.; Milauskas, G.; 和 Whipple, R. Geometry for Enjoyment and Challenge, 修订版. Evanston, IL: McDougal, Littell & Company, 1984.

在 Wolfram|Alpha 中被引用

圆-线相交

引用为

Weisstein, Eric W. "圆-线相交。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Circle-LineIntersection.html

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