已知两点坐标和半径,求圆心

已知圆上的两点坐标和半径,求圆心。

数学分析:这个题目,涉及到简单的数学问题,但是计算比较繁琐。
假设已知圆上的两点坐标分别为N(X1,Y1)和M(X2,Y2),半径为R,圆心坐标为o(a,b),根据数学知识可得到:
(x1-a)^2 + (y1-b)^2 = R^2----(1)式
(x2-a)^2 + (y2-b)^2 = R^2----(2)式
分别展开上述两个式子得到
(x1)^2 - 2*x1*a + a^2 + (y1)^2 - 2*y1*b + b^2 = R^2 ----(3)式
(x2)^2 - 2*x2*a + a^2 + (y2)^2 - 2*y2*b + b^2 = R^2 ----(4)式
(3)式 - (4)式
得到:
x1^2 - x2^2 + 2*(x2-x1)*a + y1^2 - y2^2 + 2*(y2-y1)*b = 0
变形得到:
a = (x2^2 - x1^2 + y2^2 - y1^2)/2/(x2-x1) - (y2-y1)/(x2-x1) * b

设:C1 = (x2^2 - x1^2 + y2^2 - y1^2)/2/(x2-x1)
设:C2 = (y2-y1)/(x2-x1)

a = c1 - c2 * b ----(5)式
把(5)式代入(1)式,得到;
x1^2 - 2*x1*(C1-C2*b) + (C1-C2*b)^2 + y1^2 -2*y1*b + b^2 = R^2
展开简化为关于b的一元二次方程一般形式;
(C2^2+1)*b^2 + (2*x1*C1-2*C1*C2-2*y1)*b + x1^2-2*x1*C1+C1^2+y1^2-R^2 = 0
得到求b的方程组

二次项系数:A = (C2^2+1)
一次项系数:B = (2*x1*C1-2*C1*C2-2*y1)

常数项: C = x1^2-2*x1*C1+C1^2+y1^2-R^2

一元二次方程转化为:

A*b^2 + B*b + C = 0 ----(6)式

解得b = (-B + sqrt(B*B - 4 * A*C)) / (2 * A); (或b = (-B - sqrt(B*B - 4 * A*C)) / (2 * A))

代入(5)式得a的值;

 public List<string> GetArcCenter(double x1, double y1, double x2, double y2, double Angle)
        {
            
            double CenterX = 0, CenterY = 0;
            List<string> CenterList = new List<string>();
            double R= Radius(x1, y1, x2, y2, Angle);
            double c1 = (x2 * x2 - x1 * x1 + y2 * y2 - y1 * y1) / (2 * (x2 - x1));
            double c2 = (y2 - y1) / (x2 - x1);  //斜率
            double A = (c2 * c2 + 1);
            double B = (2 * x1 * c2 - 2 * c1 * c2 - 2 * y1);
            double C = x1 * x1 - 2 * x1 * c1 + c1 * c1 + y1 * y1 - R * R;
            CenterY = (-B +Math.Sqrt(B * B - 4 * A * C))/ (2 * A);
            CenterX = c1 - c2 * CenterY;
            
            CenterList.Add(Convert.ToString(CenterX));
            CenterList.Add(Convert.ToString(CenterY));
            return CenterList;
        }

  

原文地址:https://www.cnblogs.com/zhouyuqiu/p/14307013.html