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圓-線相交


CircleLineIntersection

由兩點 (x_1,y_1)(x_2,y_2) 確定的(無限)直線 可能與半徑為 r 且中心為 (0, 0) 的 於兩個虛點(左圖)、一個退化的單點(對應於直線與圓相切;中圖)或兩個實點(右圖)。

在幾何學中,與圓恰好相交於一個點的直線被稱為切線,而與圓恰好相交於兩個點的直線被稱為割線 (Rhoad et al. 1984, p. 429)。

定義

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)

給出交點為

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)

其中函式 sgn^*(x) 定義為

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

判別式

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

因此決定了直線和圓的相交情況,總結在下表中。

Delta相交情況
Delta<0無交點
Delta=0相切
Delta>0相交

參見

, 圓-圓相交, 直線, 線-線相交, 割線, 切線

使用 探索

參考文獻

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

在 中被引用

圓-線相交

引用為

Weisstein, Eric W. "圓-線相交。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/Circle-LineIntersection.html

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