3

Нужно найти площадь пересечения двух окружностей (формулы взял тут):

введите сюда описание изображения

введите сюда описание изображения

введите сюда описание изображения

введите сюда описание изображения

S = S1 + S2

где,

  • R1 — радиус первой окружности;
  • R2 — радиус второй окружности;
  • D — расстояние между центрами окружностей.

Код:

float find_area(float x1, float y1, float r1, float x2, float y2, float r2) {

    // Расстояние между центрами окружностей
    float distance = sqrt((x1 - x2) * (x1 - x2) + (y1 - y2) * (y1 - y2)); 
    float f1, f2;
    float s1, s2;
    if(distance >= r1 + r2) {
        // Если не пересекаются (можно дополнить вычислением площади внутренней окружности)
        return 0;
    }else if(distance <= fabs(r1 - r2)) {
        // Если окружность внутри другой
        return 0;            
    }
    else {
        // Если пересекаются
        f1 = 2 * acos((r1*r1 - r2*r2 - distance*distance) / (2 * r1 * distance));
        f2 = 2 * acos((r2*r2 - r1*r1 - distance*distance) / (2 * r2 * distance));
        s1 = (r1*r1 * (f1 - sin(f1))) / 2;
        s2 = (r2*r2 * (f2 - sin(f2))) / 2;

        return s1 + s2;
    }
    return 0;
}

Площадь пересечения окружностей

(x1 = 0; y1 = 0; r1 = 2) ∩ (x2 = 3; y2 = 0; r2 = 4)

должна быть равна примерно 9.57019, но у меня выводит что-то непонятное:

-1.#IND00

9
  • 4
    +D^2, а у вас минус. 27 ноя 2016 в 20:19
  • 2
    Рекомендую использовать double вместо float в подобных расчётах, если нет специальных ограничений на этот счёт.
    – Zealint
    28 ноя 2016 в 6:17
  • 4
    Так, погодите. Сначала я подумал, что вы используете слово окружность в обыденном смысле, а не в математическом. В математическом смысле любая окружность имеет нулевую площадь (это тонкая линия), поэтому любое пересечение с чем угодно при любом раскладе будет иметь нулевую площадь. Так что даже формулы не нужны. А я дал комментарий именно для слова "круг".
    – Zealint
    28 ноя 2016 в 9:38
  • 2
    Справедливости ради, "пересечение окружностей" может иметь площадь.Им не нужно быть кругами, чтобы выделить участок на плоскости.
    – vp_arth
    5 фев 2017 в 5:30
  • 2
    @vp_arth: С теоретико-множественной точки зрения пересечение двух множеств есть подмножество любого из них. Так что пересечение окружностей в типичном случае — две точки, а не ограниченный участок.
    – VladD
    12 фев 2017 в 9:48

3 ответа 3

1

В комментариях уже всё обсудили, добавлю только что неплохо было бы проверить аргументы acos на [-1...1], а то знаете ли, бывают такие окружности, что круг в них не помещается :-) В смысле, что формула строго не доказана на всём диапазоне значений. Кстати, спасибо автору за код! :-)

1
  • Очевидно же, что расстояние между кругами должно быть меньше или равно сумме радиусов, иначе просто пересечения не будет. И там выше есть проверка
    – 0andriy
    3 июн 2017 в 18:52
1

В коде ошибка!

acos((r1*r1 - r2*r2 - distance*distance)

Исходя из формулы, квадрат дистанции надо прибавлять

1

JavaScript реализация на основе формулы из нажми.

function Circle(x, y , r) {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.r = r;

    this.getAreaOfCircle = function() {
        let areaOfCircle = Math.PI * Math.pow(this.r, 2);
        return areaOfCircle;
    }
}

const firstСircle = new Circle(0, 0, 3);
const secondCircle = new Circle(5, 0, 4);

function getAreaOfIntersectionOfCircles(firstСircle, secondCircle) {
    let distance = Math.sqrt(Math.pow((firstСircle.x - secondCircle.x), 2) + Math.pow((firstСircle.y - secondCircle.y), 2));

    if (distance >= firstСircle.r + secondCircle.r) {
        return 0;
    } else if ((distance + secondCircle.r) <= firstСircle.r) {
        return secondCircle.getAreaOfCircle()
    } else if ((distance + firstСircle.r) <= secondCircle.r) {
        return firstСircle.getAreaOfCircle()
    } else {
        const F1 = 2 * Math.acos(((firstСircle.r * firstСircle.r) - (secondCircle.r * secondCircle.r) + (distance * distance)) / (2 * firstСircle.r * distance));
        const F2 = 2 * Math.acos(((secondCircle.r * secondCircle.r) - (firstСircle.r * firstСircle.r) + (distance * distance)) / (2 * secondCircle.r * distance));

        const S1 = ((firstСircle.r * firstСircle.r) * (F1 - Math.sin(F1))) / 2;
        const S2 = ((secondCircle.r * secondCircle.r) * (F2 - Math.sin(F2))) / 2;

        return S1 + S2;
    }
}

console.log(`Area of intersection of circles: ${getAreaOfIntersectionOfCircles(firstСircle, secondCircle).toFixed(2)}`);

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.