Autor podstrony: Krzysztof Zajączkowski

Stronę tą wyświetlono już: 5487 razy

Dany jest okrąg O o promieniu R oraz środku w punkcie VC oraz dowolny punkt V1, z którego można poprowadzić linie styczne do tego okręgu gdy spełniona jest nierówność [1]. W przypadku, gdy nierówność [1] nie jest spełniona punkt V1 znajduje się wewnątrz okręgu i nie jest możliwe poprowadzenie stycznych do okręgu O.

Równanie [1] [1]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

\left|\vec{V}_c-\vec{V}_1\right|>R

W celu wyznaczenia punktów styczności V2 i V3 konstrukcji geometrycznej z rysunku 31 należy wykorzystując stare dobre i poczciwe twierdzenie Pitagorasa obliczyć długość różnicy wektorów V2 i V1, wzór [2] wyznacza tę odległość.

Konstrukcja geometryczna do obliczenia punktów styczności okręgu z punktem V1.
Rys. 1
Konstrukcja geometryczna do obliczenia punktów styczności okręgu z punktem V1.
Równanie [2] [2]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

\left|\vec{V}_2-\vec{V}_1\right|=\sqrt{R^2+\left|\vec{V}_C-\vec{V}_1\right|^2}

Nadszedł właściwy moment na wyznaczenie sinusa i kosinusa kąta leżącego pomiędzy wektorem VC-V2 a wektorem VC-V2. Do uzyskania tych wartości wykorzystane zostały stosunki odpowiednich długości boków trójkąta prostokątnego, jaki tworzą wektory V2, V1 oraz VC (prostopadłość trójkąta wynika ze styczności wektora V2 z okręgiem O). Zależności [3] oraz [4] umożliwiają wyliczenie sinusa i kosinusa kąta leżącego pomiędzy wektorem VC-V2 a wektorem VC-V2.

Równanie [3] [3]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

sin(\alpha)=\frac{\left|\vec{V}_2-\vec{V}_1\right|}{\left|\vec{V}_C-\vec{V}_1\right|}
Równanie [4] [4]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

\cos(\alpha)=\frac{R}{\left|\vec{V}_C-\vec{V}_1\right|}

Teraz można przystąpić do obliczenia wektora pomocniczego Vp w następujący sposób:

Równanie [5] [5]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

\vec{V}_p=\frac{\vec{V}_1-\vec{V}_C}{\left|\vec{V}_1-\vec{V}_C\right|}\cdot R

Teraz należy obrócić wektor pomocniczy Vp wykorzystując w tym celu wcześniej obliczone wartości sin(α) oraz cos(α) i dodać wektor przesunięcia VC

Równanie [6] [6]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

V_2.x=V_p.x\cdot \cos(\alpha)-V_p.y\cdot \sin(\alpha)+V_{C}.x
Równanie [7] [7]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

V_2.y=V_p.x\cdot \sin(\alpha)+V_p.y\cdot \cos(\alpha)+V_{C}.y
Równanie [8] [8]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

V_3.x=V_p.x\cdot \cos(\alpha)+V_p.y\cdot \sin(\alpha)+V_{C}.x
Równanie [9] [9]

Zapis wyrażenia w formacie TeX-a:

V_3.y= V_p.y\cdot \cos(\alpha)-V_p.x\cdot \sin(\alpha)+V_{C}.y

Załączniki:

Program pokazujący działanie algorytmu wyznaczania stycznych do okręgu
Layout wykonany przez autora strony, wszelkie prawa zastrzeżone. Jakiekolwiek użycie części lub całości grafik znajdujących się na tej stronie bez pisemnej zgody jej autora surowo zabronione.