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在python中使用sympy解決兩個圓的交點

2022-01-19 17:43:19 軟體工程

我試圖找到兩個函式的交點,在本例中是 circle1 和 circle2,半徑為 r。當我試圖找到交點時,Sympy 需要永遠進行計算。

這是帶有交叉點的影像: 在python中使用sympy解決兩個圓的交點

我認為這是因為當 theta_1 和 theta_2 被提升時,有無限數量的交點。因此,我猜 sympy 會一直解決它直到無窮大。

不幸的是,solve或者solveset不允許為給定范圍內的兩個變數求解方程。

我使用的代碼是:

def SYMPY():
    theta_1, theta_2, r = symbols('theta_1, theta_2, r', real=True)
    r = 10
    x1 = r*cos(theta_1)   5
    x2 = r*cos(theta_2)
    y1 = r*sin(theta_1)
    y2 = r*sin(theta_2)

    test = sp.Eq((x1-x2) (y1-y2),0)
    ans = sp.solve(test, theta_1, theta_2)
    print(ans)
SYMPY()

有誰知道如何解決這個問題?

我知道 Sympy 也有 circle() 方法,但我想用上面的公式計算它。這是因為我有另一個(大)方程要求解,它也涉及兩個圓和一個交點。

謝謝,穆迪:)

uj5u.com熱心網友回復:

測驗是否(x1,y1)與 相同點(x2,y2)Eq((x1-x2) (y1-y2),0)不做這項作業。你需要Eq(x1,x2)Eq(y1,y2)(請注意,您不應創建r符號變數,因為您為其分配了一個常量。另請注意,(theta_1, theta_2)應將其寫為元組(或串列))。

出于某種原因,我不清楚,sympy 沒有找到解決方案:

from sympy import symbols, sin, cos, Eq, solve

theta_1, theta_2 = symbols('theta_1, theta_2', real=True)
r = 10
x1 = r * cos(theta_1)   5
x2 = r * cos(theta_2)
y1 = r * sin(theta_1)
y2 = r * sin(theta_2)

test = [Eq(x1, x2), Eq(y1, y2)]
ans = solve(test, (theta_1, theta_2))
print(ans) # [] ???

另一種方法是使用直接圓方程。可以使用反正切找到角度。

from sympy import symbols, sin, cos, atan2, Eq, solve

x1, y1 = symbols('x1 y1', real=True)
r = 10
xm1, ym1 = 5, 0  # center of the first circle
xm2, ym2 = 0, 0  # center of the second circle
test = [Eq((x1 - xm1) ** 2   (y1 - ym1) ** 2, r ** 2),
        Eq((x1 - xm2) ** 2   (y1 - ym2) ** 2, r ** 2), ]
ans = solve(test, (x1, y1))

for xa, ya in ans:
    theta1 = atan2(xa - xm1, ya - ym1)
    theta2 = atan2(xa - xm2, ya - ym2)
    print(f'theta1: {theta1}, (in radians: {theta1.evalf():.6f})')
    print(f'theta2: {theta2}, (in radians: {theta2.evalf():.6f})')

這找到了兩個解決方案(x1, y1)

[(5/2, -5*sqrt(15)/2),
 (5/2, 5*sqrt(15)/2)]

以及對應的角度:

theta1: -pi   atan(sqrt(15)/15), (in radians: -2.888912)
theta2: pi - atan(sqrt(15)/15), (in radians: 2.888912)
theta1: -atan(sqrt(15)/15), (in radians: -0.252680)
theta2: atan(sqrt(15)/15), (in radians: 0.252680)

uj5u.com熱心網友回復:

JohanC 的答案很好,但我想我要補充一點,如果你使用笛卡爾坐標而不是極坐標,你實際上可以得到任意符號的完全通用術語的答案:

In [88]: x1, x2, y1, y2, xi, yi, r = symbols('x1, x2, y1, y2, xi, yi, r', real=True)

In [89]: eq1 = Eq((x1 - xi)**2   (y1 - yi)**2, r**2)

In [90]: eq2 = Eq((x2 - xi)**2   (y2 - yi)**2, r**2)

In [91]: solve([eq1, eq2], [xi, yi])
Out[91]: 
??                                       ?             ____________________________________________
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    計算機組成原理—硬體結構 二、存盤器 1.概述 存盤器是計算機系統中的記憶設備,用來存放程式和資料 1.1存盤器的層次結構 快取-主存層次主要解決CPU和主存速度不匹配的問題,速度接近快取 主存-輔存層次主要解決存盤系統的容量問題,容量接近與價位接近于主存 2.主存盤器 2.1概述 主存與CPU的聯 ......

    uj5u.com 2023-04-17 08:20:31 more
  • 談一談我對協同開發的一些認識

    如今各互聯網公司普通都使用敏捷開發,采用小步快跑的形式來進行專案開發。如果是小專案或者小需求,那一個開發可能就搞定了。但對于電商等復雜的系統,其功能多,結構復雜,一個人肯定是搞不定的,所以都是很多人來共同開發維護。以我曾經待過的商城團隊為例,光是后端開發就有七十多人。 為了更好地開發這類大型系統,往 ......

    uj5u.com 2023-04-17 08:18:55 more
  • 專案管理PRINCE2核心知識點整理

    PRINCE2,即 PRoject IN Controlled Environment(受控環境中的專案)是一種結構化的專案管理方法論,由英國政府內閣商務部(OGC)推出,是英國專案管理標準。
    PRINCE2 作為一種開放的方法論,是一套結構化的專案管理流程,描述了如何以一種邏輯性的、有組織的方法,... ......

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