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Python绘制相切圆代码

时间:2023-11-19 15:02:34 阅读:291976 作者:VTJR

相切圆,顾名思义,是指两个圆在切点处相接触,它们的半径一般不相同。在Python中,我们可以通过绘图库来实现相切圆的绘制。下面将从绘制圆形、计算圆心、调整半径和绘制相切圆四个方面来详细阐述。

一、绘制圆形

在Python的绘图库中,绘制一个圆形需要使用turtle.circle(radius)方法。其中,radius为圆的半径。

import turtle

turtle.circle(50)

运行上述代码可以在屏幕上画出半径为50的圆形。如果需要更改圆心的位置,可以使用turtle.penup()将笔移动到指定位置,再使用turtle.pendown()继续画图。

二、计算圆心

由于相切圆的特点是两个圆在切点处相接触,因此需要计算出两个圆的圆心坐标。在Python中,可以使用以下公式来计算圆心坐标:

x = radius * cos(theta) + center_x
y = radius * sin(theta) + center_y

其中,radius为圆的半径,theta为圆心与x轴正方向所成的角度,center_x和center_y为圆心在坐标轴上的横纵坐标。

三、调整半径

由于相切圆的大小不相同,因此需要调整半径。在此,我们假设小圆的半径为r1,大圆的半径为r2,则两圆心之间的距离为r1 + r2。因此,我们可以通过以下公式计算出小圆的半径:

r1 = (r1 + r2 - distance) / 2

其中,distance为两圆心之间的距离。

四、绘制相切圆

有了以上三个步骤的基础,相切圆的绘制就可以非常简单。首先,计算出两个圆的圆心坐标,然后根据上面的公式调整小圆的半径,最后使用turtle.circle(radius)方法在指定位置绘制两个相切圆即可。

import turtle
import math

# 小圆半径
r1 = 50

# 大圆半径
r2 = 60

# 圆心距离
distance = r1 + r2

# 大圆圆心坐标
center_x1, center_y1 = 0, 0

# 小圆圆心坐标
center_x2, center_y2 = distance, 0

# 计算小圆半径
r1 = (r1 + r2 - distance) / 2

# 绘制大圆
turtle.penup()
turtle.goto(center_x1, center_y1 - r2)
turtle.pendown()
turtle.circle(r2)

# 绘制小圆
turtle.penup()
turtle.goto(center_x2, center_y2 - r1)
turtle.pendown()
turtle.circle(r1)

# 绘制切线
theta = math.atan2(center_y2 - center_y1, center_x2 - center_x1)
turtle.penup()
turtle.goto(center_x1 + r2 * math.cos(theta), center_y1 + r2 * math.sin(theta))
turtle.pendown()
turtle.goto(center_x2 + r1 * math.cos(theta), center_y2 + r1 * math.sin(theta))

运行上述代码,即可在屏幕上画出小圆半径为50,大圆半径为60,相切于大圆下方的相切圆。

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