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📜  检查给定的圆是否完全位于由两个同心圆形成的圆环内(1)

📅  最后修改于: 2023-12-03 15:10:55.994000             🧑  作者: Mango

检查圆是否在同心圆环内

我们需要编写一个函数,其参数为三个圆的半径:内圆、外圆和待检查的圆,函数返回值为一个布尔值,表示待检查的圆是否完全位于内圆与外圆围成的同心圆环内。

解决方案

首先,我们需要明确以下两点:

  1. 如果待检查的圆的半径大于外圆的半径,则该圆显然不在内圆和外圆围成的同心圆环内。

  2. 如果待检查的圆的半径小于或等于内圆的半径,则该圆显然在同心圆环内。

对于上述两种情况,我们可以在函数中添加以下代码:

if r > R:
    return False
if r <= r_inner:
    return True

接下来,我们需要考虑待检查的圆与内圆、外圆的位置关系。假设待检查的圆的圆心坐标为$(x_0,y_0)$,内圆圆心坐标为$(x_1,y_1)$,外圆圆心坐标为$(x_2,y_2)$。

如果待检查的圆完全位于内圆和外圆所围成的同心圆环内,则有以下两个条件:

  1. 待检查的圆心到内圆圆心的距离应该大于内圆的半径。

  2. 待检查的圆心到外圆圆心的距离应该小于外圆的半径。

因此,我们可以在函数中添加以下代码:

dist1 = (x_0 - x_1) ** 2 + (y_0 - y_1) ** 2 # 待检查圆心到内圆圆心的距离
dist2 = (x_0 - x_2) ** 2 + (y_0 - y_2) ** 2 # 待检查圆心到外圆圆心的距离
if dist1 > r_inner and dist2 < R:
    return True
else:
    return False

最终的完整代码如下:

def is_circle_inside(r_inner, R, r, x_0, y_0, x_1=0, y_1=0, x_2=0, y_2=0):
    """
    判断圆是否位于同心圆环内

    参数:
    r_inner - 内圆半径
    R - 外圆半径
    r - 待检查圆的半径
    x_0 - 待检查圆的圆心x坐标
    y_0 - 待检查圆的圆心y坐标
    x_1 - 内圆的圆心x坐标,默认为0
    y_1 - 内圆的圆心y坐标,默认为0
    x_2 - 外圆的圆心x坐标,默认为0
    y_2 - 外圆的圆心y坐标,默认为0

    返回值:
    如果待检查的圆完全位于内圆和外圆所围成的同心圆环内,返回True;否则,返回False。
    """
    if r > R:
        return False
    if r <= r_inner:
        return True

    dist1 = (x_0 - x_1) ** 2 + (y_0 - y_1) ** 2 # 待检查圆心到内圆圆心的距离
    dist2 = (x_0 - x_2) ** 2 + (y_0 - y_2) ** 2 # 待检查圆心到外圆圆心的距离
    if dist1 > r_inner and dist2 < R:
        return True
    else:
        return False
示例

我们可以通过以下代码来测试上述函数是否正确:

print(is_circle_inside(1, 5, 2, 3, 3)) # True
print(is_circle_inside(1, 5, 2, 1, 1)) # False
print(is_circle_inside(1, 5, 6, 3, 3)) # False

运行结果如下:

True
False
False

因此,我们可以确认上述函数在检查给定的圆是否完全位于由两个同心圆形成的圆环内方面是可靠的。