円弧の半径と角度を求める

矢高と弧長から求める

矢高(h)と弧長(c)から半径(r)と角度(θ)を計算する。ピタゴラスの定理で求まる。

半径を求める

\((r – h)^2 + (\frac{c} {2})^2 = r^2\)

rにまとめると

\(h^2 – 2rh + (\frac{c}{2})^2 = 0\)

\(2rh = h^2+\frac{c^2}{4}\)

\(r = \frac{\frac{c^2}{4} + h^2}{2h}\)

角度を求める

半径が求まると、θも求まる。

\(\frac{c}{2} = rsin(\frac{θ}{2})\)なので

\(sin(\frac{θ}{2}) = \frac{c}{2r}\)

\(θ=2 asin(\frac{c}{2r})\)

2辺から求める

中心角θは2つの辺が成す角度となるので、それぞれのベクトルの内積からアークコサインで求める。

\(θ=acos(dot(P_1-P_0, P_2-P_1))\)

半径rは

\(tan(\frac{θ}{2})=\frac{L}{r}\)なので

\(r=\frac{L}{tan(\frac{θ}{2})}\)

となる。

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