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Berechnung Schnittpunkte von 2 Kreisen

Schüler Fachschulen, 11. Klassenstufe

Tags: Kreis, Schnittpunkt

 
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darkmaan

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19:40 Uhr, 31.08.2009

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Hallo,

suche eine Formel zur Berechnung von Schnittpunkte von zwei Kreisen.Es sind die Radien und Kreismittelpunkte bekannt.Gibt es eine einfache Formel?

Mfg

darkmaan

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Schnittpunkte bestimmen
Kreiszahl (Mathematischer Grundbegriff)
Kreis (Mathematischer Grundbegriff)
Elementare Kreisteile (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Antwort
Sina86

Sina86

19:45 Uhr, 31.08.2009

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Hallo,

es gibt eine allgemeine Formel für einen Kreis. wenn der Punkt (A|B) der Mittelpunkt ist, und r der Radius, dann sind alle Punkte (x|y), die die Gleichung
(x-A)2+(y-B)2=r2
erfüllt auf dem Kreis.

Gruß
Sina
darkmaan

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16:02 Uhr, 01.09.2009

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Hallo ,

hab nun Formeln gefunden.


dx=x2-x1
dy=y2-y1
d=√(〖dx〗^2+〖dy〗^2 )
a=(〖r1〗^2-〖r2〗^2+d^2)/(2×d)
h2=√(〖r1〗^2-a^2 )

Schnittpunkt 1:

xs1=x1+( a/d×dx-h/d)×dy
ys1=y1+( a/d×dy-h/d)×dx


Schnittpunkt 2:

xs2=x1+( a/d×dx-h/d)×dy
ys2=y1+( a/d×dy-h/d)×dx


Versteh nur nicht wie man auf die Formel kommt ? Und gibt es einen Rechnerischen Weg von den Schnittpunkten der Kreise auf die Koordinaten der Kreismittelpunkte zu kommen ?

Für eure Hilfe wäre ich dankbar,bin leider nicht so fit in Mathe

Mfg
Antwort
BjBot

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16:17 Uhr, 01.09.2009

Antworten
Sagen wir mal du hast die folgenden 2 Kreisgleichungen:

(x-3)²+(y+2)²=25

(x-2)²+(y-1)²=16

Wenn du das als Gleichungssystem auffasst und dann die beiden Gleichung voneinander subtrahierst, dann fallen x² und y² ja automatisch immer weg und was übrig bleibt ist eine lineare Gleichung, die du dann nach einer Variablen auflösen kannst und damit dann durch Einsetzen eine Gleichung mit nur noch einer Unbekannten erhälst.
Mit dieser Methode lassen sich die Schnittpunkte zweier Kreise recht intuitiv und einfach berechnen.


darkmaan

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16:34 Uhr, 01.09.2009

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Danke BjBot ,

aber wie ist der umgekehrte Fall wenn die Schnittpunkte und Radien zweier Kreise bekannt sind und ich die Kreismittelpunkte suche,wie lösst ma es rechnerich ?

Mfg


darkmaan

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17:26 Uhr, 01.09.2009

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Hallo BjBot,

aber nach deiner Methode bekommst du nur ein Schnittpunkt heraus es kann aber auch 2 Schnittpunkte geben ? Oder hab ich mich verrechent.

Mfg

Antwort
BjBot

BjBot aktiv_icon

17:41 Uhr, 01.09.2009

Antworten
Das geht eigentlich genauso wenn die Schnittpunkte und die Radien bekannt sind, weil dann kannst du das ja schon direkt in jede Kreisgleichung einsetzen.

Angenommen man hat 2 Schnittpunkte S(1|2) und T(-1|3) und die Radien lauten r1=4 und r2=5 dann hat man mit (x-m)²+(y-n)²=r²

(1-m)²+(2-n)²=16

(-1-m)²+(3-n)²=16

Und dann gilt es wieder dieses Gleichungssystem zu lösen, m² und n² fallen auch wieder weg. Dasselbe dann auch mit dem anderen Radius.

Zu deiner anderen Frage:

Wenn du x durch y ausdrückst (oder umgekehrt) und dann in eine der beiden Kreisgleichungen einsetzt ensteht ja eine quadratische Gleichung. Diese KANN natürlich auch genau eine Lösung haben wenn sich die Kreise nur berühren und nicht schneiden aber man bekommt damit auf jeden Fall die komplette Lösungsmenge raus.




Frage beantwortet
darkmaan

darkmaan aktiv_icon

18:04 Uhr, 01.09.2009

Antworten
Hallo,

Danke für eure schnellen Antworten.Das Forum ist echt super.
darkmaan

darkmaan aktiv_icon

11:30 Uhr, 02.09.2009

Antworten
Hallo Leute,

hab versucht nach der Lösung von BjBot die Schnittpunkte von 2 Kreisen zu berechnen.Komm irgendwie nicht auf das Ergebniss.
Hier die Koordinaten:M1 (-231,944|-185,7311) M2 (235,2223|-182,4628) R1=585,53 R2=585,53
Laut meinem Programm auf dem Rechner bekomme ich folgende Schnittpunkte:
S1(5,39488|-721,002252)
S2(-2,11748|352,808352)

Kann einer den kompletten Rechenweg ins Forum stellen ?

Mfg
darkmaan

darkmaan aktiv_icon

18:39 Uhr, 04.09.2009

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Hallo Leute,

hat keiner eine Lösung der Aufgabe ?
Antwort
maxsymca

maxsymca

20:37 Uhr, 04.09.2009

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Dein Ergebnis passt - was willste mehr?

Antwort
ThomasK

ThomasK aktiv_icon

22:59 Uhr, 07.05.2021

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Ich habe in Matlab ein Skript geschrieben, das mit einem Zufallsgenerator in einem vorgegeben Bereich der Ebene je zwei Kreise erzeugt und - falls existent - deren Schnittpunkte bzw. deren Berührpunkt berechnet.

Im graphischen Output werden die Kreislinien, Kreismittelpunkte und alle - falls existent - Schnitt- bzw. Berührpunkte eingezeichnet. Alle Punkte werden mit M1,M2,S1,S2 bzw. B beschriftet.

Im Titel von jedem graphischen Output stehen immer die Kreisdaten K_1(M_1(xM_1|yM_1);r_1), K2(...) und je nach Fall die Info

K1 und K2 schneiden sich nicht.
K1 und K2 berühren sich in B(xB|yB).
K1 und K2 schneiden sich in S_1(xS_1|yS_1) und S2(...).

Mit for-Schleife for k=1:100 und pause(1) kann ich so z.B. im Sekundentakt 100 zufällige Situationen mit je zwei Kreisen und deren Schnittverhalten zeigen lassen.

In einem früheren Versuch hatte ich das alles mit den "gängigen" Formeln für allgemeine Kreisschnitte berechnen lassen, was aber in dieser Allgemeinheit nicht ging (!). Erst eine Transformation brachte es, die den Mittelpunkt von K1 immer in den Ursprung (0|0) legt und K2 analog verschiebt ... dann Berechnung der Schnittpunkte für K1(M1(0|0);r1) und K_2(M_2(xM_2-xM_1|yM_2-yM_1);r_2) und vor der graphischen Darstellung die Rücktransformation x- x+xM_1, y- y+yM_1 brachte allgemein korrekte Resultate.


2_Kreise_2D_2_Schnitte_2
2_Kreise_2D_Beruehrung_2
2_Kreise_2D_kein_Schnitt_1
zwei_Kreise_schneiden_Trafo_Demo
Antwort
ThomasK

ThomasK aktiv_icon

23:04 Uhr, 07.05.2021

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Screenshot meiner m-Datei (Octave).

Code_2_Kreise_random_Demo