Question

Из текста даны 3 точки, нужно найти окружность, которая охватывает все точки к примеру три точки с координатами: a(100 100) b(300 300) c(100 300) а вывести координаты центра и на котором лежат все точки. какой код будет на pascal?

Answer 1

Точки A, B, C, заданные на плоскости координатами, соединяем между собой и получаем треугольник. Задача сводится к нахождению радиуса и координат центра окружности, описанной вокруг треугольника.
Направим вдоль сторон треугольника ABC векторы:
a от В к С, b от А к С, с от А к В.
Радиус описанной окружности можно найти по формуле:
$R= \frac{\bar{a}}{2*sin\alpha}; \quad cos\alpha=(|\bar{a}|*|\bar{b}|)/(\bar{a}*\bar{b})$
В числителе последней дроби стоит скалярное произведение векторов, в знаменателе - произведение их модулей.
Координаты центра вычисляются по формулам:
$O_x= \frac{1}{4S} *\left| \begin {matrix} {x_a^2+y_a^2 \quad y_a \quad 1 \\ x_b^2+y_b^2 \quad y_b \quad 1 \\ x_c^2+y_c^2 \quad y_c \quad 1} \end {matrix} \right|; \quad O_y= -\frac{1}{4S} *\left| \begin {matrix} {x_a^2+y_a^2 \quad x_a \quad 1 \\ x_b^2+y_b^2 \quad x_b \quad 1 \\ x_c^2+y_c^2 \quad x_c \quad 1} \end {matrix} \right|;$
В приведенных формулах используются координаты точек, а не векторов.
Площадь треугольника S может быть вычислена по формуле Герона:
$S= \sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}; \quad p= \frac{a+b+c}{2}$

type
  Vector = record
    x: real;
    y: real;
    l: real
  end;
  Point = record
    x: real;
    y: real
  end;

procedure InitPoint(s: string; var P: Point);
  //Вводит координаты x,y точки P
begin
  write('Введите координаты x,y точки ' + s, ' ');
  readln(P.x, P.y)
end;

procedure GetVector(A: Point; B: Point; var AB: Vector);
  // Определяет координаты вектора и его длину по пвре точек
begin
  with AB do
  begin
    x := B.x - A.x;
    y := B.y - A.y;
    l := sqrt(sqr(x) + sqr(y))
  end
end;

function InnerProd(a: Vector; b: Vector): real;
begin
  Result := a.x * b.x + a.y * b.y
end;

function Alpha(a: Vector; b: Vector): real;
  // Возвращает угол между векторами a,b
begin
  result := arccos(abs(InnerProd(a, b)) / (a.l * b.l));
end;

function TriangleSq(a: real; b: real; c: real): real;
  // Возвращает площадь треугольника, найденную по трем сторонам
  // (формула Герона)
var
  p: real;
begin
  p := (a + b + c) / 2;
  Result := sqrt(p * (p - a) * (p - b) * (p - c))
end;

procedure GetCenter(A: Point; B: Point; C: Point; S: Real; var D: Point);
// Помещает в запись D координаты центра окружности площадью S,
// описанной вокруг треугольника с вершинами А,В и С
var
  la2, lb2, lc2, detx, dety: real;

begin
  la2 := Sqr(A.x) + Sqr(A.y);
  lb2 := Sqr(B.x) + Sqr(B.y);
  lc2 := Sqr(C.x) + Sqr(C.y);
  detx := lb2 * C.y - lc2 * B.y - la2 * C.y + lc2 * A.y + la2 * B.y - lb2 * A.y;
  dety := lb2 * C.x - lc2 * B.x - la2 * C.x + lc2 * A.x + la2 * B.x - lb2 * A.x;
  D.x := detx / (4 * S);
  D.y := -dety / (4 * S)
end;

var
  Ap, Bp, Cp: Point;
  a, b, c: Vector;
  R, S: real;
  Op: Point;

begin
  //Ввод координат точек
  InitPoint('A', Ap);
  InitPoint('B', Bp);
  InitPoint('C', Cp);
  //Вычисление векторов a=BC, b=AB, c=AC
  GetVector(Bp, Cp, a);
  GetVector(Ap, Bp, b);
  GetVector(Ap, Cp, c);
  R := A.l / (2 * sin(Alpha(b, c))); //радиус описанной окружности
  S := TriangleSq(A.l, B.l, C.l);
  GetCenter(Ap, Bp, Cp, S, Op);
  writeln('Радиус описанной окружности R=', R:0:2);
  writeln('Координаты центра этой окружности: О(', Op.x:0:1, ';', Op.y:0:1, ')')
end.

Тестовое решение (проверено геометрическим построением):

Введите координаты x,y точки A 100 100
Введите координаты x,y точки B 300 300
Введите координаты x,y точки C 100 300
Радиус описанной окружности R=141.42
Координаты центра этой окружности: О(200.0;200.0)