円の外から角度「開成高校入試問題 AOの2乗はいくつか？」をsympyとFreeCADでやってみたい。

・申し訳ありません。プログラムのやり放しばかりです。
・問題文は2次元ですが、３次元FreeCADのマクロで、XY平面上に作図しました。

パイソニスタの方へ
・polygonで計算したい。オーバー何とか？です。
https://docs.sympy.org/latest/modules/geometry/polygons.html#sympy.geometry.polygon.Polygon.distance

・45°の半角の公式でできると思い、sympyのfu tr**を調べましたがわかりませんでした。

オリジナル

・YUUU0123 様 (0:00〜5:50)
＞高校で習います。...

sympyで(オリジナル 様の方法を参考に)

ver0.1　0.1 方べきの定理で

・私は、方べきの定理　を理解していません。
???この記事は最終更新日から5年以上が経過しています。
https://qiita.com/mrrclb48z/items/1f84be0b4b52863b63ac

# ver 0.1 方べきの定理で
from sympy import *
var('x',real=True,positive=True)
print("#",solve(Eq(1*(1+sqrt(2)),(x-1)*(x+1)),x)[0]**2)
# sqrt(2) + 2

sympyで(いつもの方法で)

ver 0.2 Triangleで。

・これで十分と言えば、十分の気もします。
keyword: sas
https://docs.sympy.org/latest/modules/geometry/polygons.html#sympy.geometry.polygon.Triangle

# ver 0.2 Triangleで。
from sympy import *
tr=Triangle(sas=(1,180-22.5*2,1))
print("#",(tr.args[1].distance(tr.args[2])**2).simplify())
# sqrt(2) + 2

できませんでした。ver0.3 　直線と直線の交点計算　何が何だかわかりません。

・実数は一致しています。

# できませんでした。ver 0.3　直線と直線の交点計算　何が何だかわかりません。
from sympy import *
r,radBAO =1,rad(22.5)
O      =Point(0,0)    
B      =Point(r*cos(pi-radBAO),r*sin(pi-radBAO))
Line_AB=Line(O,B).rotate(radBAO*2,pt=B)
print("#",      float( sqrt(2)+2))   
print("#",      float(((Line(O,O+Point(1,0)).intersection(Line_AB)[0]).x)**2) )   
print("#",            ((Line(O,O+Point(1,0)).intersection(Line_AB)[0]).x)**2  )   
print("#",            ((Line(O,O+Point(1,0)).intersection(Line_AB)[0]).x)**2  )   
/bin/python3 /home/mrrclb48z/aa.py
# sqrt(2) + 2
# 3.414213562373095
# 3.414213562373095
# 4/(-sqrt(sqrt(2) + 2) + sqrt(2 - sqrt(2)))**2
# 4/(-sqrt(sqrt(2) + 2) + sqrt(2 - sqrt(2)))**2

できませんでした。ver0.4　Ver0,3と同じ。もっとsympy風.最後に値の代入。

・普通？以下でできるはずなのに、終了しません。

# できませんでした。ver 0.4　Ver0,3と同じ。もっとsympy風.最後に値の代入。
from sympy import *
var("r,radABO,AB,OA",real=True,positive=True)
O      =Point(0,0)    
A      =Point(r*cos(pi-radABO),r*sin(pi-radABO))
B      =Point(-OA,0)
Line_BA=Line(B,O).rotate(radABO,pt=B)
B      =Circle(O,r).intersection(Line_BA)[0]
OA2=solve(Eq(A.distance(B),AB),OA)    #[0]**2
print("#",OA2)
# rep={r:1,AB:1,radABO:rad(22.5)}
# print("#",OA2.subs(rep))

FreeCADのマクロで作図

・問題文は2次元ですが、３次元FreeCADのマクロで、XY平面に作図しました。
・計算部分は、Ver.0.2 の コピー貼り付けです。

import FreeCAD
import Part
import DraftTools
import Draft
import Mesh
############################################################################
# ver 0.2 Triangleで。
from sympy import *
tr=Triangle(sas=(1,180-22.5*2,1))
print("#",(tr.args[1].distance(tr.args[2])**2).simplify())
# sqrt(2) + 2
###########################################################################
OA=(tr.args[1].distance(tr.args[2])).simplify()
r=1
O=Point(0,0)
A=Point(-OA,0)
B=O+Point(r*cos(pi-rad(22.5)),r*sin(pi-rad(22.5)))
D=Point(-r,0)
############################################################################
# 3D作図 z=0 XY平面に作図しました。
############################################################################
# 円の作図　FrecCADのdocより
# https://wiki.freecad.org/Macro_Circle
def Freecad3D_circle(x=0.0,y=0.0,z=0.0,radius=0.0,diameter=0.0,circumference=0.0,area=0.0,startangle=0.0,endangle=0.0,arc=0.0,anglecenter=0.0,cord=0.0,arrow=0.0,center=0,placemObject=""):
    from math import sqrt, pi
    if placemObject == "":
        pl = FreeCAD.Placement()
        pl.Rotation = FreeCADGui.ActiveDocument.ActiveView.getCameraOrientation()   
        pl.Base = FreeCAD.Vector(x,y,z)
    else:
        pl = FreeCAD.Placement()
        pl = placemObject                                  # placement imposted
    if diameter != 0:                                      # with diameter
        radius = diameter / 2.0
    elif circumference != 0:                               # with circumference
        radius = (circumference / pi) / 2.0
    elif area != 0:                                        # with area
        radius =  sqrt((area / pi))
    elif (cord != 0) and (arrow != 0):                     # with cord and arrow
        radius = ((arrow**2) + (cord**2) / 4.0) / (arrow*2) 
    elif (arc != 0) and (anglecenter != 0):                # with arc and anglecenter central in degrees
        radius = ((360/anglecenter)*arc) / pi/2.0
        if endangle != 0:
            startangle  = endangle - anglecenter
        endangle   = anglecenter + startangle
        startangle  = endangle - anglecenter
    if radius != 0:
        try:
            Draft.makeCircle(radius,placement=pl,face=False,startangle=startangle,endangle=endangle,support=None)
            if center != 0:
                x=pl.Base.x
                y=pl.Base.y
                z=pl.Base.z
                Draft.makePoint(x,y,z)
        except Exception:
            App.Console.PrintError("Unexpected keyword argument" + "\n")
        App.ActiveDocument.recompute()
    else:
        App.Console.PrintMessage("Unexpected keyword argument" + "\n")
        App.Console.PrintMessage("circle(x,y,z,radius,diameter,circumference,area,startangle,endangle,[arc,anglecenter],[cord,arrow],center,placemObject)" + "\n")
        App.Console.PrintMessage("circle(radius=10.0,placemObject=App.Placement(App.Vector(11,20,30), App.Rotation(30,40,0), App.Vector(0,0,0)))" + "\n")
    return
def myCircle_2D(myCi):
    x=myCi.center.x
    y=myCi.center.y
    r=myCi.radius
    Freecad3D_circle(
           x=float(x),y=float(y),z=0.0,
           radius=float(abs(r)),
           center=1,
           placemObject=App.Placement(App.Vector(float(x),float(y),0),
           App.Rotation(0,0,0),App.Vector(0,0,0)))
    return
def myXYZ2Txt_2D(A):
    return ""
def myXYZ2Txt_XY_2D(A):
    return '(' + str(A.x) + ',' + str(A.y) +  ')'
def myTxtXYZ_2D(A,myWedgei):
    P5x=float(A.x)
    P5y=float(A.y)
    P5z=0.0
    p5 = FreeCAD.Vector(P5x, P5y, P5z)
    myText = Draft.makeText(myWedgei, p5)
    myText.Label = myWedgei
    FreeCADGui.ActiveDocument.ActiveObject.FontSize = '0.1 mm'
    # FreeCADGui.ActiveDocument.ActiveObject.FontSize = '0.5 mm'
    #FreeCADGui.ActiveDocument.ActiveObject.FontSize = '1.0 mm'
    return
def myTxtXYZ_S_2D(*xy_tx):
    for i in range(1,int(len(xy_tx)/2)+1):
        myTxtXYZ_2D(xy_tx[2*i-2],xy_tx[2*i-1]+myXYZ2Txt_2D(xy_tx[2*i-2]) )
    return
def myTxtXYZ_XY_S_2D(*xy_tx):
    for i in range(1,int(len(xy_tx)/2)+1):
        myTxtXYZ_2D(xy_tx[2*i-2],xy_tx[2*i-1]+myXYZ2Txt_XY_2D(xy_tx[2*i-2]) )
    return
def myLine_2D(A,B):
    Ax,Ay,Az=float(A.x),float(A.y),0.0
    Bx,By,Bz=float(B.x),float(B.y),0.0
    pl = FreeCAD.Placement()
    pl.Rotation.Q = (0.4247081540122249, 0.17592004639554645, 0.33985110062924484, 0.8204732460821097)
    pl.Base = FreeCAD.Vector(-3.9166066876399563, -2.1670824762243774, 1.7495260956243028)
    points = [FreeCAD.Vector(Ax,Ay,Az), FreeCAD.Vector(Bx,By,Bz)]
    line = Draft.make_wire(points, placement=pl, closed=False, face=True, support=None)
    Draft.autogroup(line)
    return
def myLine_S_2D(*args):
    for i in range(1,len(args)):
        myLine_2D(args[i-1],args[i])
    return
def myLine_C_2D(*args):
    for i in range(1,len(args)):
        myLine_2D(args[i-1],args[i])
    myLine_2D(args[i],args[0])
    return
def myLine_H_2D(*args):
    for i in range(1,len(args)):
        myLine_2D(args[0],args[i])
    return
##################################################################################
myLine_S_2D     (O,D,A,B)  
myTxtXYZ_XY_S_2D(O,"O",A,"A",B,"B")
#myTxtXYZ_XY_S_2D(O,"O",A,"A",B,"B",C,"C",D,"D")
myCircle_2D     (Circle(O ,r ))
####################################################################################
doc = App.activeDocument()
#App.ActiveDocument.addObject("App::Origin", "Origin")
#App.ActiveDocumen!t.getObject('Origin').Visibility = True
App.ActiveDocument.recompute()
Gui.activeDocument().activeView().viewAxonometric()
Gui.SendMsgToActiveView("ViewFit")

isometric方向?です。(省略)
拡大図

拡大図(CADの操作で寸法線を追加)
・(青色の)角度寸法は、ニセモノです。Part＞計測＞角度計算 です。
・角度寸法の表示は、まだ勉強中です。

いつもの? sympyの実行環境と 参考のおすすめです。

(テンプレート)

・以下ができたら、助かります。指定と全部です

いつもと違うおすすめです。