月牙面积计算器
月牙是大圆减去两圆重叠部分剩下的弓形区域。它出现在日食图示、月相插画与装饰纹样里,面积却不能靠简单公式:要先算出两个圆的重叠面积,再用大圆面积减去它。
什么是月牙面积计算器?

两圆位置由圆心距 d 与半径 R、r 决定:d ≥ R+r 相离(无月牙),|R−r| < d < R+r 相交(标准月牙),d ≤ |R−r| 内含。
相交时重叠面积用经典圆交公式:两个弓形面积之和,涉及反余弦与海伦型根式。
月牙面积 = 大圆面积 − 重叠面积(内含时 = 大圆 − 小圆)。
S月牙 = πR² − S重叠,S重叠 = R²cos⁻¹((d²+R²−r²)/2dR) + r²cos⁻¹((d²+r²−R²)/2dr) − ½√((−d+r+R)(d+r−R)(d−r+R)(d+r+R))
公式要求 0 < r ≤ R、d > 0;d 超出 R+r 时两圆相离,月牙退化为整个大圆。反余弦参数会被自动夹取到 [−1, 1] 区间防浮点越界。
如何使用月牙面积计算器
- 1
输入大圆半径 R。
- 2
输入小圆半径 r(不大于 R)。
- 3
输入两圆圆心距 d。
- 4
查看位置关系判定、重叠面积与月牙面积。
计算示例
例 1标准相交月牙
R = 4、r = 3、d = 2:重叠面积 ≈ 23.6059,大圆面积 16π ≈ 50.2655,月牙面积 ≈ 26.6596。
例 2接近内含
R = 5、r = 2、d = 2.5:|R−r| = 3 > 2.5,小圆完全在大圆内,月牙 = 25π − 4π = 21π ≈ 65.9734。
注意事项
月牙面积恒为正;若算出负值说明参数矛盾(如 r > R),请检查输入。
圆心距 d 是两中心连线长度,不是两圆最近边距;从图纸上量边距时需加上半径。
此月牙是"几何月牙"(两圆差集),与圆弧-圆弧构成的月牙形(lune of Hippocrates)定义不同,后者面积可为有理数。
浮点精度下反余弦在相切临界点(d = R±r)可能抖动,结果误差在 1e-10 量级可忽略。
常见问题
参考资料
凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-06-05
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引用本页
GB/T 7714 格式
Calcton. 月牙面积计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/crescent-area, 2026-06-05.
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参考来源与更新说明
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最后更新:2026-06-05。
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