「一本通 1.2 练习 3」灯泡(三分/公式法)(三角函数,计算几何)

传送门

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这道题要用带一点点三角函数。。。

不用怕,只要有理性的思维,是可以知道怎么做的

度娘!
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说说我对三角函数的理解吧,简单来说,就是如果你知道直角三角形的一个锐角,那你就知道了这个直角三角型的形状了(求出三个角的角度数),那么如果由另一个直角三角型的三个角也跟这个三角形相等,那么他们两个是可以通过比例转化的,他们三条边中任意两条边之比也相等(也就是任意两条边之比如果角的度数固定了,那么这俩条边的比就固定了)。

安利:
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那么,假设人的影子没有在墙上,那么,人从灯底往右走,走越远影子越长!那么最长的情况就是这样:
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由于比相同,设影长为L,设人离灯x米远。

\[H:D=h:L \]

\[所以Dh=HL \]

\[Dh/H=L \]

那么我们得出了,在影子全在地上,L的最大值为Dh/H,这时x为D-Dh/H,设left=D-Dh/H
那么,如果影子全在墙上,则L=h,x=D,设right为D。
如果影子在墙上,就比较抽象了。。。

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然后呢。。。?
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那么:
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\[那么(H-h):x=kk:(D-x) \]

\[(H-h)*(D-x)=x*kk \]

\[(H-h)*(D-x)/x=kk \]

那么在墙上的影子就是

\[h-kk=h-(H-h)*(D-x)/x=H-(H-h)*D/x \]

\[L=D-x+(h-kk)=D-x+H-(H-h)*D/x \]

\[=D+H-(x+(H-h)*D/x) \]

那么就是要让\(x+(H-h)*D/x\)取最小值,可以证明,在正数区间,\(x+(H-h)*D/x\)是个开口向上的单峰函数。

证:
情况1:x增加y,\((H-h)*D/x\)减小的数大于y
情况2:x增加y,\((H-h)*D/x\)减小的数小于y
又由于x越大,\((H-h)*D\)/x减小的数字越小,所以,会由情况1慢慢转为情况2,于是便由下降变为上升,成单峰势。

于是,\(D+H-(x+(H-h)*D/x)\)便是个开口向下的单峰函数!(那你整这么一大坨有什么用?)
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早说有图片!

实现:
l=left,r=right;
当答案=l时,代表影子全在地上的最大值。
当答案=r是时,代表影子全在墙上的最大值
当答案=(l,r)时,代表影子一半在墙上,一半在地上的最大值。

代码:

#include<cstdio>
#include<cstring>
using  namespace  std;
typedef  long  long  ll;
inline  double  mymax(double  x,double  y){return  x>y?x:y;}
inline  double  cai(double  H,double  h,double  D,ll  x)
{
	double  xx=x/10000.0;
	return  H+D-xx-((H-h)*D)/xx;
}//之前推出的函数 
double  sanfen(double  H,double  h,double  D)
{
	ll  l=ll((D-(h*D)/H)*10000.0),r=ll(D*10000.0);//乘以10000转ll 
	ll  m1,m2;
	while(l<r)//三分 
	{
		m1=(l+r)/2;m2=(l+r)/2+1;
		if(cai(H,h,D,m1)>cai(H,h,D,m2))r=m1;
		else  l=m2;
	}
	return  cai(H,h,D,l);//真象只有一个,l或r就是答案 
}
int  main()
{
	int  T;scanf("%d",&T);
	while(T--)
	{
		double  H,h,D;scanf("%lf%lf%lf",&H,&h,&D);
		printf("%.3lf\n",sanfen(H,h,D));//输出 
	}
	return  0;
}

公式法:

因为这个我看了好久题解(泪奔)(:光速逃

那么,如果是经验丰富的巨佬,一定会想到公式法。。。

\[我们设(H-h)*D为A,设B、C、D为x的一个取值。 \]

\[C为x+(H-h)*D/x的单峰 \]

\[且B<C<D \]

\[则有B+A/B>C+A/C<D+A/D \]

\[由B+A/B>C+A/C所得 \]

\[B-C>A/C-A/B \]

\[B-C>A(B-C)/BC \]

\[BC(B-C)>A(B-C) \]

\[BC<A \]

\[又因为C<B,所以BC<C^2 \]

那是不是代表\(A=C^2\)证出来了,耶!想太多

安利:
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\[但是,由C+A/C<D+A/D可得 \]

\[C-D<A/D-A/C \]

\[C-D<A(C-D)/CD \]

\[CD(C-D)<A(C-D) \]

\[CD>A \]

\[又因为D>C,所以CD>C^2 \]

那么我们就可以名正言顺说\(A=C^2\)耶!
所以\(C=sqrt(A)\)
所以,当\(x\)等于\(sqrt((H-h)*D)\)时,\(x+(H-h)*D/x\)位于单峰上,同时\(D+H-(x+(H-h)*D/x)\)也位于单峰上
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当然,当$$x<=left$$时,由于\(D+H-(x+(H-h)*D/x)\)是个开口向下的单峰函数,且\(x=[left,right]\)所以x=left。
同理当\(x>=right\)时,x=right!

代码:

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cmath>
using  namespace  std;
int  main()
{
	int  T;scanf("%d",&T);
	while(T--)
	{
		double  H,h,D;scanf("%lf%lf%lf",&H,&h,&D);
		double  x=sqrt((H-h)*D);
		if(x<=D-(h*D)/H)printf("%.3lf\n",(h*D)/H);//全在地上
		else  if(x>=D)printf("%.3lf\n",h);//全在墙上
		else  printf("%.3lf\n",H+D-x*2);//一部分在地上,一部分在墙上
	}
	return  0;
}

光速逃,耶!写完了!

posted @ 2018-10-26 11:46  敌敌畏58  阅读(409)  评论(0编辑  收藏  举报