e-olymp 1509. Раздел королевства.

Задача


Король страны Геометрии в заботах. У него есть три сына, которые постоянно ссорятся. Король применял разные методы примерения, но все напрасно. И это его очень беспокоило.

«А что если разделить королевство?» подумал король. Он пригласил советников и описал свой план. Король открыл карту.

Королевство имеет форму треугольника с вершинами [latex]A, B, C[/latex]. Король провел линию от [latex]B[/latex] к [latex]E[/latex] ([latex]E[/latex] — произвольная точка на отрезке [latex]AC[/latex]) и линию от [latex]C[/latex] к [latex]F [/latex]([latex]F[/latex] — произвольная точка на отрезке [latex]AB[/latex]). Пересечение [latex]BE[/latex] и [latex]CF[/latex] обозначено через [latex]X[/latex].

Теперь образовалось четыре части — [latex]a[/latex] (треугольник [latex]BFX[/latex]), [latex]b[/latex] (треугольник [latex]BCX[/latex]), [latex]c[/latex] (треугольник [latex]CEX[/latex]) и [latex]d[/latex] (четырехугольник [latex]AEXF[/latex]). Король решил отдать области[latex] a[/latex], [latex]b[/latex], [latex]c[/latex] трем сыновьям. А область [latex]d[/latex] станет новым королевством.

Вы — главный советник. Король сообщает Вам значения [latex]a, b, c[/latex]. Вам необходимо найти значение [latex]d[/latex]. Если его найти невозможно, то сообщить об этом.

Входные данные

Состоит из не более чем [latex]1000[/latex] тестов. Каждый тест содержит три неотрицательных действительных числа [latex]a[/latex], [latex]b[/latex], [latex]c[/latex] (разделенных пробелом). Входные данные заканчиваются тестом у которого [latex]a = -1[/latex] и он не обрабатывается.

Выходные данные

Для каждого теста вывести его номер, начиная с [latex]1[/latex]. В следующей строке вывести [latex]d[/latex] (величина области королевства после раздела) округленное до [latex]4[/latex] десятичных знаков или ‘Poor King!’ (без кавычек) если значение [latex]d[/latex] определить невозможно. Формат выходных данных показан в примере.

Тесты

Входные данные Выходные данные
1 1 2 1 Set 1:
2.0000
2 2 4 2 Set 2:
4.0000
3 1 3 3 Set 3:
5.0000
4 -1 0 0

Код программы


 

Решение задачи


Для решения задачи соединим точки  [latex]F[/latex] и [latex]E[/latex] линией. Получили два треугольника: [latex]d1[/latex] и [latex]d2[/latex]. Искомую площадь [latex]d[/latex] будем искать как сумму площадей [latex]d1[/latex] и [latex]d2[/latex]. Треугольники [latex]BFO[/latex] и [latex]EFO[/latex] имеют общее основание [latex]FO[/latex]. Следовательно их площади [latex]d1[/latex] и [latex]a[/latex] относятся как высоты, опущенные из вершин [latex]E[/latex] и [latex]B[/latex] на прямую [latex]FO[/latex]. Аналогично треугольники [latex]BCO[/latex] и [latex]ECO[/latex] имеют общее основание [latex]OF[/latex]. Значит их площади [latex]c[/latex] и [latex]b[/latex] относятся как высоты, опущенные из вершин [latex]E[/latex] и [latex]B[/latex] на прямую [latex]CO[/latex]. То есть $\frac{d_1}{a}=\frac{c}{b}$. Отсюда $d_1=\frac{ac}{b}$. Теперь рассмотрим треугольники [latex]CAF[/latex] и [latex]CBF[/latex] с основаниями [latex]AF[/latex] и [latex]BF[/latex]. Они имеют одинаковую высоту, опущенную из вершины [latex]С[/latex] на прямую [latex]AB[/latex]. Следовательно площади этих треугольников относятся как длины сторон [latex]AF[/latex] и [latex]BF[/latex]. Аналогично треугольники [latex]EAF[/latex] и [latex]EBF[/latex] имеют основания [latex]AF[/latex] и [latex]BF[/latex]. Они имеют одинаковую высоту, опущенную из вершины [latex]E[/latex] на прямую [latex]AB[/latex]. Площади этих треугольников относятся как длины сторон [latex]AF[/latex] и [latex]BF[/latex]. Тогда $$\frac{AF}{BF}=\frac{S_{\blacktriangle} CAF}{S\blacktriangle CBF}=\frac{c+d_1+d_2}{a+b}$$. $$\frac{AF}{BF}=\frac{S\blacktriangle EAF}{S\blacktriangle EBF}=\frac{d_2}{a+d_1}$$. Следовательно $\frac{c+d_1+d_2}{a+b}=\frac{d_2}{a+d_1}$. Поскольку [latex]d1[/latex] уже найдено, то имеем равенство с одним неизвестным [latex]d2[/latex] : $$d_2=\frac{(c+d_1)(a+d_1)}{b-d_1}$$. Если [latex]b \leqslant d1[/latex], то решения не существует.

Ссылки

  • Условие задачи на e-olymp
  • Код программы на ideone

5 thoughts on “e-olymp 1509. Раздел королевства.

  1. Виктор, добрый вечер. Не легче ли сразу придавать переменной d1 значение a * c / b вместо 0? Одну строку вам это точно сэкономит. И зачем писать во втором выводе fixed << setprecision(4), если там вы не выводите никаких действительных чисел?

Добавить комментарий