e-olymp 52. Сыр для Анфисы

Сыр для Анфисы

Готовя обед для Анфисы — символа 2008 года, хозяин использовал для разрезания сыра специальный нож, который разрезал сыр на одинаковые прямоугольные паралелепипеды с основанием в виде квадрата со стороной [latex]a[/latex] и высотой [latex]b[/latex].
Но Анфиса, как и подобает даме года, любила употреблять сыр несколько меньших размеров, для чего она всегда разрезала предложенный кусочек деликатеса на две части, предварительно установив его строго вертикально квадратом к столу. При разрезании нож всегда размещался по диагонали квадрата, но Анфисе не всегда удавалось разрезать кусочек пополам, так как плоскость лезвия ножа образовывала двугранный угол [latex]z^o[/latex] с плоскостью основания.
Найти площадь [latex]s[/latex] созданного Анфисой сечения.

Входные данные

Целые числа [latex]a[/latex], [latex]b[/latex], [latex]z[/latex], не превышающие [latex]90^o[/latex].

Выходные данные

Площадь [latex]s[/latex] образованного сечения с точностью до трех десятичных знаков.

Тесты

# ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ ВЫХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1 [latex]2[/latex] [latex]3[/latex] [latex]90[/latex] [latex]8.485[/latex]
2 [latex]2[/latex] [latex]4[/latex] [latex]0[/latex] [latex]0.000[/latex]
3 [latex]1[/latex] [latex]2[/latex] [latex]3[/latex] [latex]0.501[/latex]
4 [latex]1[/latex] [latex]1[/latex] [latex]100[/latex] [latex]1.615[/latex]
5 [latex]3[/latex] [latex]10[/latex] [latex]48[/latex] [latex]6.725[/latex]

 

Код программы

Решение задачи

Для решения данной задачи нам нужно рассмотреть 4 случая:
1) Если [latex]\cot[/latex] заданного угла не будет превышать [latex]\frac{a} {\sqrt{2} \cdot b}[/latex] и также не будет равен [latex]0^o[/latex] и [latex]90^o[/latex], то фигурой сечения получится треугольник. Его площадь мы сможем найти по формуле [latex]s = \frac {a^{2}} {2 \cos (z \cdot \frac {\pi} {180})}[/latex].
2) Заданный угол = [latex]0^o[/latex], следовательно площадь сечения также будет = 0, так как сыр нормально и не порежут.
3) Заданный угол = [latex]90^o[/latex], фигурой сечения будет прямоугольник, площадь которого мы сможем найти по формуле [latex]s = a \cdot b \cdot \sqrt{2}[/latex].
4) В любом другом случае, получится трапеция, площадь которой мы найдем по формуле [latex]s = \frac {a \cdot \sqrt{2} — b \cdot 1} {tan(z \cdot \frac{\pi}{180})} \cdot \frac {b} {sin (z \cdot \frac {\pi}{180})}[/latex].

Ссылки

• Задача на e-olymp.

• Решение на сайте ideone.

e-olymp 49. Кот учёный

Задача

Уезжая из дома, поэт оставлял коту, прикованному к дубу цепью длиной $l$, $n$ рыбин. Зная координаты головы и хвоста каждой из них, подсчитайте, на какие сутки у кота визникнет чувство голода, если оно возникает тогда, когда за сутки он съест меньше, чем $k$ рыбин. Рыбину он может съесть, если сможет дотянуться хотя бы к одной её точке. Координаты дуба $(0, 0)$.

Входные данные

В первой строке находятся числа $l$, $n$, $k$. Далее идет $n$ строк: координаты головы $(x_{1i}, y_{1i})$ и хвоста $(x_{2i}, y_{2i})$ каждой рыбины. Все входные данные — целые числа, не превышающие по модулю $100$.

Выходные данные

Вывести день, на который у кота появится чувство голода.

Тесты

Входные данные Выходные данные
[latex]4\, 4\, 2[/latex] [latex]2[/latex]
[latex]1\, 1\, -1\, 3[/latex]
[latex]2\, 2\, 4\, 2[/latex]
[latex]-3\, -4\, -3\, 4[/latex]
[latex]1\, -5\, 4\, -4[/latex]
[latex]3\, 2\, 1[/latex] [latex]3[/latex]
[latex]1\, 2\, 3\, 4[/latex]
[latex]1\, -1\, -1\, 1[/latex]
[latex]3\, 5\, 4[/latex] [latex]1[/latex]
[latex]2\, 4\, 5\, 7[/latex]
[latex]1\, -1\, -1\, 1[/latex]
[latex]8\, 10\, 2\, 7[/latex]
[latex]12\, 3\, 4\, 2[/latex]
[latex]100\, 100\, -100\, -100[/latex]

Код программы

Решение задачи

Для каждой рыбы мы будем делать такой процесс.
Для начала проверим расстояния от начала координат до каждого из концов рыбы. Если хотя бы одно из них меньше либо равно длине цепи, то кот сможет съесть эту рыбу и ничего больше проверять не надо. Если же эти расстояния больше длины цепи поступим так. Найдем уравнение прямой проходящей через две точки (координаты начала и конца рыбы). Оно имеет вид: $$\frac{x-x_1}{x_2-x_1}=\frac{y-y_1}{y_2-y_1}$$ Приведем его к виду $ax+by+c=0$. Получим, что $a=y_2-y_1$, $b=-(x_2-x_1)$, $c=y_1(x_2-x_1)-x_1(y_2-y_1)$. Теперь проверим длину перпендикуляра к этой прямой от начала координат (т. к. если длина перпендикуляра больше длины цепи, кот точно не дотянется до рыбы). Расстояние $d$ от точки $(0,0)$ до прямой $ax+by+c=0$ посчитаем по формуле: $$d=\frac{a\cdot 0+b\cdot 0+c}{\sqrt{a^2+b^2}}$$ Избавляясь от корня и деления, получим условие: $$c^2\leq l^2(a^2+b^2)$$ (где $l$ — длина цепи). Если это условие выполняется, остается проверить, что точка пересечения перпендикуляра и прямой лежит между началом и концом рыбы (нам достаточно проверить по одной из координат, например по второй). Прямая, перпендикулярная исходной и проходящая через точку $(0,0)$, будет иметь вид: $$\frac{x}{a}=\frac{y}{b}$$ (т. к. $(a,b)$ — нормальный вектор к прямой, проходящей через начало и конец рыбы). Получаем систему из двух уравнений и двух неизвестных. Решая эту систему, получаем, что вторая координата точки пересечения равна: $$y=\frac{-cb}{a^2+b^2}$$ Теперь проверяем, лежит ли эта координата, между вторыми координатами начала и конца рыбы. Если да, то кот сможет съесть эту рыбу, иначе — нет.
Ответом на задачу будет $\left \lfloor\frac{count}{k}\right \rfloor+1$, где $count$ — количество рыб, до которых смог дотянуться кот, $k$ — минимальное количество рыб, которое кот должен съесть в сутки.

Ссылки

Условие задачи на e-olymp
Код решения

e-olymp 76. Новый шкаф

ЗадачаНовый шкаф

Заданы размеры прямоугольной двери [latex]a[/latex], [latex]b[/latex] и размеры шкафа, который имеет форму прямоугольного параллелепипеда [latex]x[/latex], [latex]y[/latex], [latex]z[/latex]. Можно ли пронести шкаф сквозь дверь, если проносить его разрешается так, чтобы каждое ребро шкафа было параллельно или перпендикулярно стороне двери.

Входные данные

Пять действительных чисел [latex]a[/latex], [latex]b[/latex], [latex]x[/latex], [latex]y[/latex], [latex]z[/latex] ( [latex] 0\;\lt\;a,\;b,\;x,\;y,\;z\;\lt\;10[/latex] ).

Выходные данные

Вывести [latex]1[/latex], если шкаф можно свободно пронести сквозь дверь и [latex]0[/latex] в противоположном случае.

Тесты

Входные данные Выходные данные
[latex]5\;7\;4\;6\;8[/latex] [latex]1[/latex]
[latex]1\;4\;2\;3\;6[/latex] [latex]0[/latex]
[latex]2.9\;6.7\;5.1\;3.7\;1.0[/latex] [latex]1[/latex]
[latex]4\;6\;6\;4\;3[/latex] [latex]1[/latex]
[latex]1.5\;8\;9.9\;2\;7.5[/latex] [latex]0[/latex]
[latex]2\;2\;2\;2\;2[/latex] [latex]0[/latex]
[latex]2\;3\;7\;8\;8[/latex] [latex]0[/latex]
[latex]5\;6\;2\;4\;3.5[/latex] [latex]1[/latex]

Код программы

Решение

Шкаф можно пронести через дверь тогда и только тогда, когда ширина и высота его грани, параллельной дверному проему, меньше ширины и высоты двери.

Имеем шесть возможных вариантов ширины и высоты грани шкафа — [latex](x,y)[/latex], [latex](y,x)[/latex], [latex](y,z)[/latex], [latex](z,y)[/latex], [latex](x,z)[/latex], [latex](z,x)[/latex]

Сравнивая их с размерами двери определяем, можно ли пронести шкаф сквозь дверь.

Ссылки

Условия задачи на e-olymp
Код задачи на ideone

e-olymp 1503. Вписанные треугольники

Задача

Пример первого теста на графике

На границе окружности с центром в начале координат и радиусом $r$ заданы $n$ различных точек. Поскольку все точки расположены на одной окружности, то любые три из них не коллинеарны, и поэтому образуют треугольник. Вам необходимо вычислить суммарную площадь всех этих $C_{n}^3$ треугольников.

Входные данные
Состоит из не более чем $16$ тестов. Каждый тест начинается двумя целыми числами $n \left(0 ≤ n ≤ 500\right)$ и $r \left(0 < r ≤ 100\right)$. Через $n$ обозначено количество точек, а через $r$ радиус окружности. Центр окружности находится в центре координат. Дальше следуют $n$ строк, каждая из которых содержит действительное число $θ \left(0 ≤ θ < 360 \right)$, которое определяет угол в градусах между точкой и направлением $x$-оси. Например, если $θ$ равно $30$ градусов, то соответствующая точка имеет декартовы координаты $\left(r \cdot \cos(30°), r \cdot \sin(30°) \right)$. Последняя строка содержит $n = r = 0$ и не обрабатывается.

Выходные данные
Для каждого теста в отдельной строке вывести целое число — суммарную площадь (округленную до ближайшего целого) всех возможных треугольников, образованных заданными $n$ точками.

Тесты

Входные данные Выходные данные
5 10
10
100
300
310
320
3 20
10
100
300
0 0
286
320
3 5
25
176
243
0 0
25
4 20
30
80
130
330
0 0
822
2 7
30
230
0 0
0

Код программы

Решение задачи

Радианная мера точек заносится в массив, после чего массив сортируется по возрастанию с помощью функции  sort().

В переменную res  изначально заносится площадь, равная площади кругов радиуса $r$,
то есть значение $C_{n}^3 \cdot \pi \cdot r^2 = n(n-1)(n-2)(n-2)\pi \cdot \frac{r^2} {6}$. Значение $\frac{r^2} {2}$ присваивается переменной r2, а sq – площадь одного круга, то есть $\pi \cdot r^2$.

Перебираются пары точек, а затем вычисляется угол.
Если угол меньше, то проходимся по меньшему сегменту, площадь которого равна $\pi r^2-0.5r^2(\alpha-\sin \alpha)$, $\alpha = 2\pi -\alpha$. В ином случае мы проходим по большему сегменту.
В любом случае переменной s  присваивается площадь сегмента, который мы проходим от $P_{i}$ к $P_{j}$ при движении против часовой стрелки.

Количество точек, лежащих на сегменте, равно $n-(j-i+1)$.
Значит, из переменной res необходимо вычесть площадь сегмента s такое количество раз, которому равно количество точек, то есть pts .

Количество точек, которые лежат на сегменте площади s , равно $n-2-  $  pts.
Площадь противоположного сегмента равна разности площади круга и сегмента. Для получения ответа вычитаем площадь противоположного сегмента из переменной res такое количество раз, которое равно значению переменной  pts и выводим полученное значение.

Ссылки

Условие задачи на e-olymp.com
Решение задачи ideone.com

e-olymp 12. Поврежденная картина

Задача

Римская цифра [latex]I[/latex], стоявшая на полу комнаты в точке с координатами [latex]X_0[/latex], [latex]Y_0[/latex], [latex]0[/latex] не выдержала отношения к решению задачи «Римские цифры» и упала на пол. Поскольку нижний конец был прикреплен шарнирно, то он остался на месте, а верхний оказался в точке с координатами [latex]X_1[/latex], [latex]Y_1[/latex], [latex]0[/latex]. В комнате стояла строго вертикально бумажная картина. Зная координаты концов нижнего основания [latex]X_2[/latex], [latex]Y_2[/latex], [latex]0[/latex] и [latex]X_3[/latex], [latex]Y_3[/latex], [latex]0[/latex] и высоту картины [latex]H[/latex] найти длину «разрыва бумаги» на картине.

Входные данные

Во входной строке записано 9 чисел [latex]X_0, Y_0, X_1, Y_1, X_2, Y_2, X_3, Y_3, H[/latex]. Все входные данные — целые числа, модуль которых не превышает [latex]10^9[/latex].

Выходные данные

Программа выводит единственное число – искомую величину с точностью до [latex]0.001[/latex].

Тесты

Входные данные Выходные данные
1 1 6 1 4 0 4 5 6 4.000
0 0 6 0 2 0 5 0 5 2.397
2 0 5 0 0 0 6 0 5 4.172
0 0 5 0 2 0 6 0 1 2.058
0 0 10 0 2 0 6 0 1 0.000

Решение задачи

Эта задача интересна тем, что для ее решения необходимо смоделировать большое количество разнообразных взаиморасположений картины и буквы. Далее  будут использоваться следующие обозначения: [latex]X_0[/latex]- основание буквы, [latex]X_1[/latex] — ее вершины, [latex]X_2[/latex] и [latex]X_3[/latex] — координаты основания картины, [latex]H[/latex] — высота картины.

1. [latex]X_0 X_1[/latex] и [latex]X_2 X_3[/latex] лежат на одной прямой

1.1. [latex]X_0[/latex] принадлежит [latex]X_2[/latex][latex]X_3[/latex]

1.1.1. [latex]X_1[/latex]принадлежит [latex]X_2[/latex][latex]X_3[/latex]

1.1.1.1 [latex]X_0[/latex][latex]X_1[/latex] не превышает [latex]H[/latex]

В таком случае искомая величина — дуга [latex]O X1[/latex], равная [latex]\frac{1}{4} [/latex] длины окружности с радиусом, равным высоте буквы: [latex]O[/latex][latex]X_1[/latex] = [latex]\frac{П\times X_0 X_1}{2} [/latex]

1.1.1.2 [latex]X_0[/latex][latex]X_1[/latex] больше, чем [latex]H[/latex]

в таком случае нам необходимо найти дугу [latex]NX_1[/latex],для этого умножив радиус на величину центрального угла: [latex]NX_1[/latex] =[latex]X_0 X_1 \times \arcsin \frac {H}{X_0 X_1}[/latex]

1.1.2 [latex]X_1[/latex] не принадлежит [latex]X_2 X_3[/latex]

1.1.2.1.[latex]X_2[/latex]  принадлежит [latex]X_0 X_1[/latex]

1.1.2.1.1. [latex]X_0 X_1[/latex] не превышает [latex]H[/latex]

В таком случае нам нужно найти дугу [latex]OM[/latex] по схожему с случаем 1.1.1.2 алгоритму: [latex]OM[/latex] = [latex]X_0 X_1 \times \arcsin \frac{X_0 X_3} {X_0 X_1} [/latex]

1.1.2.1.2. [latex]X_0[/latex][latex]X_1[/latex] больше [latex]H[/latex]

1.1.2.1.2.1. [latex]X_0 X_1 < \sqrt{X_0 X_2^2 + H^2} [/latex]

В таком случае искомая величина равна дуге [latex]MN[/latex]= [latex]X_0 X_1 \times  (\arcsin \frac{H}{X_0 X_1} — \arccos \frac{X_0 X_3}  {X_0 X_1}))

1.1.2.2. данный случай аналогичен предыдущему.Единственное различие заключается в том,что точки [latex]X_2[/latex] и [latex]X_3[/latex] меняются местами в формулах.

1.2 [latex]Х_0[/latex]  не принадлежит [latex]X_2[/latex][latex]X_3[/latex]

1.2.1 [latex]X_1[/latex]принадлежит [latex]X_2[/latex][latex]X_3[/latex]

введем новую переменную [latex]A[/latex], равную расстоянию от [latex]X_0[/latex] до картины.

1.2.1.1 [latex]X_0 X_1[/latex] меньше, чем [latex]\sqrt{A^2 + H^2}[/latex]

В данном случае нам нужно найти дугу [latex]M X_1[/latex] = [latex]X_0 X_1 \times \arccos \frac{A}{X_0 X_1}[/latex]

 

1.2.1.2 [latex]X_0[/latex][latex]X_1[/latex] не меньше, чем [latex]\sqrt{A^2 + H^2}[/latex]

в этом случае нам нужно найти дугу [latex]МХ_1[/latex]= [latex]X_0 X_1 \times \arcsin \frac{A}{X_0 X_1}[/latex]

1.2.2. обе вершины цифры не принадлежат картине

Обозначим через [latex]A[/latex] расстояние от [latex]X_0[/latex] до дальней вершины картины.

1.2.2.1. [latex]X_0 X_1 < \sqrt{A^2 + H^2} [/latex]

Искомая величина — дуга [latex]MN[/latex] = [latex]X_0 X_1\times  (\arcsin \frac{H}{X_0 X_1} —  \arccos \frac{A}{X_0 X_1})[/latex]

2. [latex]X_0 X_1[/latex] и [latex]X_2 X_3[/latex] не лежат на одной прямой

2.1. [latex]X_0 X_1[/latex] пересекает [latex]X_2 X_3[/latex]

В этом случае длина разрыва будет равна длине отрезка [latex]MN[/latex] либо высоте картины, если она окажется меньше вышеупомянутого отрезка.

 

Для того, чтобы не рассматривать случаи, в которых искомая величина равна нулю (все оставшиеся), при создании переменной, в которой будем хранить ответ, сразу приравняем ее к нулю.

Ссылки

Условие задачи на сайте e-olymp
Код решения

e-olymp 143. Точка и треугольник

Точка и треугольник

Принадлежит ли точка [latex]O[/latex] треугольнику [latex]ABC[/latex]?

Входные данные

Содержит координаты точек [latex]O, A, B, C[/latex]. Числовые значения не превышают по модулю 100.

Выходные данные

Вывести 1, если точка [latex]O[/latex] принадлежит треугольнику [latex]ABC[/latex] и 0 в противоположном случае.

Входные данные Выходные данные
1 2 6 -9 3 8 1 5 11 1
2 -13 10 -12 5 99 80 17 13 0
3 98 -50 -87 7 5 3 23 17 0
4 5 15 7 12 5 3 2 54 1
5 2 2 3 1 1 3 9 11 1

Код программы

Решение

Для того, чтобы точка [latex]M[/latex] принадлежала треугольнику, заданному точками [latex]D([/latex]$x_{1}$,$y_{1}$[latex]), [/latex] [latex]E([/latex]$x_{2}$,$y_{2}$[latex]), [/latex][latex]F([/latex]$x_{3}$,$y_{3}$[latex]), [/latex] необходимо, чтобы псевдоскалярное (косое) произведение соответствующих векторов было больше либо равно нулю или же меньше либо равно нуля. Пользуясь формулой для косого произведения, запишем произведения векторов.
[$\overline{DE}$,$\overline{MD}$]=($x_{1}$-$x_{0}$) $\cdot$ ($y_{2}$-$y_{1}$)-($x_{2}$-$x_{1}$) $\cdot$ ($y_{1}$-$y_{0}$)
[$\overline{EF}$,$\overline{ME}$]=($x_{2}$-$x_{0}$) $\cdot$ ($y_{3}$-$y_{2}$)-($x_{3}$-$x_{2}$) $\cdot$ ($y_{2}$-$y_{0}$)
[$\overline{FD}$,$\overline{MF}$]=($x_{3}$-$x_{0}$) $\cdot$ ($y_{1}$-$y_{3}$)-($x_{1}$-$x_{3}$) $\cdot$ ($y_{3}$-$y_{0}$)
Если [$\overline{DE}$,$\overline{MD}$], [$\overline{EF}$,$\overline{ME}$] и [$\overline{FD}$,$\overline{MF}$] больше либо равно нулю или же меньше либо равно нуля, то точка принадлежит треугольнику.

 

Ссылки

Ссылка на Ideone
Ссылка на e-olymp