e-olymp 74. Паук и муха — 2

Latest posts by Алиса Ворохта (see all)

Задача

В пустой прямоугольной комнате длины [latex]А[/latex], ширины [latex]В[/latex] и высоты [latex]С[/latex] муха упала на пол и уснула. Паук, находящийся на одной из стен, или на полу, или на потолке, начал двигаться к ней по кратчайшему пути.

На какое расстояние он при этом переместится? Известно, что паук может передвигаться только по поверхности комнаты или же спускаться на паутине с потолка на пол, но только под прямым углом.

Входные данные

В первой строке заданы размеры комнаты [latex]A[/latex], [latex]B[/latex], [latex]C[/latex]. Во второй строке – координаты мухи на полу [latex]X1[/latex], [latex]Y1[/latex], [latex](0 ≤ X1 ≤ A[/latex], [latex]0 ≤ Y1 ≤ B)[/latex]. В третьей строке – координаты паука [latex]X2[/latex], [latex]Y2[/latex], [latex]Z2[/latex], [latex](0 ≤ X2 ≤ A[/latex], [latex]0 ≤ Y2 ≤ B[/latex], [latex]0 ≤ Z2 ≤ C)[/latex]. Все входные данные – целые не отрицательные числа, не превосходящие [latex]500[/latex].

Выходные данные

Одно число – расстояние, на которое переместится паук, посчитанное с точностью до 2-х знаков после запятой.

Тесты

Входные данные Выходные данные
[latex]A[/latex] [latex]B[/latex] [latex]C[/latex] [latex]X1[/latex] [latex]Y1[/latex] [latex]X2[/latex] [latex]Y2[/latex] [latex]Z2[/latex] [latex]S[/latex]
[latex]4[/latex] [latex]7[/latex] [latex]3[/latex] [latex]2[/latex] [latex]1[/latex] [latex]3[/latex] [latex]7[/latex] [latex]2[/latex] [latex]8.06[/latex]
[latex]145[/latex] [latex]26[/latex] [latex]306[/latex] [latex]12[/latex] [latex]24[/latex] [latex]0[/latex] [latex]0[/latex] [latex]305[/latex] [latex]309.34[/latex]
[latex]26[/latex] [latex]18[/latex] [latex]53[/latex] [latex]24[/latex] [latex]15[/latex] [latex]24[/latex] [latex]1[/latex] [latex]53[/latex] [latex]58.52[/latex]
[latex]89[/latex] [latex]89[/latex] [latex]189[/latex] [latex]12[/latex] [latex]24[/latex] [latex]0[/latex] [latex]89[/latex] [latex]16[/latex] [latex]70.77[/latex]
[latex]18[/latex] [latex]26[/latex] [latex]145[/latex] [latex]14[/latex] [latex]2[/latex] [latex]17[/latex] [latex]26[/latex] [latex]141[/latex] [latex]147.14[/latex]

Код программы

Решение задачи

Данная задача решается с помощью «разверток» комнаты: переход от трёхмерного пространства к двумерному.
Вид комнаты:

Рассмотрим такие случаи:

  1. Паук находится на полу ([latex]Z_2 = 0[/latex]);
  2. Паук находится на одной из стенок ([latex]X_2 = 0[/latex], или [latex]X_2 = A[/latex], или [latex]Y_2 = 0[/latex], или [latex]Y_2 = B[/latex] и [latex]Z_2 \neq 0[/latex]) либо на потолке ([latex]X_2 \neq 0[/latex], и [latex]X_2 \neq A[/latex], и [latex]Y_2 \neq 0[/latex], и [latex]Y_2 \neq B[/latex], и [latex]Z_2 = C[/latex]).

Первый случай тривиален и вычисляется по формуле [latex]\sqrt{(X_1 — X_2)^2 + (Y_1 — Y_2)^2}[/latex] с помощью функции [latex]distance[/latex].
В случае, когда паук сидит на стенке, мы можем построить 3 развертки:
Допустим, паук находится на левой боковой стенке ([latex]X_2 = 0[/latex]). Остальные случаи аналогичны этому.

  • Паук ползет по этой стенке, затем по полу. Тогда развертка будет такой:
  • Паук ползет через ближнюю к нам стенку и по полу. Тогда развертка следующая:
  • Аналогичен предыдущему случаю, только через дальнюю от нас стенку.

По этим разверткам мы можем вычислить координаты паука и кратчайшее расстояние от него до мухи с помощью функции [latex]distance[/latex]. Если же паук находится в одном из углов комнаты, то мы находим наименьшее расстояние из двух вариантов развертки.
Когда же паук сидит на потолке, не соприкасаясь ни с одной из стенок, у него есть 13 вариантов:

  • Паук спускается с потолка на паутине, затем ползет точно так же, как и в самом первом случае.
  • Паук ползет по потолку, по одной из стенок и по полу. Тогда развертка будет выглядеть следующим образом (потолок можно развернуть в 4 стороны — отсюда 4 случая):
  • Паук ползет по потолку, а затем по двум соседним стенкам и по полу. Таких случаев 8, поскольку порядок следования стенок, по которым тот ползет, также важен. Развертка одного из них:

По этим разверткам мы также можем вычислить координаты паука и кратчайшее расстояние от него до мухи с помощью функции [latex]distance[/latex].

Ссылки

Условие задачи на e-olymp
Задача Дьюдени о пауке и мухе
Код решения

e-olymp 61. Уборка снега

Задача

Зимой, когда дни стают короче, а ночи длиннее, необходимо задуматься об уборке снега с улиц. Поскольку бюджет нашего города очень маленький, у нас в распоряжении только один снегоход. Несмотря на это дороги должны быть прочищены. И каждый раз, когда выпадает много снега, ночью снегоход нашего города выезжает со своего гаража и объезжает весь город, очищая дороги. Какое минимальное время нужно снегоходу, чтобы очистить все проезжие полосы всех дорог и вернуться назад?

При этом известно, что:

  • Снегоход может очищать только одну проезжую полосу дороги за один проход.
  • Все дороги прямые с одной полосой движения в каждом направлении.
  • Снегоход может поворачивать на любом перекрестке в любую сторону, а также может развернуться в тупике.
  • Во время очистки снега снегоход двигается со скоростью $20$ км/час, и со скоростью $50$ км/час по уже очищенной дороге.
  • Возможность проехать все дороги всегда существует.

Входные данные

Первая строка содержит два числа $x$ и $y$ $(-30000 ≤ x, y ≤ 30000)$ — координаты ангара (в метрах), откуда начинает свое движение снегоход. Далее в каждой отдельной строке заданы координаты (в метрах) начала и конца улиц (по $4$ числа в строке). В городе может быть до $100$ улиц.

Выходные данные

Время в часах и минутах, необходимое для очистки всех дорог и возврата в ангар. Время следует округлить до ближайшей минуты.

Тесты

Входные данные Выходные данные
$0$ $0$
$0$ $0$ $-1000$ $2000$
$0$ $0$ $1000$ $2000$
$0:27$
$0$ $1000$
$0$ $0$ $0$ $3000$
$0$ $0$ $1000$ $1000$
$0$ $0$ $3000$ $0$
$3000$ $0$ $3000$ $3000$
$3000$ $3000$ $0$ $3000$
$0$ $3000$ $1000$ $2000$
$3000$ $0$ $2000$ $1000$
$3000$ $3000$ $2000$ $2000$
$1:46$
$-500$ $0$
$-1000$ $0$ $0$ $0$
$0$ $0$ $1000$ $0$
$-1000$ $1000$ $0$ $0$
$-1000$ $1000$ $0$ $2000$
$0$ $2000$ $1000$ $1000$
$1000$ $1000$ $0$ $1000$
$0$ $1000$ $0$ $0$
$0:49$
$1000$ $500$
$-1000$ $0$ $1000$ $0$
$-1000$ $1000$ $1000$ $1000$
$-1000$ $0$ $-1000$ $1000$
$1000$ $0$ $1000$ $1000$
$-1000$ $0$ $1000$ $1000$
$1000$ $0$ $-1000$ $1000$
$-1000$ $1000$ $0$ $2000$
$0$ $2000$ $1000$ $1000$
$1:20$
$500$ $-500$
$0$ $0$ $1000$ $-1000$
$1000$ $-1000$ $2000$ $0$
$2000$ $0$ $3000$ $-1000$
$3000$ $-1000$ $4000$ $0$
$4000$ $0$ $5000$ $-1000$
$5000$ $-1000$ $6000$ $0$
$0$ $0$ $8000$ $0$
$1:39$

Код программы

Решение задачи

Начало пути всегда находится на одной из данных дорог. Составим оптимальный алгоритм движения снегохода. По каждой из дорог необходимо проехать в одну и другую сторону. Снегоход может начинать движение в любую сторону. Во время движения ему необходимо двигаться прямо, не разворачиваясь, настолько долго, насколько это возможно. В случае, если на пути следования снегоходу встречается поворот, ему необходимо повернуть и далее работать по тому же алгоритму, принимая за начальную точку точку поворота. После возвращения из поворота снегоход должен продолжить движение по алгоритму. Когда снегоход попадает в тупик, возвращается на перекресток, на котором был совершен поворот или попадает в начальную точку, ему необходимо развернуться и двигаться обратно по той же траектории. По возвращении в начальную точку снегоход должен, в случае необходимости, двигаться во все оставшиеся стороны по такому же алгоритму. Таким образом, при движении по такому алгоритму, снегоход будет проезжать по каждой дороге по одному разу в каждую сторону, то есть не будет нигде проезжать «лишние» километры, следовательно время, за которое снегоход может объехать все дороги по одному разу в каждую сторону и есть искомым. Таким образом нам необходимо посчитать сумму длин всех дорог $L$, координаты начала и конца которых даны во входном потоке. Снегоход всегда двигается со скоростью $V = 20 км/час = \frac{1000}{3}м/мин$. По каждой из дорог снегоход проезжает два раза, таким образом общее искомое время минутах:
$t = \frac{2L}{V} = \frac{3L}{500}$.
Округлив полученное значение $t$ до целых минут и представив это время в виде часов и минут, получаем ответ.
Замечание. Как видно из алгоритма решения, не имеет значения, где конкретно расположена точка начала движения, главное, чтобы она располагалась на одной из улиц.

Ссылки

Условие задачи на e-olymp
Решение на e-olymp
Код решения на Ideone

e-olymp 13. Паук и муха

Задача

В пустой прямоугольной комнате размерами [latex]A \times B \times C[/latex] (длина, ширина, высота) на пол упала уснувшая муха. Паук, находившийся на одной из стен, или на полу комнаты, начал двигаться к ней по кратчайшему пути.

На какое расстояние он при этом переместится?

Входные данные

В первой строке заданы размеры комнаты [latex]A[/latex], [latex]B[/latex], [latex]C[/latex]. Во второй строке — координаты мухи [latex]X_1[/latex], [latex]Y_1[/latex] и паука [latex]X_2[/latex], [latex]Y_2[/latex], [latex]Z_2[/latex].

Все входные данные — целые числа, не превышающие 500.

Выходные данные

Единственное число — расстояние, на которое переместится паук, вычисленное с точностью до 2-х знаков после запятой.

Тесты

Входные данные Выходные данные
$3$ $4$ $8$

$0$ $0$ $3$ $4$ $0$

$5.00$
$2$ $2$ $8$

$1$ $1$ $2$ $1$ $4$

$5.00$
$6$ $4$ $3$

$5$ $1$ $0$ $2$ $1$

$6.08$
$30$ $60$ $27$

$13$ $21$ $8$ $0$ $17$

$38.33$
$40$ $40$ $40$

$10$ $5$ $8$ $40$ $37$

$72.03$

Код программы

Решение задачи

Суть решения задачи заключается в переходе от трехмерного пространства комнаты к двумерному с помощью «развёртки» комнаты на координатную плоскость.

Переведя координаты паука в комнате в его новые координаты в двумерном пространстве, все, что нам остается сделать — вычислить кратчайшее расстояние между двумя точками на плоскости с помощью функции [latex]distance[/latex].
В простейшем случае, если паук находится на полу комнаты, т.е. его координата [latex]Z_2[/latex] нулевая, координаты паука [latex]X_2[/latex] и [latex]Y_2[/latex] в точности описывают его положение в координатной плоскости развёртки, и преобразовывать их не требуется.
В противном случае отдельно рассматриваем варианты расположения паука на каждой из стен. В зависимости от того, на какой стене он находится, мы изменяем координаты в соответствии с развёрткой комнаты и находим расстояние от паука до мухи с помощью функции [latex]distance[/latex].
В случае местонахождения паука в каком-либо из углов комнаты, но не на полу, мы должны рассмотреть два варианта его положения в развёртке и найти минимальное из них.

Ссылки

Условие задачи на сайте E-Olymp
Код решения задачи

ML33. Угол между вектором и осями координат

Курьянов Павел
Курьянов Павел

Latest posts by Курьянов Павел (see all)

Задача

Найдите углы между вектором [latex] \overrightarrow{a}=(x,y,z)[/latex] и координатными осями [latex]Ox, Oy, Oz[/latex].

Входные данные

Координаты вектора [latex]\overrightarrow{a}=(x,y,z)[/latex].

Выходные данные

Угол между заданным вектором и [latex]Ox[/latex].
Угол между заданным вектором и [latex]Oy[/latex].
Угол между заданным вектором и [latex]Oz[/latex].

Тесты

Входные
данные
Выходные
данные
x y z угол c Ox угол c Oy угол c Oz
0 0 1 90 90 0
0 9999.99 0 90 0 90
1 1 1 54.7456 54.7456 54.7456
-9999.5 -9999.5 -9999.5 -54.7456 -54.7456 -54.7456
0 0 0 невозможно при нулевом векторе

Код программы

Решение задачи

Для начала проверим не является ли заданный вектор нулевым, так как он не будет образовывать угол между векторами. Если это нулевой, то выводить, что это невозможно при нулевом векторе. При другом условии решим задачу,а поскольку в условии нам даны координаты только 1 вектора, а для вычисления угла между 2 векторами нужно 2 пары координат, то будем считать, что [latex] Ox(1,0,0) [/latex], [latex] Oy(0,1,0) [/latex],[latex] Oz(0,0,1) [/latex].
Теперь мы можем вычислить угол между векторами через формулу[latex] \cos{ |\widehat { a,b } }|=\frac { \overrightarrow { a } \overrightarrow { b } }{ \left| \overrightarrow { a } \right| \left| \overrightarrow { b } \right| } [/latex], где [latex] \overrightarrow { a } \overrightarrow { b }=\ x_a\cdot{x_b}+y_a\cdot{y_b}+z_a\cdot{z_b}\[/latex] и [latex] { \left| \overrightarrow { a } \right| }=\sqrt{x_a^2+y_a^2+z_a^2} [/latex], которую можно сократить в соответствии с нашими значениями координат [latex]Ox,Oy,Oz [/latex] и в итоге получаем формулу [latex] \arccos=\frac{o}{\sqrt{x_a^2+y_a^2+z_a^2}} [/latex], где [latex] O [/latex] ось координат и [latex]o [/latex] значение по этой оси координат. В эту формулу поочередно подставляем наши значения и получаем косинусы углов между осями координат и заданным вектором. Для вычисления углов в радианах воспользуемся встроенной функцией [latex] acos [/latex], а для вычисления в градусах домножим полученный результат на 180 и разделим на встроенное значение числа [latex] \pi [/latex].

Ссылки
Ideone

Mif 8

Настя Ивасенко
Настя Ивасенко

Latest posts by Настя Ивасенко (see all)

Задача

Условие взято отсюда

Четырёхугольник [latex]ABCD[/latex] задан на плоскости целочисленными координатами вершин. Определите тип четырёхугольника: квадрат, ромб, прямоугольник, параллелограмм, трапеция, произвольный четырёхугольник. Из характеристик указать наиболее частную.

Тесты

[latex]a_1[/latex]   [latex]a_2[/latex] [latex]b_1[/latex] [latex]b_2[/latex] [latex]c_1[/latex][latex]c_2[/latex] [latex]d_1[/latex] [latex]d_2[/latex]                                                   Ответ
0 0 1 0 1 1 0 1   квадрат
0 -3 2 0 0 3 -2 0 ромб
0 0 4 0 4 1 1 4 прямоугольник
0 0 10 0 12 4 2 4 пaраллелограмм
0 0  2 0  1 1  0 1 трапеция
0 0  0 2  1 1  1 0 трапеция
-4 -5 -15 7 5 8 6 -7 произвольный
 0 0 1 0 10 20  -5 7 произвольный

 

Код

 

Решение

Для начала стоит найти длины всех сторон:

[latex]AB^{2}=((a1-b1)^{2}+(a2-b2)^{2})[/latex]. (аналогично для остальных сторон)

Затем можно найти длины диагоналей четырёхугольника

[latex]AC^{2}=((a1-c1)^{2}+(a2-c2)^{2})[/latex]. (аналогично для [latex]BD[/latex]).

Через условие задаем равность противоположных сторон [latex]AB=CD[/latex] и  [latex]BC=DA[/latex]:

  1. У ромба смежные стороны равны, но если у ромба диагонали равны, то это квадрат;
  2. Если четырёхугольник не является квадратом, но диагонали равны, то это прямоугольник;
  3. В противном случае — параллелограмм.

Если одна из пар противополижных сторон параллельны, то данный четырёхугольник — трапеция. Впротивном случае — произвольный четырёхугольник.

Код на ideone

e-olymp 60. Площадь многоугольника

Задача. Площадь многоугольника

Условие задачи

Заданы координаты [latex]n[/latex] последовательных вершин многоугольника. Определить его площадь.

Входные данные

Первая строка содержит количество вершин многоугольника [latex]n[/latex]. В следующих [latex]n[/latex] строках через пробел заданы целочисленные координаты его последовательных вершин [latex]x_i, y_i[/latex]. Известно, что [latex]3 \leq n \leq 1000, -1000 \leq x[i], y[i] \leq 1000[/latex].

Выходные данные

Площадь многоугольника [latex]S[/latex], вычисленная с точностью до трех десятичных знаков.

Также условие задачи можно посмотреть здесь.

Тестирование

Входные данные ([latex]n[/latex], [latex]x_i, y_i[/latex]) Выходные данные
1. 3, (0, 0), (0, 2), (2, 0) 2.000
2. 4, (-1000,  500), (-500, 1000), (2, 10),  (35, 60) 339865.000
3. 10, (51, -20), (15, 3), (45, 200), (100, -100), (201, 55), (70, -80), (25, 333), (999, 0), (500, 77), (5, -6) 124562.500
4. 5, (13, -92), (44, 0), (-800, 30), (27, 2), (1, 2) 1446.000

Реализация

Алгоритм решения

Даны координаты последовательных [latex]n[/latex] вершин многоугольника: [latex]x_i, y_i[/latex]. Для того, чтобы вычислить его площадь, воспользуемся формулой: [latex]S=\frac{1}{2}\cdot |\sum_{i=1}^{n}{(x_i + x_{i+1})\cdot (y_i — y_{i+1})}|[/latex], где [latex]x_0, y_0=x_{n+1}, y_{n+1}[/latex].

Подробнее о вычислении площади произвольного многоугольника можно прочесть здесь.

Для запроса на выполнение перейдите по ссылке.

Ссылка на засчитанное решение на e-olymp.com.