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HDU3756

2015-07-18 18:53 253 查看
题意:给定三围空间里面某些点,求构造出一个棱锥,将所有点包含,并且棱锥的体积最小。

输入:

T(测试数据组数)

n(给定点的个数)

a,b,c(对应xyz坐标值)

.

.

.

输出:

H(构造棱锥的高)

R(构造棱锥的半径)

思路:

简单的一次求导极值问题,首先将三围虚拟化成二维,可以这样想,以棱锥的高为三角形的高,棱锥的里面半径为三角形的底边,所以可以理解为要求棱锥的最小体积,即V=π*H*R^r/3最小,在虚拟的二维三角形里面,斜边长你可以假设其中的某个点为(a,b),斜率为k,那么斜边方程就知道,利用x=0,y=0两个特殊值,可以解出H和R,代入V里面,求一阶导,得出
-π*(aK^2+2bK)*(aK-b)^2 /K^2 ,所以利用单调性可以判断K=-2b/a时有极值,然后利用三分求极值枚举R,给个三分求极值的解释我是链接 ,之后求出最小的H即可。

#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <iostream>
using namespace std;

#define PI acos(-1.0)

struct P
{
    double x;
    double y;
    double z;
    double r;
};

P point[10001];
int n;
double r,z,ans;

double cal(double R)
{
    int i;
    double max = 0;
    for(i = 0; i < n; i ++)
    {
        double nz = point[i].z/(R - point[i].r);
        if(max < nz)max = nz;
    }
    return max * R;
}

double ss()//三分枚举确定极值
{
    double right = 2*1e4, left = r, ml, mr;
    while(right - left > 1e-4)
    {
        ml = (right + 2*left)/3.0;
        mr = (left + 2*right)/3.0;
        double lans = cal(ml)*ml*ml;
        double rans = cal(mr)*mr*mr;
        if(lans < rans)right = mr;
        else left = ml;
    }
    ans = (right + left)/2.0;
    //cout<<ans<<endl;
    return ans;
}

int main()
{
    int t;
    int i,j;
    scanf("%d",&t);
    while(t--)
    {
        scanf("%d",&n);
        r = z = 0;
        for(i = 0; i < n; i ++)
        {
            scanf("%lf%lf%lf",&point[i].x,&point[i].y,&point[i].z);
            point[i].r = sqrt(point[i].x * point[i].x + point[i].y * point[i].y);
            if(r < point[i].r)r = point[i].r;
            if(z < point[i].z)z = point[i].z;
        }
        double flag = ss();
        printf("%.3lf %.3lf\n",cal(flag),flag);
    }
    return 0;
}
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