bzoj1013 [JSOI2008]球形空间产生器sphere(gauss)
来源:互联网 发布:pubmed数据库 编辑:程序博客网 时间:2024/05/20 23:34
Description
有一个球形空间产生器能够在n维空间中产生一个坚硬的球体。现在,你被困在了这个n维球体中,你只知道球面上n+1个点的坐标,你需要以最快的速度确定这个n维球体的球心坐标,以便于摧毁这个球形空间产生器。
Input
第一行是一个整数n(1<=N=10)。接下来的n+1行,每行有n个实数,表示球面上一点的n维坐标。每一个实数精确到小数点
后6位,且其绝对值都不超过20000。
Output
有且只有一行,依次给出球心的n维坐标(n个实数),两个实数之间用一个空格隔开。每个实数精确到小数点后3位。数据保证有解。你的答案必须和标准输出一模一样才能够得分。
Sample Input
2
0.0 0.0
-1.0 1.0
1.0 0.0
Sample Output
0.500 1.500
HINT
提示:给出两个定义:1、 球心:到球面上任意一点距离都相等的点。2、 距离:设两个n为空间上的点A, B的坐标为(a1, a2, …, an), (b1, b2, …, bn),则AB的距离定义为:dist = sqrt( (a1-b1)^2 + (a2-b2)^2 + … + (an-bn)^2 )
分析:
这是学姐的guass第一题
应该是一道入门题
在我们熟悉的二维平面上,不共线的3个点确定唯一的一个圆
我们可以推广到n维:
n维平面上,不共线的n+1个点可以确定唯一的一个……嗯……球?
现在根据题目给出的n+1个点,我们可以列出n+1个如下的方程
以三维球为例:
(x1-x)^2+(y1-y)^2+(z1-z)^2=r^2
(x2-x)^2+(y2-y)^2+(z2-z)^2=r^2
(x3-x)^2+(y3-y)^2+(z3-z)^2=r^2
(x4-x)^2+(y4-y)^2+(z4-z)^2=r^2
只是二次式,无法用直接消元
但是我们会画柿子啊
我们把第一个柿子拆开看看:
x1^2+x^2-2x1*x+y1^2+y^2-2y1*y+z1^2+z^2-2z1*z=r^2
我们把剩下的柿子都像这样展开
分别与最后一个柿子作差
这样就可以得到形如
的(n=3)个柿子,
直接上高斯即可
//这里写代码片#include<cstdio>#include<cstring>#include<iostream>#include<cmath>using namespace std;const double eps=1e-8;double a[20][20];double x[20][20];int n;double sqr(double x){return x*x;}int gauss(){ int now=1,to; double t; for (int i=1;i<=n;i++) //枚举未知量 { for (to=now;to<=n;to++) if (fabs(a[to][i])>eps) break; if (to>n) continue; if (to!=now) for (int j=1;j<=n+1;j++) swap(a[to][j],a[now][j]); t=a[now][i]; for (int j=1;j<=n+1;j++) a[now][j]/=t; //系数化为一 for (int j=1;j<=n;j++) if (j!=now) { t=a[j][i]; for (int k=1;k<=n+1;k++) a[j][k]-=t*a[now][k]; } now++; } for (int i=now;i<=n;i++) if (fabs(a[i][n+1])>eps) return 0; return 1;}int main(){ scanf("%d",&n); for (int i=1;i<=n+1;i++) for (int j=1;j<=n;j++) scanf("%lf",&x[i][j]); for (int i=1;i<=n;i++) for (int j=1;j<=n;j++) { a[i][j]=2.0*(x[n+1][j]-x[i][j]); a[i][n+1]+=(sqr(x[n+1][j])-sqr(x[i][j])); } if (gauss()) for (int i=1;i<n;i++) printf("%0.3lf ",a[i][n+1]); printf("%0.3lf",a[n][n+1]); return 0;}
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