• 「一本通 1.2 练习 3」灯泡(三分/公式法)(三角函数,计算几何)


    传送门

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    这道题要用带一点点三角函数。。。

    不用怕,只要有理性的思维,是可以知道怎么做的

    度娘!
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    说说我对三角函数的理解吧,简单来说,就是如果你知道直角三角形的一个锐角,那你就知道了这个直角三角型的形状了(求出三个角的角度数),那么如果由另一个直角三角型的三个角也跟这个三角形相等,那么他们两个是可以通过比例转化的,他们三条边中任意两条边之比也相等(也就是任意两条边之比如果角的度数固定了,那么这俩条边的比就固定了)。

    安利:
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    那么,假设人的影子没有在墙上,那么,人从灯底往右走,走越远影子越长!那么最长的情况就是这样:
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    由于比相同,设影长为L,设人离灯x米远。

    [H:D=h:L ]

    [所以Dh=HL ]

    [Dh/H=L ]

    那么我们得出了,在影子全在地上,L的最大值为Dh/H,这时x为D-Dh/H,设left=D-Dh/H
    那么,如果影子全在墙上,则L=h,x=D,设right为D。
    如果影子在墙上,就比较抽象了。。。

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    然后呢。。。?
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    那么:
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    [那么(H-h):x=kk:(D-x) ]

    [(H-h)*(D-x)=x*kk ]

    [(H-h)*(D-x)/x=kk ]

    那么在墙上的影子就是

    [h-kk=h-(H-h)*(D-x)/x=H-(H-h)*D/x ]

    [L=D-x+(h-kk)=D-x+H-(H-h)*D/x ]

    [=D+H-(x+(H-h)*D/x) ]

    那么就是要让(x+(H-h)*D/x)取最小值,可以证明,在正数区间,(x+(H-h)*D/x)是个开口向上的单峰函数。

    证:
    情况1:x增加y,((H-h)*D/x)减小的数大于y
    情况2:x增加y,((H-h)*D/x)减小的数小于y
    又由于x越大,((H-h)*D)/x减小的数字越小,所以,会由情况1慢慢转为情况2,于是便由下降变为上升,成单峰势。

    于是,(D+H-(x+(H-h)*D/x))便是个开口向下的单峰函数!(那你整这么一大坨有什么用?)
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    早说有图片!

    实现:
    l=left,r=right;
    当答案=l时,代表影子全在地上的最大值。
    当答案=r是时,代表影子全在墙上的最大值
    当答案=(l,r)时,代表影子一半在墙上,一半在地上的最大值。

    代码:

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    using  namespace  std;
    typedef  long  long  ll;
    inline  double  mymax(double  x,double  y){return  x>y?x:y;}
    inline  double  cai(double  H,double  h,double  D,ll  x)
    {
    	double  xx=x/10000.0;
    	return  H+D-xx-((H-h)*D)/xx;
    }//之前推出的函数 
    double  sanfen(double  H,double  h,double  D)
    {
    	ll  l=ll((D-(h*D)/H)*10000.0),r=ll(D*10000.0);//乘以10000转ll 
    	ll  m1,m2;
    	while(l<r)//三分 
    	{
    		m1=(l+r)/2;m2=(l+r)/2+1;
    		if(cai(H,h,D,m1)>cai(H,h,D,m2))r=m1;
    		else  l=m2;
    	}
    	return  cai(H,h,D,l);//真象只有一个,l或r就是答案 
    }
    int  main()
    {
    	int  T;scanf("%d",&T);
    	while(T--)
    	{
    		double  H,h,D;scanf("%lf%lf%lf",&H,&h,&D);
    		printf("%.3lf
    ",sanfen(H,h,D));//输出 
    	}
    	return  0;
    }
    

    公式法:

    因为这个我看了好久题解(泪奔)(:光速逃

    那么,如果是经验丰富的巨佬,一定会想到公式法。。。

    [我们设(H-h)*D为A,设B、C、D为x的一个取值。 ]

    [C为x+(H-h)*D/x的单峰 ]

    [且B<C<D ]

    [则有B+A/B>C+A/C<D+A/D ]

    [由B+A/B>C+A/C所得 ]

    [B-C>A/C-A/B ]

    [B-C>A(B-C)/BC ]

    [BC(B-C)>A(B-C) ]

    [BC<A ]

    [又因为C<B,所以BC<C^2 ]

    那是不是代表(A=C^2)证出来了,耶!想太多

    安利:
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    [但是,由C+A/C<D+A/D可得 ]

    [C-D<A/D-A/C ]

    [C-D<A(C-D)/CD ]

    [CD(C-D)<A(C-D) ]

    [CD>A ]

    [又因为D>C,所以CD>C^2 ]

    那么我们就可以名正言顺说(A=C^2)耶!
    所以(C=sqrt(A))
    所以,当(x)等于(sqrt((H-h)*D))时,(x+(H-h)*D/x)位于单峰上,同时(D+H-(x+(H-h)*D/x))也位于单峰上
    在这里插入图片描述

    当然,当$$x<=left$$时,由于(D+H-(x+(H-h)*D/x))是个开口向下的单峰函数,且(x=[left,right])所以x=left。
    同理当(x>=right)时,x=right!

    代码:

    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    using  namespace  std;
    int  main()
    {
    	int  T;scanf("%d",&T);
    	while(T--)
    	{
    		double  H,h,D;scanf("%lf%lf%lf",&H,&h,&D);
    		double  x=sqrt((H-h)*D);
    		if(x<=D-(h*D)/H)printf("%.3lf
    ",(h*D)/H);//全在地上
    		else  if(x>=D)printf("%.3lf
    ",h);//全在墙上
    		else  printf("%.3lf
    ",H+D-x*2);//一部分在地上,一部分在墙上
    	}
    	return  0;
    }
    

    光速逃,耶!写完了!

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