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。
HINT
1<=n<=10
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 )
Solution
题意:解 n 个 n 元一次方程
题目比较简单,主要是学一下高斯消元
根据定义很容易写出 n+1 个方程
发现对于每一个方程都有 n 个系数相等的二次项,
于是每两个方程做一下差
得到新的n个一次方程
当 n 等于 2 的时候大约是长这样的
2(a1-a2)x+2(b1-b2)y=a1^2-a2^2+b1^2-b2^2
矩阵中只保留各项系数
得到一个 n * ( n+1 ) 的矩阵,n+1 项表示其方程的值
对于矩阵上 f[ i ][ i ] 一项,我们尝试消去除 i 之后的方程上的第 i 位的系数,也就是方程做差消掉一个未知数,保留第 i 个方程对应第 i 个未知数
对于每一个 i 处理完之后,此时得到的矩阵所有的值分布在左上右下对角线的上方
然后依次拿下面的已知项将上方的方程中对应项的系数消掉
如果不考虑多解或无解的情况,最后可以解出一个对角线为1其他部分为0的矩阵,并且在 n+1 位置上上有各各未知数的唯一解
可以看这个例子感受一下:
2 1 -1 8
-3 -1 2 -11
-2 1 2 -3
跟着以上的方法来运算,这个矩阵可以转变为以下的样子:
2 1 -1 8
0 1/2 1/2 1
0 0 -1 1
这矩阵叫做“行梯列式”。
最后,可以利用同样的算法产生以下的矩阵,便可把所得出的解或其限制简明地表示出来:
1 0 0 2
0 1 0 3
0 0 1 -1
最后这矩阵叫做“简化行梯列式”,亦是高斯-约当消元法指定的步骤
复杂度O ( n^3 )
由于题目保证有解,随便写写就过了,然而喜闻乐见地PE了
1 #include<bits/stdc++.h> 2 3 #define maxn 10+5 4 #define set(a,b) memset(a,(b),sizeof(a)) 5 #define fr(i,a,b) for(ll i=(a),_end_=(b);i<=_end_;i++) 6 #define rf(i,b,a) for(ll i=(a),_end_=(b);i>=_end_;i--) 7 8 using namespace std; 9 10 typedef long long ll; 11 12 double f[maxn][maxn],st[maxn][maxn]; 13 int n,m; 14 15 double diff(double x,double y) 16 { 17 return x*x-y*y; 18 } 19 20 void print() 21 { 22 fr(i,1,n){ 23 fr(j,1,n+1) 24 cout << f[i][j] << ‘ ‘ ; 25 cout << endl ; 26 } 27 } 28 29 void build() 30 { 31 fr(i,1,n) 32 fr(j,1,n){ 33 f[i][j]=2*(st[i][j]-st[i+1][j]); 34 f[i][n+1]+=diff(st[i][j],st[i+1][j]); 35 } 36 } 37 38 void solve() 39 { 40 double mult; 41 fr(i,1,n-1){ 42 fr(j,i+1,n){ 43 mult=f[j][i]/f[i][i]; 44 fr(p,i,n+1) 45 f[j][p]-=mult*f[i][p]; 46 } 47 } 48 rf(i,1,n-1) 49 fr(j,i+1,n){ 50 f[i][n+1]-=f[i][j]*f[j][n+1]/f[j][j]; 51 f[i][j]=0; 52 } 53 } 54 55 int main() 56 { 57 #ifndef ONLINE_JUDGE 58 freopen("1013.in","r",stdin); 59 freopen("1013.out","w",stdout); 60 #endif 61 cin >> n ; 62 fr(i,1,n+1) 63 fr(j,1,n) 64 cin >> st[i][j] ; 65 build(); 66 solve(); 67 fr(i,1,n-1) 68 cout << fixed << setprecision(3) << f[i][n+1]/f[i][i] << ‘ ‘ ; 69 cout << f[n][n+1]/f[n][n] ; 70 return 0; 71 }