【BZOJ 1013】 [JSOI2008]球形空间产生器sphere

1013: [JSOI2008]球形空间产生器sphere

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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。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

数据规模:

对于40%的数据,1<=n<=3

对于100%的数据,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 )


高斯消元模板题。


高斯消元一般都是解多元一次方程的。


而这道题

(x1-a1)^2+(x2-a2)^2+...+(xn-an)^2=r^2     (1)

(x1-b1)^2+(x2-b2)^2+...+(xn-bn)^2=r^2     (2)

。  。 。                                                     (n+1)


未知数x的最高次项是二次,所以应当相减,得到n个个形如

2*(a1-b1)x+2*(a2-b2)x+...+2*(an-bn)x=a1^2+b1^2+...an^2+bn^2

这样的式子。


然后直接用高斯消元做就行。


#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cmath>
using namespace std;
int n;
double ans[15],a[15][15],x[15],y[15];
int main()
{
        scanf("%d",&n);
        for (int i=1;i<=n;i++)
		scanf("%lf",&x[i]);
	for (int i=1;i<=n;i++)
	{
		for (int j=1;j<=n;j++)
		{
			scanf("%lf",&y[j]);
			a[i][j]=x[j]-y[j];
			a[i][n+1]+=x[j]*x[j]-y[j]*y[j];
		}
		a[i][n+1]/=2;
	}
	for (int i=1;i<=n;i++)
	{
		int k=0;
		for (int j=i;j<=n;j++)
			if (fabs(a[j][i])>fabs(a[k][i]))
				k=j;
		for (int j=i;j<=n+1;j++)
			swap(a[i][j],a[k][j]);
		for (int j=i+1;j<=n;j++)
		{
			double temp=-a[j][i]/a[i][i];
			for (int p=i;p<=n+1;p++)
				a[j][p]+=a[i][p]*temp;
		}
	}
	for (int i=n;i;i--)
	{
		for (int j=n;j>i;j--)
			a[i][n+1]-=a[i][j]*ans[j];
		ans[i]=a[i][n+1]/a[i][i];
	}
	for (int i=1;i<=n;i++)
		printf("%.3lf%c",ans[i],i==n?'\n':' ');
	return 0;
}



感悟:

发现高斯消元十分简单,就是每次找当前位中最大的那一个,然后把他放到最前面,后面的每个式子都把这一位消掉。


最后就形成一个倒三角矩阵,然后从最下面往最上面依次带入答案即可。

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