Вычислительная геометрия

Пользователь просматривает таблицу в Internet Explorer и пользуется для прокрутки изображения колесиком на мышке. При этом все изображение сдвигается вверх или вниз на T пикселов. Пользователю очень не нравится, когда курсор мыши оказывается на горизонтальных линиях, разделяющих строки таблицы. Поэтому он хочет выбрать такое положение для курсора мыши на экране, чтобы в процессе прокрутки до конца таблицы курсор как можно меньшее число раз пересекался с линиями таблицы.

При этом если в каком-то положении курсор оказывается на двух линиях таблицы, то это считается за два пересечения курсора с линиями таблицы. Если какую-то линию курсор мыши пересекает в двух положениях (то есть, например, высота курсора 10 пикселей, а при прокрутке таблица сдвигается на 7 пикселей, тогда курсор мыши может оказываться на одной линии в двух состояниях прокрутки), то это также считается за два пересечения.

Экран монитора имеет разрешение по вертикали U пикселей. Координаты введены так, что самые верхние точки экрана имеют координату 0, а нижние — координату U–1.

Курсор мыши имеет высоту H пикселов. Расположением курсора считается самая верхняя точка курсора. Таким образом, если мы говорим, что он расположен, например, в точке с координатами 0 на экране, то его изображение расположено в точках с координатами от 0 до H–1. Курсор мыши всегда целиком помещается на экране, то есть допустимыми координатами для его расположения являются координаты от 0 до U–H.>

Таблица, которую просматривает пользователь, имеет высоту L пикселов и состоит из N–1 строки, и, следовательно, в ней N горизонтальных линий, которые имеют координаты X₁, X₂, …, X_N. При этом 0=X₁<X₂<X₃<…<X_N=L–1.

В начальный момент времени таблица расположена так, что линия, имеющая координату 0 в таблице отображается в 0-й строке пикселов монитора. Далее при прокрутке таблица каждый раз сдвигается на T пикселов (то есть в 0-й строке монитора оказывается строка пикселов, имеющая в таблице координату T, координату 2T и т.д.). Так происходит до тех пор, пока на экране не окажется нижняя линия таблицы (которая имеет координату XN). После этого дальнейшая прокрутка не происходит (если изначально X_N<U, то прокрутка вообще не происходит).

Входные данные
Во входном файле задано сначала разрешение монитора по вертикали U, затем высота курсора мыши H, затем шаг прокрутки T. Далее задана высота таблицы L. Далее задано количество разделительных линий в таблице N, и координаты X₁, X₂,…,X_N, где расположены эти линии относительно начала таблицы.

Ограничения

• 10<U<512
• 1<H<U
• 1<T<U
• 2<N<200000
• 0=X₁<X₂<…<X_N=L–1≤10⁹.

Выходные данные
В выходной файл выведите сначала координату, в которой нужно расположить курсор мыши, а затем количество пересечений курсора мыши с линиями таблицы. В случае, если существует несколько начальных положений курсора мыши, выведите любое из них.

На плоскости задано N векторов – направленных отрезков, для каждого из которых известны координаты начала и конца (вектор, у которого начало и конец совпадают, называется нуль-вектором, можно считать, что нуль-вектор лежит на любой прямой, которая через него проходит). Введем следующие три операции над направленными отрезками на плоскости:

1) Направленные отрезки ненулевой длины, лежащие на пересекающихся прямых, можно заменить на их сумму, причем единственным образом. В этом случае отрезки переносятся вдоль своих прямых так, чтобы их начала совпадали с точкой пересечения прямых, и складываются по правилу сложения векторов (правилу параллелограмма, при этом началом результирующего вектора является точка пересечения прямых).

2) Направленные отрезки, лежащие на одной прямой, также можно заменить на их сумму. Для этого один из отрезков (любой) нужно перенести в начало второго из них и сложить по правилу сложения векторов на прямой:

Это правило применимо и в случае, когда один из векторов, или даже оба, являются нуль-векторами.

Заметим, что если складываемые векторы противоположно направлены и имеют одну и ту же длину, то результатом их сложения является нуль вектор.

3) В любой точке плоскости можно породить два противоположно направленных отрезка равной (в том числе и нулевой) длины:

Будем говорить, что две системы векторов эквивалентны, если от одной системы можно перейти к другой с помощью конечной последовательности перечисленных выше операций.

Требуется получить любую систему векторов, эквивалентную заданной, состоящую из как можно меньшего числа векторов.

Входные данные
В первой строке записано число N – количество заданных векторов (1 < N ≤ 1000). В каждой из следующих N строк через пробел записаны четыре числа, обозначающие координаты начала и конца каждого из векторов соответственно. Все координаты – целые числа, по модулю не превосходящие 1000.

Выходные данные
В первой строке следует записать число M – количество векторов в полученной системе (1 ≤ M ≤ N). В каждой из следующих M строк через пробел должны находиться четыре числа, обозначающие координаты начала и конца каждого из векторов соответственно. Все координаты – вещественные числа, записанные с 6 цифрами после точки.

Фен шуй – это древняя китайская практика размещения предметов в пространстве для достижения гармонии. В ней говорится, что пол не должен быть пустым, поэтому Фил разместил на полу два одинаковых круглых ковра (по фен шуй надо избегать прямых линий и острых углов).

К сожалению, ими нельзя покрыть пол комнаты полностью, так как она имеет форму выпуклого многоугольника. Фил хочет минимизировать непокрытую часть пола, располагая ковры оптимальным образом.

Помогите ему расположить два ковра в комнате так, чтобы общая покрытая площадь была максимальна. Ковры можно накладывать друг на друга, но их нельзя загибать и резать.



Входные данные
Первая строка входных данных содержит два целых числа n и r — число углов в комнате (3 ≤ n ≤ 100) и радиус ковров (1 ≤ r ≤ 1000, оба ковра имею один и тот же радиус). Следующие n строк содержат по два числа x_i и y_i — координаты i-го угла  \((–1000 \le x_i; y_i \le 1000)\) . Углы описаны в порядке обхода комнаты по часовой стрелке. Координаты углов различны и соседние стены не коллинеарны.

Выходные данные
Выведите   \(x_1, y_1, x_2, y_2\), где(\(x_1, y_1\)) и (\(x_2, y_2\)) обозначаю центры ковров. Координаты должны иметь точность не менее 4 цифр после точки. Выведите любое оптимальное расположение. Входные данные гарантируют, что решение существует (Фил не стал бы покупать ковер, который не помещается в комнату).

В саду Бена расположено n ульев. Некоторые из них соединены друг с другом или с домом Бена прямыми дорожками. Бен гуляет только по дорожкам, переходя с одной на другую только возле очередного улья. Ни дом Бена, ни какой-либо улей не расположены на дорожке, соединяющей другие два улья. Дорожки организованы таким образом, что Бен может дойти от дома до любого улья только единственным способом.

Каждую неделю Бен делает обход ульев. Он начинает от своего дома и идет по дорожкам, посещая каждый улей по крайней мере один раз, минимизируя при этом общий путь. Сын Бена решил помочь своему стареющему отцу и проложить еще одну прямую дорожку между двумя ульями, так чтобы путь Бена от дома через все ульи с возвращением к дому стал как можно короче. Она, как и старые дорожки, проходить мимо дома или другого улья не должна.

Входные данные
На вход сначала подается число n — количество ульев (1≤n≤200).

Введем координаты так, что дом Бена будет располагаться в точке (0, 0). В следующих n строках входных данных записаны координаты ульев в саду Бена. Они не превосходят 10000 по абсолютному значению. Никакие два улья не совпадают, и нет ульев, расположенных в точке (0, 0). Будем считать, что они пронумерованы от 1 до n.
Следующие n строк описывают дорожки — каждая дорожка описывается номерами объектов, которые она соединяет. Дом Бена имеет номер 0.

Выходные данные
Выведите два числа — номера объектов, которые надо соединить дополнительной дорожкой. Если требуемой прямой дорожки, сокращающей общий путь Бена не существует, то выведите –1.

Дано N точек на плоскости, их надо покрасить в черный и белый цвета.

При этом должны присутствовать точки обоих цветов и должна существовать прямая, по одну сторону от которой все точки черные, по другую белые.

Требуется посчитать количество раскрасок, удовлетворяющих этим условиям.

Входные данные
В первой строке задано число 2≤N≤300. В следующих N строках заданы координаты точек.

Выходные данные
Выведите единственное число - количество различных раскрасок.

Есть замок — точка (0,0). Замок окружен несколькими непересекающимися заборами, каждый представляет из себя выпуклый многоугольник.

Есть также М  захватчиков, известны их координаты. Захватчики не умеют перелезать через заборы. Захватчика будем считать опасным, если он находится внутри внешнего забора. Требуется вычислить суммарную площадь области, куда опасные захватчики могут добраться без пересечения заборов.

Если захватчик находится на границе забора, то считается, что он может добраться до той части, которая находится внутри, и не может добраться до той, которая снаружи.

Входные данные
8 первой строке задано число N (1≤N≤100000). Далее следуют описания N заборов. Каждое описание начинается с числа K, далее следуют К строк, содержащих по два числа X и Y — координаты вершин (0≤X,Y≤2⋅10⁶). Вершины каждого многоугольника перечисляются в порядке обхода против часовой стрелки. Гарантируется, что точка (0,0) лежит внутри каждого забора.

Далее следует число M (0≤M≤100000) — количество захватчиков. В следующих М строках заданы координаты захватчиков.

Суммарное число вершин во всех многоугольниках не превосходит 100000.

Все вводимые числа являются целыми.

Выходные данные
Выведите единственное число — общую захваченную площадь с шестью знаками после десятичной точки.

Джо - электрик-ковбой. Как у всех ковбоев у него есть лассо, как всем электрикам ему иногда приходиться залезать на столбы, и как все он ленив.

Вот и сейчас ему поручили проверить два стоящих на расстоянии d друг от друга столба высоты h₁ и h₂ соответственно. Чтобы убедиться, что все хорошо, Джо должен побывать на вершинах обоих столбов.

Электрик-ковбой посещает столбы следующим образом: сначала он выбирает один из столбов и просто взбирается на него. Выполнив все работы на вершине, он спускается по этому столбу на некоторую высоту (возможно до самой земли), достает свое лассо и цепляется им за некоторую точку второго столба (это может быть произвольная точка). После этого Джо прыгает и двигается вниз по дуге окружности с центром в точке, за которую зацепилось лассо, пока не достигнет либо другого столба, либо земли.

При этом если от начальной позиции электрика до конца его полета высота изменяется более чем на l, то ковбой набирает слишком большую скорость, больно ударяется и попадает в больницу, так и не выполнив работу. Поэтому Джо всегда аккуратно выбирает параметры прыжка.

Если в результате прыжка Джо оказался на земле, он подходит к другому столбу и взбирается на него. Если же Джо оказался на столбе, то он взбирается на вершину из той точки, в которой он оказался.



Джо просит вас помочь ему выполнить работу, сообщив какое минимальное расстояние ему придется лезть вверх по столбам.

Входные данные
Входной файл содержит четыре положительных целых числа: d, h₁, h₂ и l - расстояние между столбами, высоту первого и второго столбов и максимальный допустимый перепад высот при прыжке, соответственно. Все числа во входном файле не превышают 10⁶.

Выходные данные
Выведите ответ с максимальной возможной точностью. Ответ будет проверяться с точностью до 10⁻⁵.

На плоскости живут N бактерий, они находятся в точках с целочисленными координатами. Каждый день бактерии размножаются "делением пополам": берутся все возможные пары бактерий и на середине отрезка их соединяющего рождается новая бактерия. Все старые бактерии при этом умирают. Определить первый день, когда найдутся две бактерии, которые родятся в одном и том же месте или сообщите, что этого никогда не произойдет.

Входные данные
Первая строка входных данных содержит число бактерий N (1 ≤ N ≤ 500). Каждая из следующих N строк содержит 2 целых числа x_i, y_i – координаты i-й бактерии (−10⁹ ≤ x_i, y_i ≤ 10⁹). Никакие 2 бактерии не располагаются в одной точке.

Выходные данные
Выведите 0, если 2 бактерии никогда не родятся в одном месте. В противном случае выведите минимальное количество дней, через которое это случится.

Поверхность Земли в горной местности можно представить в виде ломаной линии. Вершины ломаной расположены в точках (x₁, y₁), (x₂, y₂),…,(x_N, y_N), при этом x_i<x_i+1.

Обычный горный маг находится в точке (x₁, y₁) и хочет попасть в точку (x_N, y_N). При этом он может перемещаться только пешком. Он может ходить по поверхности Земли (т.е. вдоль ломаной). А может сотворить в воздухе мост и пройти по нему. Мост может соединять две вершины ломаной: мост не может начинаться и заканчиваться не в вершине ломаной, и мост не может проходить под землей (в том числе не может быть туннелем в горе), но мост может каким-то своим участком проходить по поверхности земли. Длина моста не может быть больше R. Суммарно маг может построить не более K мостов.

Какое наименьшее расстояние придется пройти магу, чтобы оказаться в точке (x_N, y_N).

Входные данные
Вводится сначала натуральное число N (2≤N≤100). Затем водится натуральное число K (1≤K≤100) — максимальное количество мостов. Далее вводится целое число R (0≤R≤10000) — максимальная возможная длина моста. Далее вводятся координаты (x₁, y₁), (x₂, y₂),…,(x_N, y_N). Все координаты – целые числа, не превышающие по модулю 10000, для всех i от 1 до N–1: x_i<x_i+1.

Выходные данные
Выведите одно число — минимальную длину пути, которую придется пройти магу (как по земле, так и по мостам). Ответ выведите не менее чем с 5 цифрами после десятичной точки.

На плоскости отмечено несколько точек. Требуется определить, можно ли нарисовать треугольник с вершинами в трех из этих точек, внутри которого не будет других отмеченных точек.

Входные данные
Сначала вводится натуральное число N, не превосходящее 100 – количество точек. Далее вводится N пар координат этих точек – целые числа, не превосходяшие 1000.

Выходные данные
Вывести слово YES (заглавными латинскими буквами), если такой треугольник нарисовать можно и NO в противном случае.

N вражеских кораблей движутся прямолинейно с постоянными скоростями. Вакуумная бомба уничтожает все объекты в радиусе R от точки взрыва (то есть все объекты, расстояние от которых до точки взрыва не больше R). Взрывать бомбу можно только в целые моменты времени.

Требуется определить, за какое наименьшее количество взрывов можно уничтожить все корабли, а также в какие моменты времени и в каких точках для этого следует произвести взрывы. Время отсчитывается от момента, когда координаты движущихся кораблей были определены со спутника.

Входные данные
В первой строке входных данных задаются целые числа N (2 <= N <= 10) и R (0 < R ≤ 50. В следующих Nстроках  содержится по 4 числа, описывающих движение кораблей. Первые два числа строки – координаты корабля в момент времени 0, по модулю не превосходящие 10⁵. Следующие два числа – значения координат вектора скорости, по модулю не превосходящие 1000. Все эти числа целые.

Гарантируется, что никакие 2 корабля не имеют одинаковые векторы скорости.Однако вполне возможно, что в какой-то момент времени два корабля пройдут через одну точку.

Выходные данные
В первой строке выведите одно число – минимальное количество взрывов K. В следующих K строках для каждого взрыва выведите по три числа: целое время взрыва и вещественные координаты взрыва, указанные с точностью не менее трех значащих цифр после точки. Разрешается производить взрывы как в разные, так и в один и тот же момент времени. Разрешается взрывы производить как в различных точках, так и в одной точке в разные моменты времени.

Если решений несколько, выведите любое из них.

Даны длины трёх отрезков. Если возможно, требуется построить треугольник, в котором один из этих отрезков был бы высотой, один - биссектрисой и один - медианой; все построенные из одной вершины.

Ограничения: длина каждого из трёх отрезков от 0.01 до 100, точность результата должна быть 0.001.

Входные данные
Вводятся три положительных числа, разделённых пробелами, - длины отрезков.

Выходные данные
Выводится одно число - площадь треугольника. Если треугольник нельзя построить, вывести -1. Если может быть построено несколько треугольников с разными площадями, вывести 0.

Рассматриваемые пирамиды имеют треугольник в основании, то есть являются тетраэдрами. Требуется по заданным длинам рёбер пирамиды найти её объём.

Ограничения: длины рёбер - целые положительные числа, не превосходящие 1000.

Входные данные

В первой строке находятся 6 чисел через пробел - длины рёбер пирамиды ABCD. Порядок рёбер: AB, AC, AD, BC, BD, CD.

Выходные данные

Вывести одно вещественное число с четырьмя знаками после запятой - объём пирамиды.

По координатам вершин многоугольника требуется найти координаты его центра тяжести. Стороны многоугольника друг с другом не соприкасаются (за исключением соседних - в вершинах) и не пересекаются. Площадь многоугольника не равна нулю.

Ограничения: число вершин 3 <= N <= 100 000, координаты вершин в декартовой системе координат целые и по модулю не превосходят 20 000.

Входные данные
В первой строке находится число N, в следующих N строках - пары чисел - координаты точек. Если соединить точки в данном порядке, а также соединить первую и последнюю точки, получится заданный многоугольник.

Выходные данные
Вывести два числа с двумя знаками после запятой - координаты центра тяжести.

Многоугольник на плоскости задан целочисленными координатами своих N вершин в декартовой системе координат. Требуется найти число точек с целочисленными координатами, лежащих внутри многоугольника (не на границе). Стороны многоугольника друг с другом не соприкасаются (за исключением соседних - в вершинах) и не пересекаются.

Ограничения: 3 <= N <= 10 000, координаты вершин целые и по модулю не превосходят 1 000 000.

Входные данные
В первой строке находится число N, в следующих N строках - пары чисел - координаты точек. Если соединить точки в данном порядке, а также соединить первую и последнюю точки, получится заданный многоугольник.

Выходные данные
Вывести одно число - искомое количество точек.

Два круга заданы координатами центров в прямоугольной декартовой системе координат и радиусами. Найти площадь их пересечения.

Ограничения: во входных данных числа вещественные и по модулю не превосходят 1000.

Входные данные
В первой строке находятся шесть вещественных чисел через пробел - координаты центров и радиусы двух кругов: x₁, y₁, r₁, x₂, y₂, r₂.

Выходные данные
Вывести одно вещественное число с двумя знаками после запятой - площадь пересечения кругов.

Дано N прямоугольников со сторонами, параллельными осям координат. Требуется определить, на сколько частей эти прямоугольники разбивают плоскость (внутри частей не должно быть границ прямоугольников).

Входные данные
В первой строке содержится число прямоугольников N. Далее идут N строк, содержащих по 4 числа x₁, y₁, x₂, y₂ - координаты двух противоположных углов прямоугольника.

Ограничения: 1 <= N <= 100, координаты представляют собой целые числа и по абсолютной величине не превосходят 10 000.

Выходные данные
Вывести одно число - количество частей, на которые разбивается плоскость.

Дана карта рек некоторого континента. Каждая река показана как ломаная линия, которая начинается у истока реки и заканчивается или в точке, где река впадает в другую, или устьем реки. Вершины ломаной - или точки поворота реки, или точки впадения притоков.

Будем рассматривать бассейн реки как выпуклый многоугольник минимальной площади, который содержит реку и все её притоки.

Примечание. Согласно этому определению бассейна реки, одна и та же территория может принадлежать бассейнам различных рек.

Пример. Показан континент с тремя реками. Координаты рек и площади бассейнов даны в таблице.


 

Название реки	x	y	Площадь бассейна реки без притоков
река 1	6	9	12,5
	5	11
	3	12
	2	10
	1	7
река 2	7	9	1,5
	5	7
	5	5,5
река 3	3	10	9,5
	5	8
	4	6
	5	5,5
	6	5
	3	5

Требуется найти максимальную площадь бассейна реки, расположенной на данном континенте.

Входные данные
Первая строка содержит число рек N. В следующих строках файла содержится N блоков, описывающих реки.

Каждый блок номер i состоит:

из одной строки с k_i - числом вершин ломаной, представляющей реку;
ki строк, содержащих пары вещественных чисел x_j и y_j (1 <= j <= k_i), разделённых пробелом, - координаты точек, описывающих реку.
Ограничения: 1 <= N <= 10, сумма k_i <= 1000, -1000 <= x_j, y_j <= 1000.

Выходные данные
Вывести одно число - площадь наибольшего бассейна реки с двумя знаками после запятой.

На поверхности планеты, являющейся шаром радиусом R, заданы две точки своими широтой и долготой. Найти минимальную длину пути по поверхности этой планеты из одной точки в другую.

Входные данные
В первой строке находится число R, во второй строке заданы широта и долгота первой точки, в третьей строке - широта и долгота второй точки. Широта в градусах от -90 до 90, долгота в градусах от -180 до 180, 100 <= R <= 10 000, все числа вещественные.

Выходные данные
Вывести длину пути с двумя знаками после запятой.

В прямоугольной декартовой системе координат прямая задана двумя принадлежащими ей точками (0, W) и (100N, E). Также заданы N2 квадратов со сторонами, параллельными осям координат. Квадрат S_i, j имеет координаты углов (100i, 100j) и (100i - 100, 100j - 100), i, j = 1, 2, ..., N. Требуется найти количество квадратов, имеющих общую точку с прямой.

Входные данные
В первой строке находятся три целых числа, N, W и E, разделённых пробелами. 1 <= N <= 100, 0 <= W, E <= 100N, все числа целые.

Выходные данные
Вывести одно число - количество квадратов.