Description
有一天TMK在做一个飞艇环游世界,突然他发现有一个气球匀速沿直线飘过,tmk想起了他飞艇上有一把弓,他打算拿弓去射气球,为了提高射击的准确性,他首先在飞艇上找到一个离气球最近的一个点,然后射击(即使气球在飞船的正上方),现在求某些时刻飞艇上的点和气球的距离最小是多少(这个最小距离我们简称为飞艇到气球的距离)。
Input
第一行一个整数T(T<=20),表示有T组测试数据
每组测试数据,有两行。
第一行有5个整数,h,x1,y1,x2,y2,其中h表示飞船的高度,飞船可抽象为一个线段,(x1,y1)(x2,y2)分别是这个线段的端点(有可能会有(x1,y1)(x2,y2)重合的情况)
第二行有6个整数,x,y,z,X,Y,Z分别表示气球的在第0秒的时候的横坐标,纵坐标,高度,一秒时间气球横坐标的变化量,一秒时间气球纵坐标的变化量,一秒时间气球高度的变化量(如果现在气球在(x0,y0,z0)下一秒坐标就为(x0+X,y0+Y,z0+Z))
第三行1个整数n,表示询问组数
接下来的n行,每行一个整数,表示询问的秒数t
题目涉及的整数除了T以外,范围均为[0,1000]
Output
每组询问输出n行,每行输出一个数,表示在t秒的时候飞艇与气球的距离最小是多少,保留两位小数
Sample Input
11 1 1 2 20 0 0 4 4 4 203
Sample Output
1.7317.92
分析:
首先了解一下这道题的思路吧,我没问你要解决的就是求三维空间中的一点到一条直线的距离,我们为你假设空间直线为:Ax+By+Cz+D=0,空间点的坐标为(x1,y1,z1),那么点到直线的距离公式就是abs( Ax1+By1+Cz1+D)/sqrt(AA+BB+CC));
但是我们也知道这条空间直线是平行于x-0-y平面的,我们可以根据映射吧这条直线和点都映射到x-o-y平面里,求出在二维空间中的点线距离,与点线在三位空间中的z轴上的差距构成直角三角形,其斜边几位所求。
还需要注意道德一点就是,我们上面所说的都是点到直线的最短距离可以根据距离公式来求出,但是飞船的位置是抽象为一条线段,如果这个点在直线的正上方的话,这个距离无疑是最短的,但是如果没有在正上方,就要取点到线段两个端点距离中的较小值。
现在我们就要判断这个点到底有没有在这条线段的正上方,应用到三角形求余弦值的公式,如果求得的余弦值为负,该角就是一个钝角,肯定没有在正上方。
上面都是说线段的斜率存在的情况,也有可能线段的斜率压根不存在,这样的话也是要考虑点在不在线正上方,在的话就是横坐标的差值,不再的话还是点到线段两个端点距离的较小值。
代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
int n;
double h1,x1,y1,x2,y2; ///飞船
double x3,y3,z3,X,Y,Z;///气球
int m,t; ///询问次数,每次的时间
scanf("%d",&n);
while(n--)
{
scanf("%lf%lf%lf%lf%lf",&h1,&x1,&y1,&x2,&y2);///飞船的相关信息
scanf("%lf%lf%lf%lf%lf%lf",&x3,&y3,&z3,&X,&Y,&Z);///气球的相关信息
double c;
c=sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2));///抽象为飞船的两个端点间的距离,即飞船的长度
scanf("%d",&m);
while(m--)
{
scanf("%d",&t);
int x=x3+X*t; ///气球t秒的坐标
int y=y3+Y*t;
int z=z3+Z*t;
double b,a;
double s;
double k,C;
b=sqrt((x-x2)*(x-x2)+(y-y2)*(y-y2));///气球的当前位置与飞船的左端点之间的距离
a=sqrt((x1-x)*(x1-x)+(y1-y)*(y1-y));///起球的当前位置与飞船的右端点之间的距离
if(x2==x1)///即飞船这条线段斜率不存在的时候
{
if(y>=y1&&y<=y2)///如果当前气球的位置在这条直线的上方
s=x-x1;///距离就是横坐标的差值
else
s=min(a,b);
//printf("%lf\n",s);
}
else
{
k=(y2-y1)/(x2-x1);///飞船所在的直线的斜率
C=y1-k*x1;///飞船所在的直线的截距
double d=abs((k*x-y+C)/sqrt(k*k+1));///根据点到直线的距离公式,求得当前气球到直线的垂距
if(a*a+c*c<b*b||c*c+b*b<a*a)///应用三角形的余弦公式,得到这样的话相当于气球与飞船构成一个钝角三角形
s=min(a,b);
else
s=d;
}
printf("%.2lf\n",sqrt(s*s+(z-h1)*(z-h1)));
}
}
}