UVa 10566 Crossed Ladders 平面几何结论,二分答案

本文探讨了一种通过平面几何原理解决特定数学问题的方法,并介绍了如何运用二分搜索技巧来求解此类问题。具体而言,文章解释了在给定条件下,如何利用相似三角形的性质,通过代数表达式来描述变量间的关系,进而采用二分搜索法找到问题的解。通过实例演示,读者可以理解如何将抽象的几何概念转化为实际的计算步骤,实现高效问题求解。

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首先有一个平面几何结论,那就是在如下图中


始终有1/a+1/b=1/c ;  用相似三角形的知识很容易证明。

然后设?=t  。 那么a=sqrt(x*x-t*t), b=sqrt(y*y-t*t);

方程列出来了。

我们不需要直接解方程,把左边看做是t的函数,它单增的,我们可以二分答案。

代码:

#include<iostream>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<cstdio>
using namespace std;

int main()
{
    double x,y,c;
    while(cin>>x>>y>>c)
    {
       
        double l=0,r=min(x,y);
        
        double mid=l+(r-l)/2;
        
        while(r-l>1e-5)
        {
            mid=l+(r-l)/2;
            
            if(1/sqrt(x*x-mid*mid)+1/sqrt(y*y-mid*mid)>1/c)  r=mid;
            else l=mid;
        }
        
        printf("%.3lf\n",mid);
        
    }
}


<think>好的,用户想了解如何在C++中实现或操作平面,特别是添加平面几何图形。首先,我需要回忆相关的C++库和方法。之前看到的引用中提到了OpenCASCADE,它是一个几何建模的库,可能有用。用户提到的引用[2]里提到了插值算法和几何工具,这可能与平面操作相关。 首先,平面在几何中通常由方程Ax + By + Cz + D = 0表示,或者用点法式。在C++中实现平面,可能需要定义一个结构体或类来存储平面的参数。如果是简单的表示,可以自己写一个类,包含四个系数A、B、C、D,并提供一些方法,比如计算点到平面的距离。 不过用户可能更倾向于使用现有的库,比如OpenCASCADE,这样可以更高效地进行几何操作。引用[2]提到OpenCASCADE的Modeling Algorithms模块,里面可能有创建平面的方法。比如,gp_Pln类可以用来定义平面,可能通过点法式或者三个点来创建。 接下来,考虑如何添加平面几何图形。在OpenCASCADE中,可能需要生成平面的可视化表示,比如将其转化为一个有限大小的面,然后渲染出来。可能涉及到创建几何对象,再添加到场景或模型中。用户可能需要具体的代码示例,比如如何用gp_Pln创建平面,然后生成网格或面片。 另外,用户的问题可能涉及平面与其他几何体的交互,比如求交线或投影。这时候需要用到布尔运算或几何查询功能。引用[1]中的Patchwork++可能也涉及平面分割,但可能更多是关于点云处理,不过地面分割通常涉及平面拟合,这可能与平面创建有关联。 需要确保回答中涵盖两种方法:一种是基础的自定义平面实现,另一种是使用OpenCASCADE库的方法。同时,提供代码示例会更清晰,比如如何定义平面类,以及如何使用OpenCASCADE的API创建平面。 可能需要注意用户是否有OpenCASCADE的环境配置经验,但假设用户已经了解,所以直接给出代码片段即可。同时,要提到性能优化,比如在大量平面操作时需要注意内存管理和算法效率。 最后,生成相关问题时要围绕平面操作,比如如何计算交线、平面拟合、可视化优化等。确保问题与用户的需求相关,帮助他们深入理解平面在C++中的应用。</think>在C++中实现平面几何图形的添加与操作,主要有基础数学建模和几何库应用两种方式。以下是具体实现方法及示例: ### 一、基础数学建模方法 平面方程的标准形式为: $$Ax + By + Cz + D = 0$$ 可通过点法式定义平面: $$\vec{n} \cdot (P - P_0) = 0$$ 其中$\vec{n}$为法向量,$P_0$为平面上已知点 ```cpp struct Plane { double A, B, C, D; // 平面方程系数 // 通过点法式构造平面 Plane(const Point3D& p, const Vector3D& normal) { A = normal.x; B = normal.y; C = normal.z; D = -(A*p.x + B*p.y + C*p.z); } double distanceToPoint(const Point3D& pt) const { return std::abs(A*pt.x + B*pt.y + C*pt.z + D) / std::sqrt(A*A + B*B + C*C); } }; ``` ### 二、使用OpenCASCADE几何库 OpenCASCADE的Modeling Algorithms模块提供专业几何处理工具[^2]: ```cpp #include <gp_Pln.hxx> #include <Geom_Plane.hxx> // 创建平面方法1:点+法向量 gp_Pln CreatePlaneByNormal(const gp_Pnt& point, const gp_Dir& normal) { return gp_Pln(point, normal); } // 创建平面方法2:三点确定平面 gp_Pln CreatePlaneBy3Points(const gp_Pnt& p1, const gp_Pnt& p2, const gp_Pnt& p3) { gp_Vec v1(p1, p2); gp_Vec v2(p1, p3); gp_Vec normal = v1.Crossed(v2); return gp_Pln(p1, gp_Dir(normal)); } // 生成平面几何体显示数据 Handle(Geom_Plane) visualPlane = new Geom_Plane(CreatePlaneByNormal(...)); ``` ### 三、性能优化建议 1. 法向量计算时使用单位化向量 2. 频繁调用距离计算时预存分母值 3. 使用空间索引加速平面查询操作 4. 采用SIMD指令优化矩阵运算
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