hihoCoder #1142 : 三分求极值

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描述

这一次我们就简单一点了,题目在此:

在直角坐标系中有一条抛物线y=ax^2+bx+c和一个点P(x,y),求点P到抛物线的最短距离d。输入

第1行:5个整数a,b,c,x,y。前三个数构成抛物线的参数,后两个数x,y表示P点坐标。-200≤a,b,c,x,y≤200

输出

第1行:1个实数d,保留3位小数(四舍五入)

样例输入2 8 2 -2 6样例输出2.437【思路】

二分法作为分治中最常见的方法,适用于单调函数,逼近求解某点的值。但当函数是凸形函数时,二分法就无法适用,这时就需要用到三分法。从三分法的名字中我们可以猜到,三分法是对于需要逼近的区间做三等分:

我们发现lm这个点比rm要低,那么我们要找的最小点一定在[left,rm]之间。如果最低点在[rm,right]之间,就会出现在rm左右都有比他低的点,,这显然是不可能的。 同理,当rm比lm低时,最低点一定在[lm,right]的区间内。利用这个性质,我们就可以在缩小区间的同时向目标点逼近,从而得到极值。接下来我们回到题目上,抛物线和点之间的距离可以简单的用直线公式计算:即d = min{sqrt((X – x)^2+(aX^2+bX+c-y)^2)}该公式展开后为4次,需要采用求导等方法来求极值。对于计算机编程来说是很麻烦的一件事。

代码:

#include <bits/stdc++.h>using namespace std;const double MIN=-1e3;const double MAX=1e3;const double eps=1e-6;double a,b,c,x,y;double Calc(double X){return sqrt((X-x)*(X-x)+(a*X*X+b*X+c-y)*(a*X*X+b*X+c-y));}void solve(){double left=MIN,right=MAX;double mid,midmid;double mid_value,midmid_value;while(left+eps<right){mid=(left+right)/2;midmid=(mid+right)/2;mid_value=Calc(mid);midmid_value=Calc(midmid);if(mid_value<=midmid_value) right=midmid;else left=mid;}printf("%.3f\n",Calc(left));}int main(){scanf("%lf%lf%lf%lf%lf",&a,&b,&c,&x,&y);solve();}

就是去做你害怕的事,直到你获得成功的经验。

hihoCoder #1142 : 三分求极值

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