Hihocoder 1142 三分

描述
这一次我们就简单一点了,题目在此:
在这里插入图片描述

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。

提示:三分法
在之前的几周中我们了解到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:
在这里插入图片描述

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+(aX2+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。

进一步观察题目,我们可以发现根据带入的X值不同,d的长度恰好满足凸形函数。
而我们要求的最短距离d,正好就是这个凸形函数的极值。
那么三分法不就正好可以用来解决这道题目了么?

需要注意在解题过程中一定要想清楚如何划分区间,我们求的各个变量到底是什么含义。
另外,这道题还有一个小小的trick,在解决的时候请一定要小心。

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)

Sample Input
2 8 2 -2 6
Sample Output
2.437

三分的模版题,需要注意的是三分的过程,并不像二分之间两端点相加除以二,而是利用temp来确定三分的点。
在选择二分还是三分的时候,一般来说二分针对的是单调函数,三分针对的是双调函数。在算法竞赛中,三分常见于计算几何一类题目,比如求点到椭圆的最近距离,就可以通过三分一次次地逼近。

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AC代码:

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<math.h>
using namespace std;
int a,b,c,X,Y;
double dis(double x)
{
	return sqrt(pow((x-X), 2) + pow((a*x*x+b*x+c-Y), 2));
}
int main()
{
	cin>>a>>b>>c>>X>>Y;
	double left,right,ll,rr;
	left=-200;
	right=200;
	while(right-left>=0.001)
	{
		double temp=(right-left)/3;
		ll=left+temp;
		rr=right-temp;
		if(dis(ll)<dis(rr))
			right=rr;
		else
			left=ll;
	}
	printf("%.3lf\n", dis(ll));
	return 0;
}

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