#P4490. [CTSC2009] 魔幻花园

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[CTSC2009] 魔幻花园

题目描述

魔法师栋栋有一个美丽的魔幻花园,在花园里,栋栋种满各式各样的魔幻植物,花园里一年四季都开满着姹紫嫣红的鲜花。栋栋的朋友们都特别喜欢来花园里玩。

花园的浇灌系统是由栋栋特别设计的,栋栋用魔法在花园上空变出了nn个喷头,这些喷头都连接着附近的圣水河。浇灌的时候,所有的喷头一起喷出一道道水流,水流在空中划出一道道美丽的弧线,最终正好浇灌到n棵最缺水的魔幻植物上。

喷头

栋栋把每个喷头都设在同一水平高度hh。所有的喷头都是水平放置的,当水流从喷头喷出时,只有水平的速度(每个喷头的水平速度不一定相同)。魔幻花园里没有风,空气阻力可以忽略。所以在重力的影响下(魔幻花园的重力加速度为gg),水流的轨迹是一条完美的抛物线。空间上的任意点都最多被三个喷头喷到,两条水流相交不会影响各自的轨迹。

近些年来魔幻花园附近新建了许多工厂,圣水河受到了污染,栋栋不想受污染的水影响到他的花园,所以他要使用魔法先净化一下浇灌的水。栋栋的魔法只能净化从喷头喷出来的水,他可以施魔法在空中的一个水平面形成一个凸多边形的滤水层,所有通过滤水层的水都会被净化,施这个魔法需要的能量和滤水层的面积成正比,每平方米滤水层需要11单位的魔法能量。栋栋想净化所有的水,他最少需要多少能量呢?

为了更好的描述问题,栋栋在花园建立起了一个三维的直角坐标系,以花园的西北角为坐标轴的原点,从原点向东是xx轴的正方向,向南是yy轴的正方向,向上是zz轴的正方向。这样第ii个喷头的位置可以用(xi,yi,h)(x_i,y_i,h)来表示,而第jj棵魔幻植物的位置可以用(xj,yj,0)(x_j',y_j',0)来表示。

输入格式

输入文件garden.in第一行为两个实数h,gh, g,表示喷头的高度和魔幻花园的重力加速度。第二行为整数nn,表示有多少个喷头。

接下来nn行,每行四个整数xi,yi,xi,yix_i, y_i, x_i', y_i',整数间使用一个空格分隔。表示第i个喷头的坐标是(xi,yi,h)(x_i, y_i, h),它喷出的水正好浇灌到了(xi,yi,0)(x_i', y_i', 0)位置的魔幻植物上。

输出格式

输出文件garden.out仅有一个实数,表示栋栋最少需要的能量,至少精确到小数点后3位。

36 2 
3 
99 100 105 100 
101 100 95 100 
100 99 100 105
0.000
10 9.8 
3 
0 0 0 0 
1 0 100 0 
0 50 0 1
25.0000

提示

【样例说明1】

在高度为3535的地方施魔法,此时所有的水流正好汇合到(100,100,35)(100, 100, 35)这点,所以需要的能量为00

【样例说明2】

在高度为1010的地方(即喷头处)施魔法,魔法形成一个直角三角形,三个点的坐标分别为:(0,0,10),(1,0,10),(0,50,10)(0,0,10), (1,0,10), (0,50,10),面积为25.00025.000,所以需要的魔法能量也为25.00025.000

【评分标准】

对于每个测试点,如果你的答案与标准答案的差不超过0.0010.001,则得到该测试点的全部分数;如果你的答案与标准答案的差超过0.0010.001但不超过0.0020.002,则得到50%的分数;否则得0分。

【数据规模】

对于20%的数据,1n101 \leq n \leq 10

对于50%的数据,1n501 \leq n \leq 50

对于100%的数据,1n1001 \leq n \leq 100

0<h10000.00 < h \leq 10000.0

0<g100.00 < g \leq 100.0

0xi,yi,xi,yi10000 \leq x_i, y_i, x_i', y_i' \leq 1000

【提示】

水从喷头喷出到地面的过程可以看成一个平抛运动。平抛运动可以分解为向 水平方向和竖直方向的两个分运动:

L=(xixi)2+(yiyi)2L = (x_i - x_i')^2 + (y_i - y_i')^2,则

初始速度v0=Lg2hv_0 = \sqrt{\frac{Lg}{2h}}

tt时刻的水平分速度:v(t)=v0v_{\text{平}}(t) = v_0

tt时刻的竖直分速度:v(t)=gtv_{\text{竖}}(t) = gt

tt时刻的速度:$v(t) = \sqrt{v_{\text{平}}^2(t) + v_{\text{竖}}^2(t)}$