uva 10790 - How Many Points of Intersection?

http://uva.onlinejudge.org/index.php?option=com_onlinejudge&Itemid=8&category=99&page=show_problem&problem=1731 

   这是一个数学题,比较有意思。题意大致是:有2条平行的直线,第一条上面有m个点,第二条上面有n个点。那么连接这写点能产生m*n
条直线(不包括和原来的执行平行的直线)。问这m*n直线最多有多少个内交点(意思是不属于原来m,n个点的交点)...
   
   想来想去,推理了1个多小时才出来正式结果。感觉比较有意思,写篇博文记录下。我先是从反面排除,想了试了好久到最后还是发现无法
排除干净。。。最后只能从正面开始求证了。我这样定义一条执行(i,j),其中i代表在第一条直线中的端点,j代表在第二条直线中的端点。
显然1 <= i <= m,而且1 <= j <= n。
   现在的话只要求出和直线(i,j)相加的直线有多少条,然后对i,j进行累加求和。再对和除以2就能得到答案了。
   那么有多少条直线能和直线(i,j)相交了。很显然,和(i,j)相交的直线的端点必须在其两侧。意思是在第一条直线中的端点范围为
[1,  i - 1],在第二条直线中的端点范围为[j + 1, n],总结(i - 1) * (n - j) 条直线。但是还有第二种情况,在第一条直线中的端点范围
为[i + 1, m], 在第二条直线中的端点范围为[1,  j - 1],总结(m - i) * (j - 1) 条直线。
   总计sum = i * n + i - m -n + j (m - 2 * i + 1) 条直线。
   再求Σsum(j从1到n)得到和式(m*n*n - m*n - n*n + n) / 2,再对这个式子进行i从1到m的累加。因为没有i了,其效果就是乘以m。
然后最终的和除以2,所以最后的表达式是(m*m*n*n - m*m*n - m*n*n + m*n) / 4。这个式子显然是关于m,n对称的。
这一点也可以验证这个式子的正确性。


程序写起来就很简单了,代码如下:
#include <iostream> 
using namespace std;

int main()
{
    long long m, n;
    int nCases = 0;
    
    while (cin >> m >> n, m + n != 0)
    {
        long long a = m * m;
        long long b = n * n;
        cout << "Case " << ++nCases << ": "
        << (a * b - a * n - b * m + m * n) / 4 << endl;
    }
    
    return 0;
}

posted on 2012-04-12 20:44 yx 阅读(815) 评论(2)  编辑 收藏 引用 所属分类: 数学题

评论

# re: uva 10790 - How Many Points of Intersection? 2012-04-16 12:52 远行

呵呵,想了好久才想到的,不过想这些东西确实比较有意思@bigeast
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