4

Задача состоит в том, чтобы написать программу, определяющую положение двух точек на плоскости, иначе говоря, их координаты.

Имеется система из трёх отрезков (т.н. кошачья нога), концы первого и третьего из которых совпадают с концами второго. Схематически (без учёта углов) можно представить это так: (A)------(B)------(C)------(D) (отрезки, соответственно, - AB, BC и CD). На вход программы поступает длина этих отрезков и координаты точек A и D. При этом известно, что угол ABC (т.е. образуемый отрезками AB и BC) соотносится с углом BCD как c (этот параметр также подаётся в программу). Необходимо найти точки B и C.

Помогите, пожалуйста, составить эту программу.

Добавление.

Система уравнений получается такая:

( x(A) - x(B) ) ^ 2 + ( y(A) - y(B) ) ^ 2 = |AB| ^ 2 ;
( x(D) - x(C) ) ^ 2 + ( y(D) - y(C) ) ^ 2 = |CD| ^ 2 ;
( x(B) - x(C) ) ^ 2 + ( y(B) - y(C) ) ^ 2 = |BC| ^ 2 ;
β = c * γ .

Тут x(T) - координата x точки T; y(T) - соответственно, y; |OT| - расстояние между точками O и T (длина отрезка OT); β - угол ABC, γ - BCD, c - задаваемая постоянная.

13
  • а) математические формулы для решения задачи предлагается вывести самому? б) какие-либо ограничения на входные данные есть? AB и CD лежат в одной полуплоскости от BC? Или это не важно? > Необходимо найти точки B и C. Имеется в виду - "необходимо найти координаты точек B и C".
    – gecube
    16 мар 2011 в 11:54
  • "математические формулы для решения задачи предлагается вывести самому?" - разумеется, ведь иначе в чём был бы смысл задачи? "какие-либо ограничения на входные данные есть? AB и CD лежат в одной полуплоскости от BC? Или это не важно?" - именно так, это не важно; соответственно, углы могут колебаться от 0 до 2*пи (на схеме, прилагавшейся к задаче, AB и CD лежали в разных полуплоскостях от BC). "Т.е. известно отношение углов ABC/BCD = x, x передается в программу?" - именно так. Авторы назвали его буквой "c". "необходимо найти координаты точек B и C" - да, Вы всё правильно поняли. 16 мар 2011 в 12:10
  • >разумеется, ведь иначе в чём был бы смысл задачи? Закодировать алгоритм, вычисляющий необходимые значения по формуле :-) Помню, как в школе еще писали программы для расчета корней квадратного уравнения.
    – gecube
    16 мар 2011 в 12:12
  • Ну, это было бы слишком просто. А так есть, над чем подумать. Я, например, пробовал представить точки A и D постоянными, а B и C - переменными, которые по всему диапазону своих значений описывали окружности (B вокруг A, а C вокруг D), из чего составил два уравнения, плюс одно для соотношения B и C (тоже уравнение окружности) и ещё одно - для углов. С ним эта система оказалась, на мой взгляд, вообще нерешаема. 16 мар 2011 в 13:46
  • Честно говоря, немного лень писать решение этой задачи, не раз за учебу приходилось такие решать... но самый простой способ её решить - воспользоватся векторами, да я думаю другого ничего не надо. 17 мар 2011 в 17:56

1 ответ 1

1
  1. AD > AB + BC + CD. Система не имеет решений. Аналогично в случае, если любой отрезок больше суммы остальных трех
  2. AD = AB + BC + CD. Система имеет 1 решение. Точки B и C лежат на отрезке AD. Аналогично, если один из отрезков равен сумме остальных трех. Плюс явно что про углы в этом случае говорить бессмысленно. 0/0 = ???
  3. Оставшийся случай :-) Имеем ломаную. Минимум два решения. Очень легко представить - расположим точку А в начале координат, а ось Ox направим по AD. И тут уже без углов не обойтись.

На всякий случай поясню, что корректность вводимых данных в программу все равно проверять придется.

Что можно еще придумать? Взять произвольный математический пакет (Maple, Mathcad, Mathematica и пр.), формализовать задачу в виде набора уравнений и скормить программе. По получившимся формулам написать программу. Или придумать какую-то оценочную функцию, которая в окрестностях решения задачи будет иметь экстремум. И в программе считать ее значение в цикле для различных значений аргументов и искать этот самый экстремум.

1
  • 1. Да, это очевидно, если наглядно представить себе эту ломаную и постепенно её выпрямлять. 2. В этом случае ломаная вытягивается в отрезок, B и C лежат на прямой, проходящей через AD. Просто частный случай 3-го варианта. 3. Верно. Решения два, то есть будет две точки B (ну и C, соответственно), но они будут симметричны относительно AD. По условию достаточно найти одно из решений. Насчёт корректности - не предполагается, что в программу поступят некорректные данные, впрочем, это не особо важно. За предложенный вариант спасибо. Хотя остаётся надежда, что существует более простое решение. 16 мар 2011 в 16:43

Ваш ответ

Нажимая на кнопку «Отправить ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями использования и подтверждаете, что прочитали и поняли наши политику конфиденциальности и нормы поведения.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.