Условие
Система образования Вас снова подвела — Ваше предложение о включении модели «Плоская Земля» в программу старшей школы было отклонено в шестой раз подряд. Коррумпированные ученые Круглой Земли отказываются прислушиваться к Вашим аргументам и игнорируют кучу данных, подтверждающих Ваши заявления.
Настало время урегулировать этот конфликт раз и навсегда. Вы путешествовали по всему земному шару и встречались с ведущими учеными Плоской Земли. Вместе Вы разработали блестящий план.
Ради противоречия предположим, что Земля — это сфера в трехмерном пространстве. Тогда, если предположить, что небо является бесконечной плоскостью в пространстве, такая Земля явно бросит на него тень! Эта тень была бы ортогональной проекцией Земли на небо. Поскольку в действительности на небе нет видимой тени, мы достигаем противоречия.
Осталось только выполнить расчеты. По заданным центру и радиусу Земли, а также уравнению небесной плоскости в виде [latex]ax + by + cz + d = 0[/latex] необходимо определить площадь ортогональной проекции Земли на небо. Обратите внимание, что в некоторых Ваших экспериментах Земля может пересекать небо — Вы не хотели бы вводить слишком много ненужных предположений, не так ли?
Входные данные
Первая строка содержит количество тестов [latex]n[/latex] [latex]\left(1\leqslant n\leqslant 10\right)[/latex]. Далее следует описание тестов.
Каждый тест описывается строкой, содержащей восемь целых чисел [latex] x, y, z, r, a, b, c, d [/latex]. Они обозначают координаты центра Земли, его радиус и уравнение неба соответственно. Все числа от [latex]1[/latex] до [latex]1000[/latex] включительно.
Выходные данные
Для каждого теста выведите одно число: площадь проекции с не менее [latex]6[/latex] десятичными цифрами.
Тесты
| № |
Входные данные |
Выходные данные |
| 1 |
1
2 3 5 7 1 2 4 8 |
153.938040026 |
| 2 |
2
2 3 5 7 1 2 4 8
4 5 3 9 2 6 8 10 |
153.938040026
254.469004941 |
| 3 |
3
2 3 5 7 1 2 4 8
4 5 3 9 2 6 8 10
23 45 87 8 100 200 65 89 |
153.938040026
254.469004941
201.06192983 |
Код программы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 |
import java.util.*; import java.lang.*; import java.io.*; class Main { public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception { Scanner in = new Scanner (System.in); int n = in.nextInt(); for (int i = 0; i < n; i++) { int x = in.nextInt(); int y = in.nextInt(); int z = in.nextInt(); int r = in.nextInt(); int a = in.nextInt(); int b = in.nextInt(); int c = in.nextInt(); int d = in.nextInt(); System.out.printf("%.9f" + "\n", r * r * Math.PI); } } } |
Решение
Для начала, определимся, чего от нас хотят авторы задачи. По сути, самой важной частью условия является третий абзац, из которого мы узнаем, что Земля — сфера, а также, что ортогональная проекция Земли на небо — это тень от Земли на небесную плоскость. Но, если существует тень, значит существует и светило (Солнце). Для того, что бы стало более понятно, проведём эксперимент. Представим, что Земля — это сфера, Солнце — это настольная лампа (Важно! Лампа будет давать параллельный пучок лучей), а небесная плоскость — это обычный лист бумаги. (Важно! В данном эксперименте размеры светила и размеры «Земли» будут совпадать). При направлении света на сферу, на лист бумаги будет отбрасываться тень (площадь которой нам и надо найти). Итак, как мы видим на рисунке, площадь проекции — это ничто иное, как площадь сечения сферы, проходящее по центральной оси этой сферы. А площадь сечения сферы по центральной оси — это площадь круга, которая вычисляется по формуле [latex]S=\pi r^2[/latex]. Таким образом, что бы рассчитать площадь проекции, из всех входящих данных нам понадобится только радиус Земли. Что бы у нас было число [latex]\pi[/latex], мы воспользуемся классом
Math.
