#1502. [NOI2005]月下柠檬树

[NOI2005]月下柠檬树

题目描述

李哲非常非常喜欢柠檬树,特别是在静静的夜晚,当天空中有一弯明月温柔地照亮地面上的景物时,他必会悠闲地坐在他亲手植下的那棵柠檬树旁,独自思索着人生的哲理。

李哲是一个喜爱思考的孩子,当他看到在月光的照射下柠檬树投在地面上的影子是如此的清晰,马上想到了一个问题:树影的面积是多大呢?

李哲知道,直接测量面积是很难的,他想用几何的方法算,因为他对这棵柠檬树的形状了解得非常清楚,而且想好了简化的方法。

李哲将整棵柠檬树分成了 nn 层,由下向上依次将层编号为 1,2,,n1,2,\cdots,n。从第 11n1n-1 层,每层都是一个圆台型,第 nn 层(最上面一层)是圆锥型。对于圆台型,其上下底面都是水平的圆。对于相邻的两个圆台,上层的下底面和下层的上底面重合。第 nn 层(最上面一层)圆锥的底面就是第 n1n-1 层圆台的上底面。所有的底面 的圆心(包括树顶)处在同一条与地面垂直的直线上。李哲知道每一层的高度为 h1,h2,,hnh_1,h_2,\cdots,h_n,第 11 层圆台的下底面距地面的高度为 h0h_0,以及每层的下底面的圆的半径 r1,r2,...,rnr_1,r_2,...,r_n。李哲用熟知的方法测出了月亮的光线与地面的夹角为 α\alpha

为了便于计算,假设月亮的光线是平行光,且地面是水平的,在计算时忽略树干所产生的影子。李哲当然会算了,但是他希望你也来练练手。

输入格式

文件的第 11 行包含一个整数 nn 和一个实数 α\alpha,表示柠檬树的层数和月亮的光线与地面夹角(单位为弧度)。第2行包含 n+1n+1 个实数 h0,h1,h2,,hnh_0,h_1,h_2,\cdots,h_n,表示树离地的高度和每层的高度。第 33 行包含 nn 个实数 r1,r2,,rnr_1,r_2,\cdots,r_n,表示柠檬树每层下底面的圆的半径。上述输入文件中的数据,同一行相邻的两个数之间用一个空格分隔。输入的所有实数的小数点后可能包含 111010 位有效数字。

输出格式

输出 11 个实数,表示树影的面积。四舍五入保留两位小数。

2 0.7853981633
10.0 10.00 10.00
4.00 5.00
171.97

数据范围及约定

对于 10%10 \% 的数据,n1n \le 1

对于 30%30 \% 的数据,n2n \le 2

对于 60%60 \% 的数据,n20n \le 20

对于 100%100 \% 的数据,1n5001 \le n \le 5000.3<α<π20.3 < \alpha < \frac{\pi}{2}0<hi1000 < h_i \le 1000<ri1000 < r_i \le 100

题目来源

NOI2005