#P16317. [ICPC 2023 Jinan R] 计算智能

[ICPC 2023 Jinan R] 计算智能

题目描述

给定两条二维笛卡尔平面上的线段,您需要从每条线段上等概率随机选择一个点,并计算两点之间欧氏距离的期望值。

输入格式

有多组测试数据。第一行输入一个整数 TT1T1051 \leq T \leq 10^5)表示测试数据组数,对于每组测试数据:

第一行输入四个整数 x1x_1y1y_1x2x_2y2y_2103x1,y1,x2,y2103-10^3 \le x_1, y_1, x_2, y_2 \le 10^3)表示第一条线段的两个端点是 (x1,y1)(x_1, y_1)(x2,y2)(x_2, y_2)

第二行输入四个整数 x3x_3y3y_3x4x_4y4y_4103x3,y3,x4,y4103-10^3 \le x_3, y_3, x_4, y_4 \le 10^3)表示第二条线段的两个端点是 (x3,y3)(x_3, y_3)(x4,y4)(x_4, y_4)

保证两条线段的长度均为正数。

输出格式

每组数据输出一行一个数,表示两个随机选择的点之间距离的期望值。

如果相对误差或绝对误差不超过 10910^{-9},您的答案将被接受。具体来说,设您的答案为 aa,裁判的答案为 bb,当且仅当 abmax(1,b)109\frac{|a - b|}{\max(1, |b|)} \le 10^{-9} 时,您的答案将被接受。

3
0 0 1 0
0 0 1 0
0 0 1 0
0 0 0 1
0 0 1 0
0 1 1 1
0.333333333333333333
0.765195716464212691
1.076635732895178009

提示

感谢“计算智能”,我们可知:

对于第一组样例数据,距离的期望值为

$$\int_{0}^{1} \int_{0}^{1} |x_0 - x_1| \,\mathrm{d}x_0 \,\mathrm{d}x_1 = \frac{1}{3} \approx 0.333333333333333333;$$

对于第二组样例数据,距离的期望值为

$$\int_{0}^{1} \int_{0}^{1} \sqrt{x^2+y^2} \,\mathrm{d}x \,\mathrm{d}y = \frac{\sqrt{2}+\ln(1+\sqrt{2})}{3} \approx 0.765195716464212691;$$

对于第三组样例数据,距离的期望值为

$$\int_{0}^{1} \int_{0}^{1} \sqrt{(x_0-x_1)^2+1} \,\mathrm{d}x_0 \,\mathrm{d}x_1 = \frac{2-\sqrt{2}+3\ln(1+\sqrt{2})}{3} \approx 1.076635732895178009.$$