#P4204. [SDOI2016] 平凡的骰子

[SDOI2016] 平凡的骰子

题目描述

这是一枚平凡的骰子。它是一个均质凸多面体,表面有 nn 个端点,有 ff 个面,每一面是一个凸多边形,且任意两面不共面。将这枚骰子抛向空中,骰子落地的时候不会发生二次弹跳(这是一种非常理想的情况)。

你希望知道最终每一面着地的概率。每一面着地的概率可以用如下的方法计算:我们假设 OO 为骰子的重心,并以 OO 为球心,做半径为 11 的单位球面(记为 SS)。

我们知道 SS 的表面积即单位球的表面积,为 4×π4\times \pi,这里 π\pi 为圆周率。对于骰子的某一面 CC 来说,球面 SS 上存在一块区域 TT 满足:当下落时若骰子所受重力方向与 SS 的交点落在 TT 中,则 CC 就是最终着地的一面。那么 CC 着地的概率为区域 TT 的面积除以 4×π4\times \pi

为了能更好地辅助计算球面上一块区域的面积,我们给出单位球面 SS 上三角形的面积计算公式。考虑单位球面 SS 上的三个两两相交的大圆,交点依次为 AABBCC。则曲面三角形 ABC\tt ABC 的面积为 Area(ABC)=α+β+γπ\text{Area}(ABC)=\alpha+\beta+\gamma-\pi,其中 α,β,γ\alpha,\beta , \gamma 分别对应了三个二面角的大小。如下图所示。

我们保证:每一面着地的时候,重心的垂心都恰好在这一面内。也就是说不会出现摆不稳的情况。

输入格式

第一行输入两个整数,分别表示端点总数 nn 与表面总数 ff,分别从 11 开始编号。

之后 nn 行,每行有三个浮点数 xxyyzz,给出了每一个端点的坐标。

之后 ff 行依次描述了每一块表面,首先给出不小于 33 的整数 dd,表示这一面的端点个数,之后 dd 个整数按照逆时针方向(视角在骰子的外面)给出了每一个端点的编号。

输出格式

输出 ff 行,第 ii 行有一个浮点数,表示第 ii 个面着地的概率。本题中您的输出应该保留距离答案最近的 77 位小数,即在需要保留 77 位小数的前提之下与标准答案最接近。数据保证可以避免对小数点后第八位四舍五入后产生的精度误差。

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4 5 1 3 7
4 3 4 8 7
4 1 5 6 2
0.1666667
0.1666667
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0.1666667

提示

对于所有数据,4n504 \le n \le 504m504 \le m \le 50,所有坐标的绝对值都在 1000010000 以内。