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닮은 다각형

시간 제한1초메모리 제한1024 MB

요약
두 다각형이 닮음인지 판정하고, 닮음이면 닮음비의 제곱을 기약분수로, 그리고 첫 번째 다각형의 첫 꼭짓점에 대응하는 두 번째 다각형의 꼭짓점 번호를 출력한다.
난이도

어려움10점 중 8점

유형
기하, 문자열 매칭, 구현, 수학
정답자
아직 제출이 없습니다

문제

유쿠는 학교에서 다각형의 닮음을 배운다. 두 다각형은 대응하는 각의 크기가 모두 같고 대응하는 변의 길이가 모두 같은 비율일 때 닮음이다. 닮은 다각형은 서로 회전, 대칭(반사), 평행이동되어 있을 수 있다. 닮은 두 다각형에서 대응하는 변의 길이의 비를 두 다각형의 닮음비라고 한다.

숙제로 유쿠는 여러 쌍의 다각형을 받았고, 각 쌍이 닮았는지, 닮았다면 닮음비가 얼마인지 판별해야 한다. 정점의 수가 매우 많은 다각형도 있으니, 유쿠가 숙제를 끝낼 수 있도록 도와주자.

입력

첫째 줄에 다각형의 정점 개수 NN이 주어진다 (3≤N≤200 0003 \le N \le 200\,000). 둘째 줄에는 −109-10^9 이상 10910^9 이하의 정수 2N2N개가 주어지는데, 첫 번째 다각형의 정점들의 xx, yy 좌표가 정점 순서대로 나열된다. 셋째 줄에도 같은 방식으로 두 번째 다각형의 정점 2N2N개의 좌표가 주어진다.

정점은 시계 방향 또는 반시계 방향 어느 순서로도 주어질 수 있다. 주어진 점들은 항상 하나의 다각형을 이루며, 겹치는 점이나 180°180°인 각, 자기 자신과의 교차는 없다. 또한 한 다각형의 모든 변의 길이는 서로 다르다.

출력

두 다각형이 닮았다면 두 줄을 출력한다.

  • 첫째 줄에는 닮음비의 제곱을 기약분수 p/q 꼴로 출력한다. 여기서 닮음비는 첫 번째 다각형이 두 번째 다각형보다 몇 배 큰지를 나타내며(첫 번째가 더 작으면 이 값은 11보다 작다), pp와 qq는 gcd⁡(p,q)=1\gcd(p,q)=1인 양의 정수이고 분모가 11이어도 항상 2/1처럼 표기한다. 닮음비 자체는 무리수일 수 있어 정확한 비교가 어렵기 때문에, 항상 유리수가 되는 그 제곱을 출력한다(닮음비는 k=p/qk=\sqrt{p/q}).
  • 둘째 줄에는 첫 번째 다각형의 첫 번째 정점에 대응하는 두 번째 다각형의 정점 번호를 출력한다. 두 다각형의 정점은 입력에 나열된 순서대로 11번부터 번호가 매겨진다.

두 다각형이 닮지 않았다면 한 줄에 −1-1만 출력한다.

모든 변의 길이가 서로 다르므로(다각형에 대칭성이 없어) 대응 관계는 유일하게 결정된다.

예제2

  1. 예제 1

    입력
    4
    0 0 4 0 4 6 0 2
    -2 5 -2 1 -3 0 -5 2
    
    예상 출력
    2/1
    3
    
  2. 예제 2

    입력
    3
    0 0 3 0 1 1
    0 0 2 0 1 1
    
    예상 출력
    -1