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볼록 다각형의 덧셈

시간 제한2초메모리 제한512 MB

요약
볼록 다각형 R과 S가 주어질 때, 음이 아닌 정수 a, b, c, d (ad-bc=1)와 정수 꼭짓점을 가진 볼록 다각형 P, Q를 찾아 R=aP+bQ, S=cP+dQ를 만족시키고 두 넓이의 합을 최소로 만드는 값을 구합니다.
난이도

어려움10점 중 9점

유형
기하, 정수론, 수학
정답자
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문제

Convexman 씨는 볼록 다각형을 매우 좋아한다. 볼록 다각형을 연구하던 그는 다음과 같은 우아한 볼록 다각형 덧셈을 생각해냈다.

xy 평면 위의 두 점 (x1,y1)(x_1, y_1)과 (x2,y2)(x_2, y_2)의 합은 (x1+x2,y1+y2)(x_1 + x_2, y_1 + y_2)이다. 다각형은 경계와 내부에 있는 모든 점의 집합으로 본다. 두 다각형 S1S_1과 S2S_2의 합 S1+S2S_1 + S_2는 v1∈S1v_1 \in S_1, v2∈S2v_2 \in S_2를 만족하는 모든 점 v1+v2v_1 + v_2의 집합이다. 두 볼록 다각형의 합은 항상 볼록 다각형이다. 음이 아닌 정수 kk와 다각형 SS에 대해 0S={(0,0)}0S = \{(0, 0)\}이고, 양의 정수 kk에 대해 kS=(k−1)S+SkS = (k - 1)S + S이다. 이 문제에서는 선분과 점도 볼록 다각형으로 본다.

Convexman 씨는 두 볼록 다각형 PP와 QQ를 바탕으로 덧셈의 성질을 연구하며 많은 볼록 다각형을 만들었다. 그런데 어느 날 PP와 QQ의 꼭짓점 위치와 계산 과정을 적어 둔 종이를 실수로 버렸다. 남은 것은 PP와 QQ의 음이 아닌 정수 계수 선형 결합으로 표현된 볼록 다각형 RR과 SS의 꼭짓점 위치뿐이다.

R=aP+bQR = aP + bQ,

S=cP+dQS = cP + dQ.

다행히 그는 PP와 QQ의 모든 꼭짓점 좌표가 정수이고, 계수 aa, bb, cc, dd가 ad−bc=1ad - bc = 1을 만족한다는 것을 기억한다.

그는 당신에게 주어진 볼록 다각형 RR과 SS로부터 PP와 QQ를 복원하는 프로그램을 부탁했다. 즉 ad−bc=1ad - bc = 1을 만족하는 음이 아닌 정수 aa, bb, cc, dd와, 위 식을 만족하는 정수 좌표 꼭짓점을 가진 볼록 다각형 PP와 QQ를 구하라. 해는 여러 개일 수 있다. PP와 QQ 넓이 합의 최솟값을 계산하라.

입력

입력은 최대 40개의 데이터셋으로 이루어지며, 각 데이터셋은 다음 형식으로 주어진다.

n m
x1 y1
...
xn yn
x'1 y'1
...
x'm y'm

nn은 RR의 꼭짓점 개수이고, mm은 SS의 꼭짓점 개수이다. 두 값은 3≤n≤10003 \le n \le 1000, 3≤m≤10003 \le m \le 1000을 만족하는 정수이다. (xi,yi)(x_i, y_i)는 RR의 ii번째 꼭짓점이고, (xi′,yi′)(x'_i, y'_i)는 SS의 ii번째 꼭짓점이다. 모든 좌표는 −106-10^6 이상 10610^6 이하의 정수이다. 각 다각형의 꼭짓점은 반시계 방향 순서로 주어진다. 한 다각형의 서로 다른 세 꼭짓점은 한 직선 위에 있지 않다.

입력의 끝은 0 0 한 줄로 표시된다.

출력

각 데이터셋에 대해 PP와 QQ 넓이 합의 두 배인 정수를 한 줄에 출력한다. PP와 QQ의 꼭짓점 좌표가 모두 정수이므로 넓이의 두 배는 항상 정수이다.

예제1

  1. 예제 1

    입력
    5 3
    0 0
    2 0
    2 1
    1 2
    0 2
    0 0
    1 0
    0 1
    4 4
    0 0
    5 0
    5 5
    0 5
    0 0
    2 0
    2 2
    0 2
    3 3
    0 0
    1 0
    0 1
    0 1
    0 0
    1 1
    3 3
    0 0
    1 0
    1 1
    0 0
    1 0
    1 1
    4 4
    0 0
    2 0
    2 2
    0 2
    0 0
    1 0
    1 2
    0 2
    4 4
    0 0
    3 0
    3 1
    0 1
    0 0
    1 0
    1 1
    0 1
    0 0
    
    예상 출력
    3
    2
    2
    1
    0
    2