Тема 27. Программирование

27.09 Анализ данных (звезды)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела программирование
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#99578

Учёный решил провести кластеризацию некоторого множества звёзд по их расположению на карте звёздного неба. Кластер звёзд – это набор звёзд (точек) на графике, лежащий внутри круга радиусом R  . Каждая звезда обязательно принадлежит только одному из кластеров.

Истинный центр кластера, или центроид, – это одна из звёзд на графике, сумма расстояний от которой до всех остальных звёзд кластера минимальна. Центроид не вычисляется для колец, он вычисляется только для кластеров, представляющих собой круг.

Под расстоянием понимается расстояние Евклида между двумя точками A(x1,y1)  и B(x2,y2)  на плоскости, которое вычисляется по формуле:

        ∘ --------------------
d(A, B) =  (x2 − x1)2 + (y2 − y1)2

В файле A хранятся данные о звёздах трёх кластеров, где R = 3  для нижнего кластера и для верхнего внешнего кластера и R = 2  для верхнего внутреннего кластера. В каждой строке записана информация о расположении на карте одной звезды: сначала координата x  , затем координата y  . Значения даны в условных единицах, которые представлены вещественными числами. Известно, что количество звёзд не превышает 966.

В файле Б хранятся данные о звёздах четырёх кластеров, R = 3  для нижнего правого кластера и для верхнего внешнего кластера и R = 2  для верхнего внутреннего кластера и R = 4  для нижнего левого кластера. Известно, что количество звёзд не превышает 4798. Структура хранения информации о звездах в файле Б аналогична файлу А.

Для каждого файла определите координаты центра каждого кластера, затем вычислите два числа: Px  — среднее арифметическое абсцисс центров кластеров, и Py  – среднее арифметическое ординат центров кластеров.

В ответе запишите четыре числа через пробел: сначала целую часть произведения P  ⋅333
  x  для файла А и Py ⋅666  для файла А, далее целую часть произведения Px ⋅321  для файла Б и Py ⋅123  для файла Б.

Возможные данные одного из файлов иллюстрированы графиком.

Внимание! График приведён в иллюстративных целях для произвольных значений, не имеющих отношения к заданию. Для выполнения задания используйте данные из прилагаемого файла.

PIC

Вложения к задаче
Показать ответ и решение

Для начала визуально оценим данные в условии кластеры. Для этого откроем предложенные файлы в Excel  , перейдем в раздел «Вставка → Диаграммы → Точечная».

Диаграмма для файла А имеет вид:

PIC

Рассмотрим подробно нижний кластер. Он симметричен относительно оси Oy и Ox. Его радиус равен 3  . Следовательно, если координаты точки удовлетворяют неравенству окружности: x2 + y2 ≤ 9  , значит, это точка принадлежит нижнему кластеру.

Изучим верхний внутренний кластер, его радиус равен 2  . Центр круга находится в точке (-5;4). Следовательно, если координаты точки удовлетворяют неравенству окружности: (x +5)2 + (y− 4)2 ≤ 4  , значит, это точка принадлежит верхнему внутреннему кластеру.

Если точка не удовлетворяет ни одному из выше описанных неравенств, значит, она находится во внешнем кластере (кольце). Поскольку мы не высчитываем центроид колец, то данные точки нас не интересуют.

Код программы для файла А:

f = open(’27_4_A.txt’)
n = f.readline()
clusters = [[] for i in range(2)]
for i in range(966):
    star = list(map(float, f.readline().replace(’,’, ’.’).split()))
    x,y = star[0],star[1]
    if x**2 + y ** 2 <= 9:
        clusters[0].append(star)
    elif (x + 5)**2 + (y - 4) ** 2 <= 4:
        clusters[1].append(star)
sum_x = sum_y = tx = ty = 0
for i in clusters:
    mn = 100000050000
    for j in i:
        x1, y1 = j
        sm = 0
        for k in i:
            x2, y2 = k
            sm += ((x2-x1)**2 + (y2-y1)**2)**0.5
        if sm < mn:
            mn = sm
            tx, ty = x1, y1
    sum_x += tx
    sum_y += ty
print(int(sum_x / len(clusters) * 333))
print(int(sum_y / len(clusters) * 666))

Диаграмма для файла Б имеет вид:

PIC

Разберем подробнее нижний правый кластер. Центр круга находится в точке (1;-1). Его радиус равен 3  . Следовательно, если координаты точки удовлетворяют неравенству окружности: (x− 1)2 + (y+ 1)2 ≤ 9  , значит, это точка принадлежит нижнему правому кластеру.

Изучим поподробнее нижний левый кластер. Центр круга находится в точке (-5;-5). Его радиус равен 4  . Следовательно, если координаты точки удовлетворяют неравенству окружности: (x+ 5)2 + (y+ 5)2 ≤ 16  , значит, это точка принадлежит нижнему левому кластеру.

Рассмотрим верхний внутренний кластер. Центр круга находится в точке (-6;3). Его радиус равен 2  . Следовательно, если координаты точки удовлетворяют неравенству окружности: (x+ 6)2 + (y− 3)2 ≤ 4  , значит, это точка принадлежит верхнему внутреннему кластеру.

Если точка не удовлетворяет ни одному из выше описанных неравенств, значит, она находится во внешнем кластере (кольце). Поскольку мы не высчитываем центроид колец, то данные точки нас не интересуют.

Код программы для файла Б:

f = open(’27_4_B.txt’)
n = f.readline()
clusters = [[] for i in range(3)]
for i in range(4798):
    star = list(map(float, f.readline().replace(’,’, ’.’).split()))
    x,y = star[0],star[1]
    if ((x - 1) ** 2 + (y  + 1) ** 2) <= 9:
        clusters[0].append(star)
    elif ((x - (-6)) ** 2 + (y - 3) ** 2) <= 4:
        clusters[1].append(star)
    elif ((x + 5)**2 + (y + 5)**2) <= 16:
        clusters[2].append(star)
sum_x = sum_y = tx = ty = 0
for i in clusters:
    mn = 100000050000
    for j in i:
        x1, y1 = j
        sm = 0
        for k in i:
            x2, y2 = k
            sm += ((x2-x1)**2 + (y2-y1)**2)**0.5
        if sm < mn:
            mn = sm
            tx, ty = x1, y1
    sum_x += tx
    sum_y += ty
print(int(sum_x / len(clusters) * 321))
print(int(sum_y / len(clusters) * 123))

Ответ: -800 1274 -1081 -120

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!