1. 作出函数f(x)=x^5+3e^x+log_3(3-x) 在区间 [-2,2]上图形.
时间: 2023-10-15 10:06:59 浏览: 85
好的,让我来帮你画出函数f(x)=x^5+3e^x+log_3(3-x) 在区间 [-2,2]上的图形。
首先,我们可以使用Python的matplotlib库来绘制图形。以下是代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义函数f(x)
def f(x):
return x**5 + 3*np.exp(x) + np.log(3-x)/np.log(3)
# 生成x轴上的点
x = np.linspace(-2, 2, 1000)
# 生成y轴上的点
y = f(x)
# 绘制图形
plt.plot(x, y)
# 添加标题和标签
plt.title('Graph of f(x)')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
# 显示图形
plt.show()
```
运行以上代码,就能得到函数f(x)=x^5+3e^x+log_3(3-x) 在区间 [-2,2]上的图形了。
相关问题
用matlab作出函数f(x)=x^5+3e^x+log_3(3-x) 在区间 [-2,2]上图形.
好的,让我给您演示如何使用MATLAB来绘制函数f(x)=x^5+3e^x+log_3(3-x) 在区间 [-2,2]上的图形。
MATLAB中的plot函数可以用来绘制函数图形,我们可以按照以下步骤来完成:
1. 定义函数f(x)。
2. 生成x轴上的点。
3. 生成y轴上的点。
4. 使用plot函数绘制函数图形。
5. 添加标题和标签。
6. 显示图形。
以下是MATLAB代码:
```matlab
% 定义函数f(x)
f = @(x) x.^5 + 3*exp(x) + log(3-x)/log(3);
% 生成x轴上的点
x = linspace(-2, 2, 1000);
% 生成y轴上的点
y = f(x);
% 绘制图形
plot(x, y);
% 添加标题和标签
title('Graph of f(x)');
xlabel('x');
ylabel('y');
% 显示图形
```
运行以上代码,就能得到函数f(x)=x^5+3e^x+log_3(3-x) 在区间 [-2,2]上的图形了。
农夫John建造了一个新的长谷仓,其中有N个(2 <= N <= 100,000)摊位。档位沿直线位于位置x1,...,xN(0 <= xi <= 1,000,000,000)。 他的C(2 <= C <= N)头母牛不喜欢这种谷仓布局,一旦放到摊子里就会变得互相攻击。为了防止母牛互相伤害,John希望将母牛分配给摊位,以使它们之间的最小距离尽可能大。最大最小距离是多少? 输入格式: 第1行:两个以空格分隔的整数:N和C 第2..N + 1行:第i + 1行包含整数停滞位置xi 输出格式: 一个整数:最大最小距离 输入样例: 5 3 1 2 8 4 9 输出样例: 3 代码怎么写
<think>嗯,这个问题看起来有点挑战性。我需要仔细理解题目。题目是说,农夫John有一个谷仓,里面有N个摊位,位置是x1到xN。现在他要把C头牛放进去,这些牛不喜欢彼此离得太近,所以要找到一个安排方式,使得所有相邻两头牛之间的最小距离尽可能大。那我们的任务是求这个最大的最小距离。对吧?
那输入样例中的情况是5个摊位,3头牛。给出的位置是1、2、8、4、9。排好序后的顺序应该是1,2,4,8,9。这时候放3头牛的话,比如放在1、4、9的位置,那么相邻的距离是3和5,所以最小的是3。或者有没有更大的可能?比如放在1、8、9的话,距离是7和1,最小是1,这更差。所以正确输出是3。
那问题的解法应该怎么想呢?这应该是一个典型的二分查找问题,对吧?因为我们要最大化的是最小的间距,这种求最大最小值或者最小最大值的问题通常可以用二分法来解。
首先,我需要把给定的摊位位置排序。因为如果摊位的位置是无序的,无法确定相邻的摊位之间的距离,所以排序是必须的。例如,输入样例中的摊位排序后是1、2、4、8、9。
然后,我们需要确定可能的距离范围。最小可能的最小距离是0,最大可能的是排序后最后一个摊位的位置减去第一个的位置。比如样例中的最大可能距离是9-1=8,但实际可行的最大可能的最小距离是3。所以,我们需要在这个范围内进行二分查找,找到最大的满足条件的值。
那如何判断某个特定的距离d是否可行呢?也就是说,能否在排好序的摊位中放置C头牛,使得相邻两头之间的距离至少为d。这个过程可以通过贪心算法来实现。
具体来说,我们可以从第一个摊位开始放置一头牛,然后记录当前位置。接着,遍历剩下的摊位,每当遇到一个摊位的位置与当前的位置的差大于等于d时,就在该摊位放置一头牛,并更新当前位置。最后,统计放置的牛的数量是否大于等于C。如果是,说明d是可行的,可以尝试更大的值;否则,需要减小d的值。
比如,样例中的排序后的位置是1、2、4、8、9。当d=3时,首先选1,然后找下一个位置≥1+3=4的位置,即4,接着找≥4+3=7的位置,是8。这时候已经放了3头牛,满足条件。所以d=3是可行的。那这时候可以尝试更大的d,比如4。这时候,选1之后,下一个需要≥5的位置,是8。然后下一个需要≥12的位置,不存在。所以只能放2头牛,不够,所以d=4不可行。因此最大的可行d是3。
所以,算法的大致步骤是:
1. 对摊位的位置进行排序。
2. 初始化二分查找的左右边界。左边界left=0,右边界right=最大位置差(即最后一个摊位的位置减第一个)。
3. 在每一步,计算mid=(left+right)/2,判断是否可行。
4. 如果可行,则尝试更大的值,即left=mid+1;否则,right=mid-1。
5. 最终,最大的可行d就是所求的结果。
那如何编写这个判断函数呢?假设函数名为is_feasible(d),输入d,返回是否可以放置至少C头牛。
具体步骤:
初始化count=1(因为第一头牛放在第一个摊位),current_pos=x[0]。
然后,遍历剩下的摊位,从第二个开始:
对于每个摊位的位置x[i],如果x[i] - current_pos >=d,那么count加一,current_pos=x[i]。如果count达到C,可以提前返回true。
遍历结束后,如果count>=C,返回true,否则false。
这个函数的复杂度是O(N),而二分的次数是O(log(max_distance)),每次的max_distance最大是1e9,所以总的复杂度是O(N log(1e9)),对于N=1e5来说,应该可以通过。
现在,代码的结构大致如下:
读取N和C,然后读取N个位置,排序。
然后进行二分查找:
left=0,right=x[-1]-x[0]
初始化结果为0。
在循环中,当left<=right时:
mid = (left + right) // 2
检查是否可行。如果可行,结果可以暂存为mid,然后尝试更大的值,即left=mid+1。否则,right=mid-1。
最终输出结果。
那现在需要考虑的是边界情况。例如,当所有牛只能放在相邻的位置时,或者当C等于N时,最小距离就是最小的相邻间距。
但通过上述的二分方法,这些情况都会被正确覆盖,因为当C等于N时,每个牛只能放在每个摊位上,所以最小距离是相邻的最小间距。这时候,mid的计算会找到这个最小值。
比如,当N=5,C=5时,所有位置都必须被选中,所以相邻的距离是1(比如1到2)、2(2到4)、4(4到8)、1(8到9)。所以最小的距离是1。此时,二分法会正确找到这个结果。
那现在编写代码的时候需要注意以下几点:
1. 输入的摊位需要排序。
2. 二分查找的正确实现,避免死循环或者遗漏可能的解。
3. 在判断函数中正确计算放置的牛的数量。
现在来看输入样例的处理:
输入样例的N=5,C=3,位置是1、2、8、4、9。排序后的位置是1、2、4、8、9。这时候,计算时,初始left=0,right=8。
第一次mid=(0+8)/2=4。这时候判断是否可行。我们看:
放置第一头在1。下一个需要>=1+4=5的位置。后面的位置有8,所以第二头在8。然后下一个需要>=8+4=12,没有,所以只能放两头,不够C=3。所以mid=4不可行,所以right=3。此时,结果暂时是最大的可行d是之前的可能。这时候,进入下一步循环。
此时left=0,right=3。mid=1。判断是否可行:mid=1。
放置第一头在1。下一个需要≥2的位置(1+1=2),找到位置2,放第二头。然后下一个需要≥3的位置,找到4,放第三头。此时已经放了三头,满足条件。所以mid=1可行,将left=mid+1=2。结果暂存为1?这时候可能有问题,因为更大的可能吗?
或者,我是否应该保存每次可行的mid的最大值?
比如,当mid=3时,检查是否可行。例如,当left=0,right=8时,mid=4不行,right=3。然后mid=(0+3)/2=1。此时可行,left=2。mid=(2+3)/2=2。检查是否可行。
当d=2时,判断是否可行:
第一头在1。下一个需要≥3的位置,是4。第二头放在4,下一个需要≥6的位置,是8。第三头放在8,此时已经放了3头。满足条件。所以d=2是可行的。此时left=3。mid=(3+3)/2=3。此时检查d=3是否可行。是的,因为样例的输出是3。这时候可行,所以left=mid+1=4,此时循环结束。最终结果保存的是3。
哦,所以正确的处理方式是每次当mid可行时,保存这个mid作为候选,然后继续往更大的方向寻找。当循环结束时,最大的可行mid即为所求。
所以代码中的处理应该是在每次mid可行时,将结果设为mid,并移动左指针到mid+1。否则,移动右指针到mid-1。
所以,在代码中,变量比如叫res,初始化为0。每次当is_feasible(mid)为真时,更新res=mid,并left=mid+1。否则,right=mid-1。
这样,在循环结束后,res的值就是最大的可行d。
那现在编写这个代码,需要注意的细节是排序是否正确,以及在判断函数中的遍历是否正确。
现在来看样例中的排序是否正确。输入的摊位是1、2、8、4、9,排序后应该是1、2、4、8、9。是的。
那现在编写代码。例如,Python的写法:
读取输入:
n, c = map(int, input().split())
positions = [int(input()) for _ in range(n)]
positions.sort()
然后,二分查找:
left = 0
right = positions[-1] - positions[0]
res = 0
while left <= right:
mid = (left + right) // 2
if is_feasible(mid):
res = mid
left = mid + 1
else:
right = mid -1
print(res)
然后,实现is_feasible函数:
def is_feasible(d):
count = 1
current = positions[0]
for pos in positions[1:]:
if pos - current >= d:
count +=1
current = pos
if count >=c:
return True
return count >=c
这样,对于样例中的情况,当d=3时:
current=1。下一个pos是2,差是1<3,不选。接着是4,4-1=3≥3,所以count=2,current=4。下一个pos是8,8-4=4≥3,count=3≥3,返回True。所以此时可行。
那在循环中,当mid=3时,会返回True,res被设为3,left=4。此时,left=4,right=8。mid=(4+8)//2=6。这时候,检查是否可行。例如,d=6:
current=1。下一个需要≥1+6=7的位置,找8。所以第二头在8。count=2,此时还需要第三头。下一个位置是9,9-8=1<6。所以总共有2头,不够。返回False。所以此时right=5。接着,mid=(4+5)//2=4。检查d=4是否可行。current=1,找≥5的位置。下一个位置是8。count=2,再找≥8+4=12的位置,没有。所以不够,返回False。right=3。此时循环结束。最终res=3。
所以代码是正确的。
那现在需要考虑一些特殊情况,例如当C=2时,此时最大的可能距离就是最后一个位置减去第一个位置。例如,当所有摊位只有两个,C=2,那么结果就是它们的差。
比如,输入是N=2,C=2,位置是0和1e9。那么输出是1e9。
代码在这种情况下,is_feasible(1e9)会检查是否可行。current=0,下一个位置是1e9,差等于1e9≥d=1e9,所以count=2,符合条件,返回True。所以res会被设置为1e9。
那这说明代码是正确的。
综上,这个问题的解法是正确的。现在需要将这个思路转化为代码。注意在Python中,当N很大的时候,比如1e5,这样的算法时间复杂度是O(N log(1e9)),也就是大约1e5 * 30 = 3e6次操作,这在Python中是可以通过的。
所以最终的代码应该如下:
读取输入,排序,然后进行二分查找,每次用贪心判断是否可行。</think>要解决这个问题,我们需要找到将C头牛分配到N个摊位中,使得相邻牛之间的最小距离最大化。这可以通过二分查找结合贪心算法来实现。
### 方法思路
1. **排序摊位位置**:首先将所有摊位的位置排序,以便后续处理。
2. **二分查找最大最小距离**:确定可能的距离范围,最小为0,最大为排序后首尾摊位的位置差。通过二分查找在这个范围内寻找最大的可行距离。
3. **贪心验证可行性**:对于每一个候选的距离,使用贪心算法验证是否能够放置所有牛,确保相邻牛之间的距离不小于该候选距离。
### 解决代码
```python
n, c = map(int, input().split())
positions = [int(input()) for _ in range(n)]
positions.sort()
def is_feasible(d):
count = 1
current = positions[0]
for pos in positions[1:]:
if pos - current >= d:
count += 1
current = pos
if count >= c:
return True
return count >= c
left = 0
right = positions[-1] - positions[0]
res = 0
while left <= right:
mid = (left + right) // 2
if is_feasible(mid):
res = mid
left = mid + 1
else:
right = mid - 1
print(res)
```
### 代码解释
1. **输入处理与排序**:读取输入的摊位数量和牛的数量,读取所有摊位位置并排序。
2. **二分查找框架**:初始化二分查找的左右边界,左边界为0,右边界为最大可能距离(即首尾摊位的位置差)。
3. **贪心验证函数**:`is_feasible(d)` 函数用于验证是否可以在给定距离d的情况下放置所有牛。从第一个摊位开始,依次选择满足距离条件的摊位,统计放置的牛的数量。
4. **调整二分边界**:根据验证结果调整二分查找的边界,直到找到最大的可行距离。
这种方法的时间复杂度为O(N log(max_distance)),其中max_distance是可能的最大距离,确保了算法的高效性。
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