问题引入: 给一个 \(n\) 个点的完全图 \(G\),每条边有两个权值 \(a_e,b_e\),求一个生成树 \(T\),使得 \((\sum\limits_{e\in T}a_e)\times (\sum\limits_{e\in T}b_e)\) 最小。\(n\le 200,0\le a_e,b_e\le 255\)

这是一类经典的问题之一,这类问题形如:你要求一个凸包,但是你能做的,只有找到凸包上一个满足某种神秘条件的点。

比如这道题。首先令整体点集为 \((\sum a_e,\sum b_e)\),那么答案一定在下凸包上,因为反比例函数是下凸的!

我们想找到这个凸包,但是这个点集是枚不过来的,直接做不行!但是发现凸包上的点数至多为 \(O(V^{2/3})=O((nA)^{2/3})\),所以上面的经典思路就适用了。

思考这题我们可以找到凸包上满足什么条件的点:我们能做的,只有给每条边重新赋一个权值 \(c_e=f(a_e,b_e)\),然后求 \(\sum c_e\) 的最值。

接下来的问题就是如何利用我们手中唯一的“武器”。

第一步:找到凸包上任意两个点。

发现 \(\sum a_e\) 最小和 \(\sum b_e\) 最小的点分别都满足条件,于是可以将它们拎出来。

第二步:已知凸包上两个点 \(A,B\)\(A\)\(B\) 左边),求凸包上这两个点之间任意一个点,或报告无解。

经过观察,我们发现有一个很好的性质:全局满足 \(S_{\triangle ABC}\)(有向面积,即 \(-\frac{1}{2} \overrightarrow{AB}\times \overrightarrow{AC}\))最大的点一定在凸包上!

于是对于每个 \(e\)\(c_e=-\frac{1}{2} \overrightarrow{AB}\times \overrightarrow{AC}\),其中 \(C(a_e,b_e)\),即可以用上我们刚才的“武器”了!

最后,求出 \(C\) 后,递归到 \(AC\) 段和 \(CB\) 段即可。时间复杂度 \(O(n^2B)\),其中 \(B\) 为凸包上的点数,约为 \(O((nA)^{2/3})\)\(A=\max(a_e,b_e)\)