仅使用电阻为 $1\,[\Omega]$ 的电阻器,构造一个电阻为 $\sqrt{D}\,[\Omega]$ 的电阻器。
给定一个正整数 $D$。请构造一个满足以下所有条件的连通无向图。在题目给定的约束下,可以证明这样的图总是存在的。
- 顶点数 $N$ 在 $2$ 到 $300$ 之间(包含 $2$ 和 $300$),每个顶点都有从 $1$ 到 $N$ 的不同编号。
- 边数 $M$ 最多为 $300$,允许存在自环和重边。
- “从顶点 $1$ 到顶点 $N$ 的等效电阻”(定义如下)与 $\sqrt{D}$ 的绝对误差在 $\pm 10^{-6}$ 以内。
设 $G$ 是一个具有 $n$ 个顶点和 $m$ 条边的连通无向图($n \ge 2$),假设第 $j$ 条边连接顶点 $a_j, b_j$。考虑为图 $G$ 的每个顶点分配一个实数 $V_i$($i = 1, 2, \dots, n$),并为每条边分配一个实数 $I_j$($j = 1, 2, \dots, m$),使得以下所有方程成立:
- $I_j = V_{a_j} - V_{b_j} \quad (j = 1, 2, \dots, m)$
- $\sum_{b_j=i} I_j - \sum_{a_j=i} I_j = 0 \quad (i = 2, 3, \dots, n - 1)$
- $\sum_{b_j=n} I_j - \sum_{a_j=n} I_j = 1$
可以证明这样的赋值总是存在的,并且 $V_1 - V_n$ 的值是唯一确定的。我们将此值定义为“从顶点 $1$ 到顶点 $n$ 的等效电阻”。
输入格式
输入为一个正整数 $D$。($1 \le D \le 5000$)
输出格式
第一行输出构造出的图的顶点数 $N$ 和边数 $M$,以空格分隔。
接下来的 $M$ 行中,第 $i$ 行($i = 1, 2, \dots, M$)应包含第 $i$ 条边的两个端点,以空格分隔。
如果存在多个满足条件的图,输出其中任意一个即可。
样例
输入格式 1
1
输出格式 1
4 5 1 2 1 3 2 3 2 4 3 4
说明
以下是样例 1 输出的示意图。
从顶点 $1$ 到顶点 $n$ 的等效电阻为 $1\,[\Omega]$,解释如下:
- 由于所有电阻器的电阻均为 $1\,[\Omega]$,且根据对称性,顶点 $2$ 和 $3$ 的电势相等,因此它们之间的电阻器可以视为不存在。
- 结果电路简化为两个并联的分支,每个分支由两个串联的 $1\,[\Omega]$ 电阻器组成。
- 两个 $1\,[\Omega]$ 电阻器串联的等效电阻为 $2\,[\Omega]$,两个 $2\,[\Omega]$ 电阻器并联的等效电阻为 $1\,[\Omega]$。
以下输出也被视为正确:
2 1 1 2