/* <日付を入力>
 *　演習6.2
 * f(x) = sin(x) の微分を求めるサンプルプログラム
 * ファイル書き込みのためにjava.ioクラスを使用．
 */

import java.io.*; // ファイル操作を行うためのインポート

public class Differential2 {

  // フィールドの定義
  static final int DIV_NUM = 100; // 区間の分割数（整数）
  static final double X_MAX = 2.0 * Math.PI; // 計算の最大値（0 - 2π）
  static final double MIN_DIV = X_MAX/(double)DIV_NUM; // 微小区間の定義

  // メインメソッド
  public static void main(String [] args) {
  
    try {
      // 変数の定義
      double dx = MIN_DIV;  // xの微小区間
      double x = 0.0;  // 独立変数
      double dy = 0.0;  // 1階の導関数の値
      double d2y = 0.0;  // 2階の導関数の値
      double d3y = 0.0;  // 3階の導関数の値

      // 定義関数の計算用
      double y0 = 0.0;
      double y1 = 0.0;
      double y2 = 0.0;
      double y3 = 0.0;

      // ファイル書き込みオブジェクトの作成
      FileWriter fout = new FileWriter("sin.txt");

      // defineFunctionメソッドを使うためにオブジェクトを作成
      Differential2 differential = new Differential2(); 
  
      // 差分商による微分計算
      for (int i=0; i<=DIV_NUM; i++) {

        y0 = differential.defineFunction(x);
        y1 = differential.defineFunction(x + dx);
        y2 = differential.defineFunction(x + 2*dx);
        y3 = differential.defineFunction(x + 3*dx);

        // 1階差分商の計算
        dy = (y1 - y0) / dx;

        // 2階差分商の計算
        d2y = (y2 - 2*y1 + y0) / (dx*dx);

        // 3階差分商の計算
        d3y = (y3 - 3*y2 + 3*y1 - y0) / (dx*dx*dx);

        // 計算結果のファイル出力
        fout.write(x + " " + y0 + " " + dy + " " + d2y + " " + d3y + " " + "\n");

        // 計算結果の標準出力（確認用）
        System.out.println(x + " " + y0 + " " + dy + " " + d2y + " " + d3y + " " + "\n");

        x += dx;
      }

      // ファイルを閉じる
      fout.close();
  
    } catch (Exception e) {
      System.out.println(e);
    }
  
  } // main


  // 微分する関数の定義
  double defineFunction(double x) {
    return Math.sin(x);
  }


}  // class Differential2