using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace laba1
{
    class Program
    {
        public static void output(double[] mas, double[] mas1, double[] maznamen, double[] mas3)
        {
            double f, p1, p2;
            int j = 0;
            Console.WriteLine("1.по формулi");
            Console.WriteLine("2.Лагранж");
            Console.WriteLine("3.кубiчна апроксимацiя");
            Console.WriteLine("4.1-а похiдна по формулi");
            Console.WriteLine("5.1-а похiдна апроксимацiя");
            Console.WriteLine("6.2-а похiдна по формулi");
            Console.WriteLine("7.2-а похiдна апроксимацiя");
            for (double i = 0.12; i < 1.44; i += 0.06)
            {
                f = Math.Log(i*i+i+1); //наша функція
                p1 = (2*i+1)/(i*i+i+1);//1-a похідна
                p2 = -((2*i*i+2*i-1)/(i*i*i*i+2*i*i*i+3*i*i+2*i+1));//2-a похідна
                Console.Write("{0:F3} \t", f);
                Console.Write("{0:F3}   \t", mas[j]);//за Лагранжом            
                Console.Write("{0:F3}   \t", mas1[j]);//кубічна апроксимація
                Console.Write("{0:F3}   \t", p1);//1 похідна
                Console.Write("{0:F3}  \t", maznamen[j]);
                Console.Write("{0:F3}  \t", p2);
                Console.WriteLine("{0:F3}", mas3[j]);
                j++;
            }
        }
        public static double[] koef_lagr(double x, double[] dot_s, double[] f_x)//повертає значення многочлена Лагранжа
        {
            double[] koef = new double[10];
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                double chiseln = 1, znamen = 1;
                for (int j = 0; j < 10; j++)
                {
                    if (i != j)
                    {
                        chiseln = chiseln * (x - dot_s[j]);
                        znamen = znamen * (dot_s[i] - dot_s[j]);
                    }
                }
                koef[i] = f_x[i] * chiseln / znamen;
            }
            return koef;
        }
        public static double[] Lagranj(double[] dot_s, double[] f_x)//апроксимація за Лагранжом
        {

            double[] za = new double[25];
            double[] koef = new double[10];
            int q = 0;
            for (double j = 0.12; j < 1.5; j += 0.06)
            {
                double s = 0;
                koef = koef_lagr(j, dot_s, f_x);
                for (int k = 0; k < 10; k++)
                    s += koef[k];
                za[q] = s;
                q++;
            }
            return za;
        }
        public static double[] koef_aprocs(double x, double[] dot_s, double[] f_x)//коефіцієнти кубічної апроксимації
        {
            double[] koef = new double[4];
            int k = 0;
            for (int i = 0; i < dot_s.Length - 1; i++)
            {
                if ((x > dot_s[i]) && (x < dot_s[i + 1]))
                {
                    switch (i)
                    {
                        case 0: k = 0; break;
                        case 1: k = 0; break;
                        case 2: k = 1; break;
                        case 3: k = 2; break;
                        case 4: k = 3; break;
                        case 5: k = 4; break;
                        case 6: k = 5; break;
                        case 7: k = 6; break;
                        case 8: k = 6; break;
                        case 9: k = 6; break;
                    }
                    break;
                }
            }
            for (int i = 0; i < 4; i++)
            {
                double chiseln = 1, znamen = 1;
                for (int j = 0; j < 4; j++)
                {
                    if (i != j)
                    {
                        chiseln = chiseln * (x - dot_s[j + k]);
                        znamen = znamen * (dot_s[i + k] - dot_s[j + k]);
                    }
                }
                koef[i] = f_x[i + k] * chiseln / znamen;
            }
            return koef;
        }
        public static double[] Aprocsim(double[] dot_s, double[] f_x)//кубічна апроксимація
        {
            double[] za = new double[25];
            double[] koef = new double[4];
            int q = 0;
            for (double j = 0.12; j < 1.5; j += 0.06)
            {
                double s = 0;
                koef = koef_aprocs(j, dot_s, f_x);
                for (int k = 0; k < 4; k++)
                    s += koef[k];
                za[q] = s;
                q++;
            }
            return za;
        }
        public static double[] pohidna_1(double[] znach2)
        {
            double[] za1 = new double[25];
            for (int i = 0; i < znach2.Length - 1; i++)
            {
                if (i == 0)
                    za1[i] = (znach2[i + 1] - znach2[i]) / 0.06;//крайня 1-а різницева похідна
                else
                    za1[i] = (znach2[i + 1] - znach2[i - 1]) / 2 / 0.06;//центральна 1-а різницева похідна
            }
            return za1;
        }
        public static double[] pohidna_2(double[] znach)
        {
            double[] z = new double[25];
            for (int i = 0; i < znach.Length - 1; i++)
            {
                if (i == 0)
                    z[i] = Math.Abs((pohidna_1(znach)[i + 1] - pohidna_1(znach)[i])) / 0.06;//ліва 2-а різницева похідна
                else

                    if (i + 1 == znach.Length)
                        z[i + 1] = Math.Abs((pohidna_1(znach)[i + 1] - pohidna_1(znach)[i])) / 0.06;//права 2-а різницева похідна
                    else
                        z[i] = Math.Abs((znach[i + 1] + znach[i - 1] - 2 * znach[i])) / 0.06 / 0.06;//центральна 2-а різницева похідна
            }
            return z;
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            double[] dot_s = new double[10] { 0.5, 0.69, 0.78, 0.99, 1.21, 1.34, 1.51, 1.63, 1.71, 1.83 };
            double[] f_x = new double[10] { 0.55962, 0.77293, 0.87062, 1.0886, 1.30131, 1.41963, 1.566561, 1.66523, 1.72884, 1.82114 };
            double[] znach = Lagranj(dot_s, f_x);
            double[] znach2 = Aprocsim(dot_s, f_x);
            double[] znach3 = pohidna_1(znach2);
            double[] znach4 = pohidna_2(znach2);
            output(znach, znach2, znach3, znach4);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}