ESC

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요약
함수 e^x sin x cos x의 n계 도함수를 a_n e^x sin^2 x + b_n e^x cos^2 x + c_n e^x sin x cos x로 나타낼 때 a_n + b_n + c_n을 구한다.
난이도

쉬움10점 중 3점

유형
수학, 완전 탐색, 구현
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문제

함수를 미분해 보자!

어떤 미분가능한 함수 f(x)f(x)가 주어졌을 때, 미분한 결과를 f′(x)f'(x)라고 표현한다. 만약 f′(x)f'(x)도 미분가능하다면 미분하여 함수 f′′(x)f{'}{'}(x)를 얻을 수 있다. 만약 f(x)f(x)를 여러 번 미분할 수 있다면 f^{(n)}(x)$$(=f{\overbrace {{'}{'}{}^{\cdots }{'}} ^{n}}(x))는 f(x)f(x) 함수를 nn번 미분한 결과라고 정의할 수 있다. 예를 들어 다음 33개의 함수를 미분해 보자.

  • 미분가능한 함수 E(x)=exE(x) = e^x가 있을 때, exe^x를 미분한 결과는 exe^x이므로 E′(x)=exE'(x)=e^x이다.
  • 미분가능한 함수 S(x)=sin⁡xS(x) = \sin x가 있을 때, sin⁡x\sin x를 미분한 결과는 cos⁡x\cos x이므로 S′(x)=cos⁡xS'(x)=\cos x이다.
  • 미분가능한 함수 C(x)=cos⁡xC(x) = \cos x가 있을 때, cos⁡x\cos x를 미분한 결과는 −sin⁡x-\sin x이므로 C′(x)=−sin⁡xC'(x)=-\sin x이다.

신기하게도 위에서 소개한 33개의 함수는 원하는 만큼 미분을 해도 항상 미분가능한 함수가 나타난다. 이 33개의 함수를 모두 곱한 ESC(x)=exsin⁡xcos⁡x\text{ESC}(x) = e^x \sin x \cos x 함수도 원하는 만큼 미분을 해도 계속 미분이 가능할까? 놀랍게도 계속 미분이 가능하다! 한 번 미분을 시도해 보자. 미분가능한 세 함수 f(x)f(x), g(x)g(x), h(x)h(x)가 있을 때 f(x)×g(x)×h(x)f(x) \times g(x) \times h(x)를 미분한 결과는 다음과 같다.

  • \[f(x)g(x)h(x)]′=f′(x)g(x)h(x)+f(x)g′(x)h(x)+f(x)g(x)h′(x)\[f(x)g(x)h(x)]'= f'(x)g(x)h(x)+f(x)g'(x)h(x)+f(x)g(x)h'(x)

그러므로 ESC′(x)=exsin⁡xcos⁡x+excos⁡xcos⁡x+exsin⁡x(−sin⁡x)\text{ESC}'(x) = e^x \sin x \cos x + e^x \cos x \cos x + e^x \sin x (-\sin x) 이다. 한편 cos⁡xcos⁡x\cos x \cos x는 cos⁡2x\cos^2 x로, sin⁡x(−sin⁡x)\sin x (-\sin x)는 −sin⁡2x-\sin^2 x로 표현할 수 있으므로 정리하면 ESC′(x)=exsin⁡xcos⁡x+excos⁡2x−exsin⁡2x\text{ESC}'(x) = e^x \sin x \cos x + e^x \cos^2 x - e^x \sin^2 x으로 표현할 수 있다. ESC′(x)\text{ESC}'(x)를 한 번 더 미분해 보자.

  • \[exsin⁡xcos⁡x]′=exsin⁡xcos⁡x+excos⁡2x−exsin⁡2x\[e^x \sin x \cos x]'= e^x \sin x \cos x + e^x \cos^2 x - e^x \sin^2 x
  • \[excos⁡xcos⁡x]′=excos⁡xcos⁡x+ex(−sin⁡x)cos⁡x+excos⁡x(−sin⁡x)=excos⁡2x−2exsin⁡xcos⁡x\[e^x \cos x \cos x]' = e^x \cos x \cos x + e^x (-\sin x) \cos x + e^x \cos x (-\sin x) = e^x \cos^2 x - 2 e^x \sin x \cos x
  • \[exsin⁡xsin⁡x]′=exsin⁡xsin⁡x+excos⁡xsin⁡x+exsin⁡xcos⁡x=exsin⁡2x+2exsin⁡xcos⁡x\[e^x \sin x \sin x]'= e^x \sin x \sin x + e^x \cos x \sin x + e^x \sin x \cos x = e^x \sin^2 x + 2 e^x \sin x \cos x

이므로 ESC′′(x)=−2exsin⁡2x+2excos⁡2x−3exsin⁡xcos⁡x\text{ESC}{'}{'}(x) = - 2 e^x \sin^2 x + 2 e^x \cos^2 x - 3 e^x \sin x \cos x 이다. 그러므로 ESC(x)\text{ESC}(x) 함수는 계속 미분가능하고, 미분한 결과는 exsin⁡xcos⁡xe^x \sin x \cos x, excos⁡2xe^x \cos^2 x, exsin⁡2xe^x \sin^2 x를 각각 상수배한 후 합쳐서 표현할 수 있다! 따라서 ESC(n)(x)\text{ESC}^{(n)}(x)를 다음과 같이 표현할 수 있다.

  • ESC(n)(x)=a_nexsin⁡2x+b_nexcos⁡2x+c_nexsin⁡xcos⁡x\text{ESC}^{(n)}(x)=a\_n e^x \sin ^2 x + b\_n e^x \cos ^2 x + c\_n e^x \sin x \cos x (단, a_na\_n, b_nb\_n, c_nc\_n은 정수)

nn이 주어지면 a_n+b_n+c_na\_n + b\_n + c\_n의 값을 구하는 프로그램을 작성해 보자.

입력

첫 번째 줄에 정수 nn이 주어진다.

출력

첫 번째 줄에 a_n+b_n+c_na\_n + b\_n + c\_n 값을 출력한다.

제한

  • 1≤n≤301 \le n \le 30

예제2

  1. 예제 1

    입력
    1
    
    예상 출력
    1
    
  2. 예제 2

    입력
    30
    
    예상 출력
    -6890111163