Sometimes it is necessary to obtain a numerical integration using only discretised data. In some cases, the data contains singularities which position is known but does not coincide with a discretisation point, and the jumps in the function and its derivatives are available at these positions. The motivation of this paper is to use the previous information to obtain numerical quadrature formulas that allow approximating the integral of the discrete data over certain intervals accurately. This work is devoted to the construction and analysis of a new nonlinear technique that allows to obtain accurate numerical integrations of any order using data that contains singularities, and when the integrand is only known at grid points. The novelty of the technique consists in the inclusion of correction terms with a closed expression that depends on the size of the jumps of the function and its derivatives at the singularities, that are supposed to be known. The addition of these terms allows recovering the accuracy of classical numerical integration formulas even close to the singularities, as these correction terms account for the error that the classical integration formulas commit up to their accuracy at smooth zones. Thus, the correction terms can be added during the integration or as post-processing, which is useful if the main calculation of the integral has been already done using classical formulas. The numerical experiments performed allow us to confirm the theoretical conclusions reached in this paper.


翻译:有时需要使用离散数据获得数字集成。 在某些情况下, 数据包含已知位置的奇数, 但与离散点不相符, 而函数及其衍生物的跳跃在这些位置上是可以得到的。 本文的动机是使用先前的信息获取数字四边形公式, 使离散数据的完整性能够以某种时间间隔精确地相近。 这项工作专门用于构建和分析一种新的非线性技术, 以便使用包含单数的数据, 并且只在网格点才知道正数组合。 该技术的新颖性在于包含校正术语, 并包含一个封闭的表达式, 这取决于函数跳跃及其衍生物的大小, 并且应该知道。 添加这些术语可以恢复古典数字集成公式的准确性, 甚至接近于奇数, 因为这些校正术语说明了古典集成公式在光滑带的精确度上所作的错误。 因此, 在集成或后期分析中, 可以添加校正术语。 如果我们完成了综合的公式, 则允许我们用综合的模型来进行计算。

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