We consider the numerical computation of finite-range singular integrals $$I[f]=\intBar^b_a f(x)\,dx,\quad f(x)=\frac{g(x)}{(x-t)^m},\quad m=1,2,\ldots,\quad a<t<b,$$ that are defined in the sense of Hadamard Finite Part, assuming that $g\in C^\infty[a,b]$ and $f(x)\in C^\infty(\mathbb{R}_t)$ is $T$-periodic with $\mathbb{R}_t=\mathbb{R}\setminus\{t+ kT\}^\infty_{k=-\infty}$, $T=b-a$. Using a generalization of the Euler--Maclaurin expansion developed in [A. Sidi, {Euler--Maclaurin} expansions for integrals with arbitrary algebraic endpoint singularities. {\em Math. Comp.}, 81:2159--2173, 2012], we unify the treatment of these integrals. For each $m$, we develop a number of numerical quadrature formulas $\widehat{T}^{(s)}_{m,n}[f]$ of trapezoidal type for $I[f]$. For example, three numerical quadrature formulas of trapezoidal type result from this approach for the case $m=3$, and these are \begin{align*} \widehat{T}^{(0)}_{3,n}[f]&=h\sum^{n-1}_{j=1}f(t+jh)-\frac{\pi^2}{3}\,g'(t)\,h^{-1} +\frac{1}{6}\,g'''(t)\,h, \quad h=\frac{T}{n}, \widehat{T}^{(1)}_{3,n}[f]&=h\sum^n_{j=1}f(t+jh-h/2)-\pi^2\,g'(t)\,h^{-1},\quad h=\frac{T}{n}, \widehat{T}^{(2)}_{3,n}[f]&=2h\sum^n_{j=1}f(t+jh-h/2)- \frac{h}{2}\sum^{2n}_{j=1}f(t+jh/2-h/4),\quad h=\frac{T}{n}.\end{align*}
翻译:我们考虑计算限定范围的单元集成 $[{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{}}}}}美元-美元x{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{}}}美元}}美元-美元}xxxxxx{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{}}}}}}美元}美元}美元}美元}美元美元美元},[美元=美元=1美元},[美元},[美元},[美元=},[美元=1美元=美元=1美元=1美元=1美元=1美元=1美元=美元=1美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元(美元=美元(美元(美元=美元=美元=美元美元=美元=美元(美元=美元(美元=1,[美元=1美元=美元=美元=美元=美元(美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元),[美元=2美元(美元=2美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元),美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元=美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元美元),[美元=美元=美元=美元