峰值被积函数的求积方法

计算科学 正交
2021-12-16 17:15:01

考虑

I=LLf(x)dx,
在哪里f(x)是实值和分析的[L,L],但它在复平面上有一个极点,其实部位于[L,L]. 称它为z0,并假设它是一个简单的极点。如果虚部z0与实部相比很小,那么f(x)在附近急剧上升x0=Re{z0}. 如果这个峰足够尖锐并且f(x)在其他地方缓慢变化,那么基本的自适应正交方法(例如,递归 Simpson 或 Gauss-Legendre)将花费相当大的努力来尝试解决峰值。

一个显而易见的尝试是近似值x0并打破积分

I=I+I+=Lx0f(x)dx+x0Lf(x)dx
但是这样做只会将问题推到集成域的端点而不是内部。不过,我想知道是否有标准的变量变化来缓解这种行为?

另一种选择可能是尝试评估I通过复平面中的轮廓积分和剩余定理的使用。但是,如果软件实现f只为真正的参数定义。

对于这些“尖峰”被积函数,还有其他专门的求积方法吗?理想情况下,我不想对f除非它是真实的,分析的,并且逐渐远离x0. 但我也愿意接受需要更多假设的答案f如果没有普遍的答案。

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