Highly Accurate Numerical Method for First-Kind Singular Integral Equations

Mathematics, 2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/math14183405
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

In this paper, we present a highly accurate numerical scheme for solving first-kind Cauchy-type singular integral equations (CSIEs). The method is based on approximating the unknown function using Chebyshev series and applying modified Gauss–Chebyshev quadrature formulas with Gauss–Lobatto nodes to evaluate weighted kernel integrals. The proposed approach is versatile and can effectively handle bounded, unbounded, and semi-bounded solution domains. The invertibility of the associated operator is established for both bounded and unbounded cases, ensuring the uniqueness of the solution. Furthermore, convergence rates are rigorously proven in Hilbert space. Several numerical examples are provided to demonstrate the performance of the method, along with detailed comparisons to existing numerical techniques. These results confirm the simplicity, efficiency, and reliability of the proposed scheme, making it a powerful tool for solving first-kind CSIEs in a wide range of applications.