一、有效數(shù)字及其有效數(shù)字的保留
1、有效數(shù)字的定義
我們把通過(guò)直讀獲得的準(zhǔn)確數(shù)字叫做可靠數(shù)字;把通過(guò)估讀得到的那部分?jǐn)?shù)字叫做存疑數(shù)字。把測(cè)量結(jié)果中能夠反映被測(cè)量大小的帶有一位存疑數(shù)字的全部數(shù)字叫有效數(shù)字。有效數(shù)字指,保留末一位不準(zhǔn)確數(shù)字,其余數(shù)字均為準(zhǔn)確數(shù)字。有效數(shù)字的最后一位數(shù)值是可疑值。
如:0.2014為四位有效數(shù)字,最末一位數(shù)值4是可疑值,而不是有效數(shù)值。
再如:1g、1.000g其所表明的量值雖然都是1,但其準(zhǔn)確度是不同的,其分別表示為準(zhǔn)確到整數(shù)位、準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后第三位數(shù)值。因此有效數(shù)值不但表明了數(shù)值的大小,同時(shí)反映了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。
2、有效數(shù)字的保留
由于有效數(shù)字最末一位是可疑值,而不是準(zhǔn)確值。因此,計(jì)算過(guò)程中,計(jì)算的結(jié)果應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)極限或技術(shù)指標(biāo)規(guī)定的位數(shù)要求多保留一位,最后的報(bào)出值應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)定的位數(shù)相一致。
如:在標(biāo)準(zhǔn)的極限數(shù)值(或技術(shù)指標(biāo))的表示中,×× ≧95 表明結(jié)果要求保留到整數(shù)位。因此,計(jì)算結(jié)果一定要保留到小數(shù)點(diǎn)后一位,最后再修約到整數(shù)位,如計(jì)算結(jié)果為94.6報(bào)出結(jié)果為95(-);因?yàn)?4.6結(jié)果的0.6為可疑值,要想保留到整數(shù)位結(jié)果為準(zhǔn)確值,計(jì)算結(jié)果必須要多保留一位。
如,分析天平的分辨率為0.1mg(即我們常說(shuō)的萬(wàn)分之一天平),如果我們稱取的量是10.4320g,則實(shí)際的稱取結(jié)果結(jié)果為10.4320±0.0002g(萬(wàn)分之一的天平誤差)。
如GB/T 601-2016《化學(xué)試劑 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》,要求報(bào)出結(jié)果取4位有效數(shù)字,因此在標(biāo)定計(jì)算結(jié)果中,應(yīng)保留5位有效數(shù)字,最后再修約到4位有效數(shù)字(如果直接保留到4位有效數(shù)字,實(shí)際上是保留了三位有效數(shù)字,因最后一位是可疑值,則由標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度的不準(zhǔn)確,會(huì)引進(jìn)系統(tǒng)誤差。
二、“0” 在數(shù)字中的作用
“0”作為一個(gè)特殊的數(shù)字,在數(shù)值的不同的位置,有著不同的作用,只有明確了“0”在數(shù)字中的作用,才能更好的掌握有效數(shù)字及其加減乘除的運(yùn)算規(guī)則!0”在數(shù)字中不同的位置,有不用的作用,根據(jù)“0”在數(shù)字的位置,起三種作用。即定位(無(wú)效)、定值(有效)及不確定作用。
1、定位(無(wú)效)
當(dāng)“0”在小數(shù)點(diǎn)后,又在數(shù)字之前(前提:小數(shù)點(diǎn)前為“0”)時(shí),為定位。如:0.0001(數(shù)字前4個(gè)零) 0.02040(數(shù)字前2個(gè)零)均為定位作用。
2、定值(有效)
當(dāng)“0”在小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值中間或數(shù)尾(前提:小數(shù)點(diǎn)前必為“0”)時(shí)。如:0.00204 0.300020;當(dāng)“0”在小數(shù)點(diǎn)后,而小數(shù)點(diǎn)前為非“0”時(shí)。如1.000 1.0204,均為有效作用。
3、不確定作用:當(dāng)“0”在整數(shù)后
如:4500 有效數(shù)值是幾位?回答是:不確定。將4500用三位有效數(shù)字表示:0.450×104 4.50×103 。將4500用四位有效數(shù)字表示:0.4500×104 、45.00×102。
三、數(shù)字修約規(guī)則(GB/T 8170)
1、數(shù)字修約規(guī)則
“四舍五入法”是我們所熟悉的求近似數(shù)的方法。它深深地印在我們的腦海里,只要一遇到求近似數(shù)的問(wèn)題,馬上就會(huì)想到“四舍五入法”?墒牵趯(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。如果仍用“四舍五入法”取近似值,就不夠精確。
世界上的許多國(guó)家已廣泛采用“四舍六入法”。我國(guó)國(guó)家科委于1955年就作了推薦!八纳崃敕ā笨梢愿爬椋骸八纳崃胛蹇紤],五后非零就進(jìn)一,五后皆零看奇偶,五前為偶應(yīng)舍去,五前為奇要進(jìn)一。”就是說(shuō),如果省略的尾數(shù)最高位是4或小于4,就將尾數(shù)都舍去;如果省略的尾數(shù)最高位是6或大于6,去掉尾數(shù)后,要向它的前一位進(jìn)1;如果省略的尾數(shù)最高位是5,那就要根據(jù)具體情況而定。如果5后不都是0,將尾數(shù)略去后要向它的前一位進(jìn)1;如果5后面都是0,就看它的前一位是單數(shù)還是雙數(shù),5的前一位是雙數(shù),就將尾數(shù)舍去;5的前一位是單數(shù),舍去尾數(shù)后要向它的前一位進(jìn)1。
2、檢驗(yàn)結(jié)果的修約
根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求,在原始記錄中,通常檢驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果應(yīng)比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的位數(shù)要多保留一位,但被多保留的一位數(shù)值,應(yīng)該體現(xiàn)出修約的情況,或一步修約到位,但不能存在連續(xù)修約的現(xiàn)象。
a)檢驗(yàn)結(jié)果修約后,應(yīng)體現(xiàn)出修約的情況。
如:標(biāo)準(zhǔn)值 ××<0.5
檢測(cè)結(jié)果為:0.456, 第1步修約:0.46(-) (四舍六入),報(bào)出值:0.5(-) 判定:合格。
如:標(biāo)準(zhǔn)值 ×× ≥15
檢測(cè)結(jié)果為:14.55,第1步修約:14.6(-), 報(bào)出值:15(-),按全數(shù)值比較法(15(-))判定不合格、按修約值比較法(15)判定合格。
14.55(5后非零要進(jìn)一。講評(píng):在擬舍棄的數(shù)字中即14.55的第一個(gè)“5”,雖然“5”前為偶數(shù),但“5”后非“0”,所以要進(jìn)一。)
如,若檢驗(yàn)結(jié)果為:14.35,第1步修約:14.4(+) (修約原則,四舍六入) 報(bào)出結(jié)果:14。
最終的報(bào)出結(jié)果只有修約到標(biāo)準(zhǔn)值上時(shí),才用+、-表示。
b)一步修約到位 (這種修約更直接和更直觀)。
例題:將下列結(jié)果修約到整數(shù)位
檢測(cè)結(jié)果 報(bào)出值
15.4546 15
16.5203 17
17.5000 18
14.5500 15
10.5020 11
c)不準(zhǔn)連續(xù)修約。
擬修約數(shù)字應(yīng)在確定修約位數(shù)后,應(yīng)一次修約獲得結(jié)果,而不準(zhǔn)多次修約即連續(xù)修約。
如15.4546 一次修約結(jié)果為:15。
※ 連續(xù)修約:15.455 — 15.46-15.5-16
※ 按多保留一位的修約法:15.5(-)
因?yàn)?5(-),即修約后到5(-) ,但不足5(<5),所以不進(jìn),最終結(jié)果為15。
四、數(shù)值的修約方法
1、數(shù)值的修約方法有兩種,即修約值比較法和全數(shù)值比較法
a)修約值比較法:數(shù)值修約后,體現(xiàn)不出數(shù)值的修約情況;
b)全數(shù)值比較法:數(shù)值修約后,能夠體現(xiàn)出數(shù)值的修約情況。
2、如何選擇修約值的方法
a)當(dāng)檢測(cè)項(xiàng)目牽涉到衛(wèi)生指標(biāo)、安全指標(biāo)等,應(yīng)首選用全數(shù)值比較法;
b)只有當(dāng)檢測(cè)結(jié)果修約到標(biāo)準(zhǔn)值上時(shí),方采用全數(shù)值比較法。
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