在實驗數據的運算中,有效數字的保留和運算規則必不可少。本期給大家梳理并舉例說明實驗數值加減、乘除、乘方、開方等運算后有效數字的修約規則,希望對大家有所幫助!
1. 有效數字
(1)有效數字是指在分析和測量中所能得到的有實際意義的數字。測量結果是由有效數字組成的(前后定位用的“0”除外)。
(2)有效數字的前幾位都是準確數字,只有最后一位是可疑數字。
例如:
測量結果1.1080g,前幾位數字1、1、0、8都是稱量讀到的準確數字,而最后一位數字0則是在沒有刻度的情況下估讀出來的,是不準確的或者說可疑的。
(3)有效數字是處于表示測量結果的數值的不同數位上。所有有效數字所占有的數位個數稱為有效數字位數。
例如:
① 數值3.5,有兩個有效數字,占有個位、十分位兩個數位,因而有效數字位數為兩位;
② 3.501有四個有效數字,占有個位、十分位、百分位、千分位四個數位,因而是四位有效數字。
(4)測量結果的數字,其有效位數反映了測量結果的精確度,它直接與測量的精密度有關。這也是有效數字實際意義的體現。
例如:
前述例子中,若測量結果為1.1080g,則表示測量值的誤差在10-4量級上,天平的精度為萬分之一;若測量結果為1.108g,則表示測量值的誤差在10-3量級上,天平的精度為千分之一。
2. 修約規則
3. 數值運算規則
(1)加減運算
幾個數相加減的結果,經修約后保留有效數字的位數,取決于絕對誤差最大的數值,計算結果應以絕對誤差最大(即小數點后位數最少)的數據為基準,來決定計算結果數據的位數。
在實際運算過程中,各數值保留的位數比各數值中小數點后位數最少者多保留一位小數,而計算結果有效數字的位數應與效數最少的一數相同。
例如:29.2+36.582-3.0281≈62.8
(2) 乘除運算
幾個數據的乘除運算以相對誤差最大(即有效數字位數最少)的數值為基準來決定結果數據的位數。
在實際運算中,先將各數值修約至比有效數字位數最少者多保留一位有效數字運算,計算結果的有效數字的位數與有效數字位數最少的數值相同。(與小數點位置無關)
例如:
0.235438×28.6×61.8911
≈0.2354×28.6×61.89
=414.6707116
三個參與運算的數值的有效數字位數分別為六位、三位、六位,所以最終計算結果用三位有效數字表示,為415或4.15×102。
(3) 乘方和開方
乘方或開方時,原數值有幾位有效數字,計算結果就可以保留幾位有效數字。若計算結果還要參與運算,則乘方或開方所得結果可比原數值多保留一位有效數字。
例如:
3.582=12.8614,運算結果保留三位有效數字,為12.9。
(4) 平均值
計算幾個數值的平均值時,先將計算結果修約至比要求的位數多一位,再按數值修約規則處理。
(5) 方差和標準偏差
方差和標準偏差在運算過程中對中間結果不做修約,只將最后結果修約至要求的位數。
注意:
① 在所有計算式中,常數(π、e等)以及非檢測所得的計算因子(倍數或分數等)的有效數字位數,可視為無限,需要幾位就取幾位。
② 使用計算器(或電腦)進行計算時,一般不對中間每一步驟的計算結果進行修約,僅對最后的結果進行修約,使其符合事先所確定的位數。
(6)自然數
在一些分析化學運算中,有時會遇到一些倍數或分數的關系。例如:水(H2O)的相對分子質量=2×1.008+16.00=18.02
其中 “2”不能看做1位有效數字。因為它們是非測量所得到的數,是自然數,其有效數字位數,可視為無限的。
另外,常數π、圖片等的有效數字,可認為是無限制,即在計算中可根據需要取適當的數位。
文章(文字)來源:實驗室GB檢測技術
1. 有效數字
(1)有效數字是指在分析和測量中所能得到的有實際意義的數字。測量結果是由有效數字組成的(前后定位用的“0”除外)。
(2)有效數字的前幾位都是準確數字,只有最后一位是可疑數字。
例如:
測量結果1.1080g,前幾位數字1、1、0、8都是稱量讀到的準確數字,而最后一位數字0則是在沒有刻度的情況下估讀出來的,是不準確的或者說可疑的。
(3)有效數字是處于表示測量結果的數值的不同數位上。所有有效數字所占有的數位個數稱為有效數字位數。
例如:
① 數值3.5,有兩個有效數字,占有個位、十分位兩個數位,因而有效數字位數為兩位;
② 3.501有四個有效數字,占有個位、十分位、百分位、千分位四個數位,因而是四位有效數字。
(4)測量結果的數字,其有效位數反映了測量結果的精確度,它直接與測量的精密度有關。這也是有效數字實際意義的體現。
例如:
前述例子中,若測量結果為1.1080g,則表示測量值的誤差在10-4量級上,天平的精度為萬分之一;若測量結果為1.108g,則表示測量值的誤差在10-3量級上,天平的精度為千分之一。
2. 修約規則
3. 數值運算規則
(1)加減運算
幾個數相加減的結果,經修約后保留有效數字的位數,取決于絕對誤差最大的數值,計算結果應以絕對誤差最大(即小數點后位數最少)的數據為基準,來決定計算結果數據的位數。
在實際運算過程中,各數值保留的位數比各數值中小數點后位數最少者多保留一位小數,而計算結果有效數字的位數應與效數最少的一數相同。
例如:29.2+36.582-3.0281≈62.8
(2) 乘除運算
幾個數據的乘除運算以相對誤差最大(即有效數字位數最少)的數值為基準來決定結果數據的位數。
在實際運算中,先將各數值修約至比有效數字位數最少者多保留一位有效數字運算,計算結果的有效數字的位數與有效數字位數最少的數值相同。(與小數點位置無關)
例如:
0.235438×28.6×61.8911
≈0.2354×28.6×61.89
=414.6707116
三個參與運算的數值的有效數字位數分別為六位、三位、六位,所以最終計算結果用三位有效數字表示,為415或4.15×102。
(3) 乘方和開方
乘方或開方時,原數值有幾位有效數字,計算結果就可以保留幾位有效數字。若計算結果還要參與運算,則乘方或開方所得結果可比原數值多保留一位有效數字。
例如:
3.582=12.8614,運算結果保留三位有效數字,為12.9。
(4) 平均值
計算幾個數值的平均值時,先將計算結果修約至比要求的位數多一位,再按數值修約規則處理。
(5) 方差和標準偏差
方差和標準偏差在運算過程中對中間結果不做修約,只將最后結果修約至要求的位數。
注意:
① 在所有計算式中,常數(π、e等)以及非檢測所得的計算因子(倍數或分數等)的有效數字位數,可視為無限,需要幾位就取幾位。
② 使用計算器(或電腦)進行計算時,一般不對中間每一步驟的計算結果進行修約,僅對最后的結果進行修約,使其符合事先所確定的位數。
(6)自然數
在一些分析化學運算中,有時會遇到一些倍數或分數的關系。例如:水(H2O)的相對分子質量=2×1.008+16.00=18.02
其中 “2”不能看做1位有效數字。因為它們是非測量所得到的數,是自然數,其有效數字位數,可視為無限的。
另外,常數π、圖片等的有效數字,可認為是無限制,即在計算中可根據需要取適當的數位。
文章(文字)來源:實驗室GB檢測技術