第三节有效数字及其运算规则
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有效数字及其运算规则一、测量结果得有效数字1.有效数字得定义及其基本性质测量结果中所有可靠数字加上末位得可疑数字统称为测量结果得有效数字。
有效数字具有以下基本特性:(1)有效数字得位数与仪器精度(最小分度值)有关,也与被测量得大小有关。
对于同一被测量量,如果使用不同精度得仪器进行测量,则测得得有效数字得位数就是不同得。
例如用千分尺(最小分度值,)测量某物体得长度读数为。
其中前三位数字“”就是最小分度值得整数部分,就是可靠数字;末位“"就是在最小分度值内估读得数字,为可疑数字;它与千分尺得在同一数位上,所以该测量值有四位数字、如果改用最小分度值(游标精度)为得游标卡尺来测量,其读数为,测量值就只有三位有效数字。
游标卡尺没有估读数字,其末位数字“"为可疑数字,它与游标卡尺得也就是在同一数位上。
(2)有效数字得位数与小数点得位置无关,单位换算时有效数字得位数不应发生改变。
2、有效数字与不确定度得关系在我们规定不确定度得有效数字只取一位时,任何测量结果,其数值得最后一位应与不确定度所在得那一位对齐、如,测量值得末位“”刚好与不确定度得“"对齐。
由于有效数字得最后一位就是不确定度所在位,因此有效数字或有效位数在一定程度上反映了测量值得不确定度(或误差限值)。
测量值得有效数字位数越多,测量得相对不确定度越小;有效位数越少,相对不确定度就越大。
3.数值得科学表示法二、有效数字得运算规则1.数值得舍入修约原则测量值得数字得舍入,首先要确定需要保留得有效数字与位数,保留数字得位数确定以后,后面多余得数字就应予以舍入修约,其规则如下:(1)拟舍弃数字得最左一位数字小于5时,则舍去,即保留得各位数字不变。
(2)拟舍弃数字得最左一位数字大于5,或者就是5而其后跟有并非0得数字时,则进1,即保留得末位数字加1。
(3)拟舍弃数字得最左一位数字为5,而5得右边无数字或皆为0时,若所保留得末位数字为奇数则进1,为偶数或0则舍去,即“单进双不进”。
有效数字及其运算规则一、测量结果的有效数字1.有效数字的定义及其基本性质测量结果中所有可靠数字加上末位的可疑数字统称为测量结果的有效数字。
有效数字具有以下基本特性:有效数字具有以下基本特性:(1)有效数字的位数与仪器精度(最小分度值)有关,也与被测量的大小有关。
)有效数字的位数与仪器精度(最小分度值)有关,也与被测量的大小有关。
对于同一被测量量,如果使用不同精度的仪器进行测量,则测得的有效数字的位数是不同的。
例如用千分尺(最小分度值00.011m m ,0.004m mD =仪)测量某物体的长度读数为84.8334m m 。
其中前三位数字“483”是最小分度值的整数部分,是可靠数字;末位“4”是在最小分度值内估读的数字,为可疑数字;它与千分尺的D 仪在同一数位上,所以该测量值有四位数字。
如果改用最小分度值(游标精度)为00.022m m 的游标卡尺来测量,其读数为84.844m m ,测量值就只有三位有效数字。
游标卡尺没有估读数字,其末位数字“4”为可疑数字,它与游标卡尺的0.02m m D 仪=也是在同一数位上。
也是在同一数位上。
(2)有效数字的位数与小数点的位置无关,单位换算时有效数字的位数不应发生改变。
2.有效数字与不确定度的关系在我们规定不确定度的有效数字只取一位时,任何测量结果,其数值的最后一位应与不确定度所在的那一位对齐。
如39(8.922700.0005)/g c m r =±,测量值的末位“7”刚好与不确定度00.0005的“5”对齐。
”对齐。
由于有效数字的最后一位是不确定度所在位,因此有效数字或有效位数在一定程度上反映了测量值的不确定度(或误差限值)。
测量值的有效数字位数越多,测量的相对不确定度越小;有效位数越少,相对不确定度就越大。
越小;有效位数越少,相对不确定度就越大。
3.数值的科学表示法二、有效数字的运算规则1.数值的舍入修约原则测量值的数字的舍入,首先要确定需要保留的有效数字和位数,保留数字的位数确定以222()()()A B C D +D +D 2222()()0.300.088A C D +D +2222()()0.0402483.751.2R T RTD D æöæöæöæ+´=+´ç÷ç÷ç÷çèøèøèøè2。
有效数字及其运算规则一、有效数字的含义及位数为了得到准确的分析结果,不仅要准确地测量,而且还要正确地记录和运算,即记录的数字不仅表示数量的大小,而且要正确的反映测量的精确程度。
如某物重0.5180g 、其中0.518 是准确的,“0 ”位可疑,即其有上下一个单位的误差,也就是说此物重的绝对误差为二.有效数字的运算规则:1 .和或差的有效数字:几个数相加减时,和或差的有效数字的保留,应以小数点后位数最少的数据为根据,即决定于绝对误差最大的那个数据。
例如:0.0121+25.64+1.05782 =26.70992应依25.64 为依据,即:原式=26.71小数点后位数的多少反映了测量绝对误差的大小,如小数后有1 位,它的绝对误差为±0.1 ,而小数点有 2 位时,绝对误差为±0.01 。
可见,小数点具有相同位数的数字,其绝对误差的大小也相同。
而且,绝对误差的大小仅与小数部分有关,而与有效数字位数无关。
所以,在加减运算中,原始数据的绝对误差,决定了计算结果的绝对误差大小,计算结果的绝对误差必然受到绝对误差最大的那个原始数据的制约而与之处在同一水平上。
2 .乘除法几个数相乘、除时,其积或商的有效数字应与参加运算的数字中,有效数字位数最少的那个数字相同。
即:所得结果的位数取决于相对误差最大的那个数字。
商应与0.0325 在同一水平上,即取3 位。
又如:3.001×2.1= 6.3有效数字的位数的多少反映了测量相对误差的大小。
如 2 位有效数字1.0 和9.9 它们的都是±0.1 ,相对误差分别为±10% 和±1%, 即:两位有效数字的相对误差总在±1% ~10%叁位有效数字的相对误差总在±0.1 ~1%肆位有效数字的相对误差总在±0.01 ~±0.1% 之间。
可见,相同有效数字位数的数字,其相对误差E r,处在同一水平上:而且E r的大小,仅与有效数字位数有关,而与小数点位数无关。
1.3 有效数字及其运算规则1.3.1 有效数字1. 定义有效数字就是实际能测到的数字。
有效数字的位数和分析过程所用的分析方法、测量方法、测量仪器的准确度有关。
我们可以把有效数字这样表示。
有效数字=所有的可靠的数字+ 一位可疑数字表示含义:如果有一个结果表示有效数字的位数不同,说明用的称量仪器的准确度不同。
例:7.5克用的是粗天平7.52克用的是扭力天平7.5187克用的是分析天平2. “0”的双重意义作为普通数字使用或作为定位的标志。
例:滴定管读数为20.30毫升。
两个0都是测量出的值,算做普通数字,都是有效数字,这个数据有效数字位数是四位。
改用“升”为单位,数据表示为0.02030升,前两个0是起定位作用的,不是有效数字,此数据是四位有效数字。
3. 规定(1).倍数、分数关系无限多位有效数字(2). pH、pM、lgc、lgK等对数值,有效数字由尾数决定。
例: pM=5.00 (二位)[M]=1.0×10-5 ;PH=10.34(二位);pH=0.03(二位)注意:首位数字是8,9时,有效数字可多计一位, 如9.83―四位。
1.3.2 数字修约规则(“四舍六入五成双”规则)规定:当尾数≤4时则舍,尾数≥6时则入;尾数等于5而后面的数都为0时,5前面为偶数则舍,5前面为奇数则入;尾数等于5而后面还有不为0的任何数字,无论5前面是奇或是偶都入。
例:将下列数字修约为4位有效数字。
修约前修约后0.526647--------0.52660.36266112------0.362710.23500--------10.24250.65000-------250.618.085002--------18.093517.46--------3517注意:修约数字时只允许一次修约,不能分次修约。
如:13.4748-13.471.3.3 计算规则1. 加减法先按小数点后位数最少的数据保留其它各数的位数,再进行加减计算,计算结果也使小数点后保留相同的位数。