Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Григорьев 1,2,3,4 ч..doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
2.09 Mб
Скачать

4.4. Правила округлений и приближений вычислений

4.4.1. Правила округления

Результаты прямых и косвенных измерений, их погрешности часто получаются с большим количеством знаков, чем это соответствует точности измерений.

На практике принято приближенные числа записывать таким образом, чтобы ошибка последней неотбрасываемой цифры не превышала десяти единиц этого разряда. Тогда все цифры, кроме последней, будут верными, а последняя цифра будет сомнительной. Все цифры, расположенные правее сомнительной, – неверные. Верные и сомнительные цифры называются значащими. Незначащими цифрами считаются все нули, стоящие правее сомнительной цифры. При записи окончательных результатов неверные цифры отбрасываются с соблюдением правил округления.

Результаты измерений и их погрешности округления следующие:

1. При отбрасывании ряда цифр, если первая из них больше 5, последняя сохраняемая (последняя значащая или сомнительная) цифра увеличивается на единицу; если первая отбрасываемая цифра меньше 5, то последняя сохраняемая цифра остается без изменений.

2. Если отбрасывается только цифра 5 и отсутствуют последующие за ней цифры, то последняя сохраняемая четная цифра увеличивается на единицу.

3. При округлении целых чисел все цифры, отбрасываемые при округлении, заменяются множителем 10к (к – количество отбрасываемых цифр); при округлении десятичных дробей цифры, стоящие после запятой, отбрасываются без замены нулями. Результаты прямых и косвенных измерений округляются до того же разряда, которым оканчивается округленное значение абсолютной погрешности. При округлении погрешностей их значения указываются с одной–двумя значащими цифрами. При этом, если полученное значение погрешности начинается с цифры, равной или больше 3, в нем сохраняется лишь один знак; если же оно начинается с цифр меньше 3 (т. е. 1 или 2), то в нем сохраняют два знака. Округление же значений погрешностей осуществляют с использованием пп. 1–3 данных правил с одним исключением: если отбрасывается только цифра 5 и нет последующих за ней цифр, то вне зависимости от того, какая последняя цифра – четная или нечетная, она увеличивается на единицу.

4. Округление производится лишь в окончательном ответе, а все предварительные вычисления проводят с одним, а иногда с двумя лишними знаками (при многозвенных зависимостях), полученными в соответствии с пп. 1–3 данных правил.

4.4.2. Вычисления с приближенными числами

При совершении математических операций с приближенными числами точность результатов определяется количеством значащих цифр в используемых числах и характером арифметического действия, поскольку результат последнего есть также приближенное число, в котором будут неверные цифры, подлежащие отбрасыванию. Например, сложение и умножение верной и неверной цифр дают неверную, а верной и сомнительной – сомнительную. По правилам в таких случаях результат вычислений не может быть точнее самого неточного числа в исходных данных. Из этого следует, что при совершении математических действий округлять необходимо не только окончательные результаты, но и числа в исходных данных и промежуточных расчетах. С учетом отмеченного рассмотрим правила округления в основных математических операциях:

1. При сложении и вычитании все участвующие в операциях числа округляют до сомнительной цифры, стоящей в наиболее высоком разряде.

Пример. x = 25,379 + 3,4765 + 8,0134 + 0,75 – 35,38 + 3,48 + 8,01 + 0,75 = 37,62.

При вычитании следует обращать внимание на возможную потерю точности результата в случае близких по величине чисел.

Пример. x = 23,7842 – 23,7836 = 0,0006.

В данном примере исходные данные имеют по 6 значащих (по 5 верных и по одной сомнительной цифре), а результат действия – одну и ту же сомнительную цифру. При получении разности двух близких по значению чисел для увеличения точности результатов необходимо изменять методику измерений или вычислений.

2. При умножении и делении (предварительно округляются все числа) в полученных результатах оставляют столько значащих цифр, сколько их в исходном числе с наименьшим количеством значащих цифр.

Пример. x = 75,80,045397 = 75,80,0454 = 3,44.

3. При возведении в степень и извлечении корня в приближенном числе оставляется столько значащих цифр, сколько их в основании или в числе под корнем.

4. При логарифмировании в мантиссе берется столько значащих цифр, сколько их в логарифмируемом числе.