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一、重点内容
绝对误差――设精确值x*的近似值x, 差e=x-x*称为近似值x的绝对误差(误差)。
绝对误差限――绝对误差限e是绝对误差e绝对值的一个上界,即 。
相对误差er――绝对误差e与精确值x*的比值, 。常用 计算。
相对误差限 ――相对误差er绝对值的一个上界, ,常用 计算。
绝对误差限和相对误差限的估计式:
有效数字――如果近似值x的误差限e是它某一个数位的半个单位,我们就说x准确到该位. 从这一位起到前面第一个非0数字为止的所有数字称为x的有效数字。
关于有效数字:
(1)设精确值x*的近似值x,
a1,a2,…,an是0~9之中的自然数,且a1¹0,
则x有l位有效数字.
(2)设近似值 有l位有效数字,则其相对误差限
(3) 设近似值 的相对误差限不大于
则它至少有l位有效数字。
(4) 要求精确到10-k(k为正整数),则该数的近似值应保留k位小数。
二、实例
例1 设x*= p=3.1415926…
近似值x=3.14=0.314×101,即m=1,它的绝对误差是 -0.001 592 6…,有
即l=3,故x=3.14有3位有效数字。x=3.14准确到小数点后第2位。
又近似值x=3.1416,它的绝对误差是0.0000074…,有
即m=1,l=5,x=3.1416有5位有效数字。
而近似值x=3.1415,它的绝对误差是0.0000926…,有
即m=1,l=4,x=3.1415有4位有效数字。
这就是说某数有s位数,若末位数字是四舍五入得到的,那么该数有s位有效数字;
例2 指出下列各数具有几位有效数字,及其绝对误差限和相对误差限:
2.000 4 -0.002 00 9 000 9 000.00
解 因为x1=2.000 4=0.200 04×101, 它的绝对误差限0.000 05=0.5×10 1―5,即m=1,l=5,故x=2.000 4有5位有效数字. a1=2,相对误差限
x2=-0.002 00,绝对误差限0.000 005,因为m=-2,l=3,x2=-0.002 00有3位有效数字. a1=2,相对误差限er= =0.002 5
x3=9 000,绝对误差限为0.5×100,因为m=4, l=4, x3=9 000有4位有效数字,a=9,相对误差限er= =0.000 056
x4=9 000.00,绝对误差限0.005,因为m=4,l=6,x4=9 000.00有6位有效数字,相对误差限为er=er= =0.000 000 56
由x3与x4可以看到小数点之后的0,不是可有可无的,它是有实际意义的。
例3 ln2=0.69314718…,精确到10-3的近似值是多少?
解 精确到10-3=0.001,即绝对误差限是e=0.0005, 故至少要保留小数点后三位才可以。ln2»0.693
三、练习题
1. 设某数x*,它的保留三位有效数字的近似值的绝对误差是 。
2. 设某数x*,它的精确到10-4的近似值应取小数点后 位。
3. ( )的3位有效数字是0.236×102。
(A) 235.54×10-1 (B) 235.418 (C) 2354.82×10-2 (D) 0.0023549×103
4. 设a*=2.718181828…,取a=2.718,则有( ),称a有四位有效数字。
(A) (B)
(C) (D)
5. 设某数x*,对其进行四舍五入的近似值是( ),则它有3位有效数字,绝对误差限是
(A) 0.315 (B) 0.03150 (C) 0.0315 (D) 0.00315
6. 以下近似值中,保留四位有效数字,相对误差限为 的数是( )。
(A) 0.01234 (B) –12.34 (C