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请问以下关于有效数字的保留的规则应该怎么理解?

请问以下关于有效数字的保留的规则应该怎么理解?

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请问以下关于有效数字的保留的规则应该怎么理解?

先谈观点:有效数字的概念来自于测量理论,单纯的数学运算讨论有效数字没有意义。在测量理论中,有效数字的概念非常重要,但是运算过程反而不那么重要。

有效数字的重要性在于厘清一个认识,即任何测量(本质就是实验)得到的结果都是有误差的。当一个数字的取舍对总误差的贡献小于五分之一时,基本可以忽略,小于十分之一时完全可以忽略。按照这个原则,把多余的数字按四舍五入,或者四舍六入逢五奇进偶不进的原则舍弃多余数字,这样就可以把测量得到的结果表示得更加简洁但又不失对结果有效性的评价,这便是有效数字的意义所在。

有效数字的运算过程不那么重要的理由有两点,一是过多的数字除了引起占用表达资源带来的不适感以外,并没有其他负面影响。二是有效数字取舍本质是为了简化运算以提高运算效率,在依赖于手工计算的年代,运算效率的重要性是不言而喻的,而在电算资源极大丰富的今天,绝大多数场景下运算效率已不成问题,故而不是关注焦点。

按照简洁原则,测量结果总是希望表达成一列数字表示的数值,倒数第二位是准确数字,倒数第一位即末位是存疑数(即欠准数)。当某个测量结果由多个参数的测量结果按照某个数学公式计算得到时,这种测量方法通常称为间接测量,便涉及到了计算过程中的有效数字处理。

所有的运算都可以表示成加法运算和乘法运算,非线性数学公式可以通过泰勒展开转化成近似的加法和乘法运算。

假设参数的测量结果已经满足了简洁原则,即倒数第二位是准确数字,倒数第一位即末位是存疑数(即欠准数),由于每个参数的大小不同,测量参数的仪器本身误差可能不同,意味着每个参数表达出来的有效数字位数是不同的。

当测量结果由两个及以上的参数通过加法运算得到时,按小数位数对齐原则运算,以小数位数最少的参数为基准对其他参数进行有效数字取舍。

当测量结果由多个参数通过乘法运算得到时,按有效数字的总位数相同原则运算,以有效数字位数最少的参数为基准对其他参数进行有效数字取舍。

当测量结果通过加法和乘法符合运算得到时,按运算优先级运算,分别遵守各自规则。

需要注意的是减法是加法的逆运算,除法是乘法的逆运算,各自遵守加法和乘法运算规则。

还需要注意的是,有效数字取舍只适合测量结果,计算公式中的任何常数都无需考虑有效数字取舍,取公式、手册给定值或行业约定值即可。