一、基本觀念:有效數字之取捨
二、平差觀念:多數平均要增加
三、輔助知識:工程應用之實務
一、有效數字之取捨:(以加減法為例)
單位先化成一致,小數點對齊,將答案保留至參與運算各數值中最差者。
例題:11.1m + 11.34m = 22.44m => 22.4m。
理由:11.1m 的 .1m 已經是估計值,所以在公寸有其不確定性,現在拿比較準確之11.34m 來加,還是改變不了公寸的不確定性,所以只能取到 22.4m 的公寸。
延伸:因為答案常以題目之數字作加減法之運算,所以有時會與題目有相同之位數,但非必然。
二、多數平均要增加:
小學生量10個硬幣之厚度,答案為23mm,則每個硬幣之厚度為2.3mm;這是複測法之觀念。
一段距離量10次,若觀測值寫到cm,則平均值可寫到mm;這是因為平均值之σ變小了。
答案反映兩個資訊:最或是值、精度等級。如果精度已經提升,就該在答案有所表示。
附註:10個、10次大概都可增加一位,但4、5個要不要增加就有模糊地帶了。
三、工程應用之實務:
道路寬度三個答案:8m、8.00m、8.000m、8.0000m,請猜是用何種器材取得?
8m :目測 。只敢寫到公尺,不然會抓包。
8.00m :布捲尺。用力一些尺就拉長4、5mm,所以我也不敢寫到mm。
8.000m :鋼捲尺。如果量出來正好8米,連1公分都不差(可能差1、2mm),當然要寫到3位才能表現我的努力。
8.0000m:不要開玩笑了,誰理你ㄚ,吹牛。而且也沒必要。
附註:測量實習一,步幅測量,有人32步走了23m,答案寫0.71875 m/步,還慶幸除得盡。其實既然無法保證每次都可走出 0.71875m,還是務實一點,寫 0.72 或 0.7 吧!
提醒:
1.計算過程仍然需先算出完整的中間值與答案,然後再四捨五入,而且為了表示我懂,不是矇的,建議考試答題時稍加說明。
2.平方要保留2倍有效數字,如 0.12^2 = 0.0144;如果只留 0.01,再開根號就回不來 0.12 了。
3.如果無法確切掌握,建議中間過程儘量多取,最好利用計算機的儲存功能,保留完整資料,否則 100/7≒14.3,14.3*7=100.1 ,誤差達 1/1000,力學可接受,測量就退件了。