什麼是有效數字計算機?
有效數字(significant figures,常簡稱 sig figs)是指一個數字中真正帶有測量意義的位數。這個計算機一次完成兩件事:一是計算某個數字含有幾位有效數字,二是把該數字四捨五入到你指定的精確度。它是一項通用的數學工具,廣泛應用於化學、物理、工程,以及日常的理科作業——不受國家或單位限制,全世界通用。
使用方法
請依照原本的寫法輸入數字(保留末尾的 0 與小數點,因為它們會影響有效數字的計算結果)。接著選擇你想四捨五入到幾位有效數字。結果會同時顯示原始數字的有效位數,以及四捨五入後的數值。
規則說明
計算有效數字的規則如下:(1)所有非零的數字都是有效數字;(2)夾在非零數字之間的 0 是有效數字;(3)開頭的 0(前導零)一律不算有效數字;(4)末尾的 0 只有在數字含有小數點時才算有效數字。至於四捨五入,做法是先找出適當的 10 的次方,讓前 n 位有效數字剛好落在小數點之前,四捨五入取最接近的整數後,再縮放回原本的數量級。
$$\text{Rounded} = \frac{\operatorname{round}\!\left(\text{Number} \times 10^{\,p}\right)}{10^{\,p}} \qquad p = \text{Sig figs} - \left\lceil \log_{10}\left|\text{Number}\right| \right\rceil$$
實例演練
以 0.0045600 為例。開頭的 0.00(前導零)不算有效數字;剩下的 4、5、6、0、0 因為數字含有小數點,全部都算有效數字,因此共有 5 位有效數字。若把同一個數值四捨五入到 3 位有效數字,會先縮放成 \(4.56\),四捨五入後再縮放回去,得到 0.00456。
常見問題
末尾的 0 一定是有效數字嗎?只有在數字標出小數點時才算。「1500」只有 2 位有效數字,但「1500.」或「1500.0」的有效位數則更多。
這個計算機能處理負數嗎?可以。計算與四捨五入時會先忽略正負號,最後再把符號保留在結果中。
為什麼把 0.0045600 四捨五入到 3 位有效數字會顯示 0.00456?在一般小數的顯示中,末尾用來表示精確度的 0 可能會被省略,但數值本身與其 3 位有效數字的精確度都是正確的。