Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
Przykład 1

W biurze redaktora naczelnego Gazety Powiatowej
wisi plakat, na którym uwieczniono wizerunki  kilkuset uczniów klas maturalnych, ustawionych w 25 rzędach, a w każdym rzędzie od 30 do 35 osób. Zdaniem redaktora na plakacie jest około ośmiuset osób. Jest to poprawne oszacowanie, ponieważ liczba maturzystów na pewno jest nie mniejsza niż 25·30=750 i nie większa niż 25·35=875. Dokładna wartość nie jest redaktorowi potrzebna.

Przykład 2

Płytę pilśniową o długości 262 cm mamy pociąć na siedem równych części, przy czym do odmierzenia długości odcinanych części używamy standardowej taśmy z podziałką milimetrową. Ponieważ:

2627=37,428571

więc zapewne będziemy odcinać kolejne części w odstępach równych 37,4 cm, zaniedbując dziesiąte części milimetra.

W drugim przykładzie liczbę, która miała po przecinku wiele cyfr (tak naprawdę nieskończenie wiele), przybliżyliśmy liczbą z tylko jedną cyfrą po przecinku. Przypomnijmy regułę, która obowiązuje przy wykonywaniu tego typu działań.

Reguła zaokrągleń
Definicja: Reguła zaokrągleń

Jeżeli zaokrąglamy liczbę do n – tego miejsca po przecinku, to cyfrę na miejscu n – tym:

  • zostawiamy bez zmian, gdy na n+1 miejscu jest cyfra 0, 1, 2, 3 lub 4,

  • zwiększamy o 1, gdy na n+1 miejscu jest cyfra 5, 6, 7, 8 lub 9.

Uwaga!

Jeżeli zaokrąglenie powoduje, że trzeba zwiększyć o 1 cyfrę 9, to zamiast 9 piszemy 0 i zwiększamy o 1 poprzednią cyfrę. Na przykład liczba 0,50398, w zaokrągleniu do czwartego miejsca po przecinku, to 0,5040, czyli 0,504.

Przykład 3

Rozwinięcie dziesiętne ułamka 123 jest okresowe, przy czym okres składa się aż z 22 cyfr:

123=0,0434782608695652173913

Jeśli więc chcemy operować ułamkiem 123 w postaci rozwinięcia dziesiętnego, to zazwyczaj będziemy używać jego przybliżonej wartości. Przykładowo, możemy ten ułamek zaokrąglić do trzech miejsc po przecinku: 123=0,043 lub – powiedzmy do siedmiu: 123 0,0434783.

Zaokrąglenia i przybliżenia często są obarczone pewnym błędem. Jeżeli przybliżenie jest większe od przybliżanej wartości, to mamy do czynienia z przybliżeniem z nadmiarem, a gdy jest mniejsze – z przybliżeniem z niedomiarem.

Przykład 4

Wieża Eiffla liczy 324 m wysokości. Jeśli powiemy, że ma ona 320 m, to przybliżymy jej wysokość z niedomiarem. Pomylimy się przy tym w naszym przybliżeniu o 4 m.

Przykład 5
RB5zdERDaLnTA1
Drzewo General Sherman
Źródło: dostępny w internecie: flickr.com.

Jedne z największych drzew na Ziemi to sekwoje. Należące do tego gatunku drzewo General Sherman ma objętość (zwaną także miąższością) szacowaną na 1489 m3. Jeśli powiemy, że ma ono 1500 m3 objętości, to przybliżymy tę wielkość z nadmiarem. Pomyłka związana z naszym przybliżeniem będzie równa 11 m3.

Drzewo General Sherman ma około dwa i pół tysiąca lat i mierzy blisko 84 m.

Błąd bezwzględny
Definicja: Błąd bezwzględny

W powyższych przykładach, określając niedokładność naszego szacowania, używaliśmy tzw. błędu bezwzględnego. Oto ścisła definicja tego pojęcia.

Jeżeli liczba q~ jest przybliżeniem liczby q, to błędem bezwzględnym tego przybliżenia nazywamy liczbę: q-q~

Już wiesz

Wartością bezwzględną liczby nieujemnej jest ta sama liczba, wartością bezwzględną liczby ujemnej jest liczba do niej przeciwna, np. 3=3 oraz -4=4.

Uwaga!

Błąd bezwzględny podajemy w tych samych jednostkach, w których wyrażona jest wielkość przybliżana.

Uwaga!

Błąd bezwzględnybłąd bezwzględnyBłąd bezwzględny to odległość liczb q i q~ na osi liczbowej:

R1W91lzX4L97H

Błąd bezwzględny wyraża się liczbą nieujemną. Ponadto zachodzi równość:

q-q~=q~-q

Przykład 6

Kazik, oglądając film przyrodniczy o płetwalu błękitnym, stwierdził, że płetwal waży  pewnie 200 ton (czyli 200000 kg). Płetwal ważył dokładnie 198560 kg, zatem chłopiec przybliżył jego masę z nadmiarem. Błąd bezwzględny tego przybliżenia jest równy:
200000-198560 kg=1440 kg.

RDpZGeP08XP3T
Płetwal błękitny (Balaenoptera musculus)
Źródło: National Oceanic and Atmospheric Administration, dostępny w internecie: commons.wikimedia.org, domena publiczna.
Przykład 7
Rpno9R3ngAQ741
Ryjówka etruska
Źródło: dostępny w internecie: creativecommons.org.

Wujek Kazika, przyglądając się w ZOO ryjówce etruskiej, ważącej 2 gramy, pomyślał, że musi ona ważyć około dwóch dekagramów. Wujek Kazika przybliżył masę ryjówki z nadmiarem. Błąd bezwzględnybłąd bezwzględnyBłąd bezwzględny tego przybliżenia jest równy: 20-2 g=18 g.

Ryjówka etruska to jeden z najmniejszych ssaków żyjących na Ziemi.

Mimo, że wujek Kazika pomylił się tylko o 18 gramów, a Kazik o 1,44 tony, to jednak wydaje się, że to Kazik dokładniej oszacował wagę płetwala, niż jego wujek, próbując określić wagę ryjówki.

Aby to nasze odczucie wyrazić precyzyjnie, musimy zdefiniować jeszcze jeden ważny parametr, który będzie odnosił przybliżenie danej liczby do jej wielkości.

Błąd względny
Definicja: Błąd względny

Jeżeli liczba q~ jest przybliżeniem liczby q0, to błędem względnym tego przybliżenia nazywamy liczbę:  q-q~q

Przykład 8

Obliczymy błąd względnybłąd względnybłąd względny, jaki popełnił Kazik w swoich szacunkach masy płetwala.

Mamy: q=198 560, q~=200000.

Stąd błąd względny jest równy: 200000-198560198560=1440198560=0,00725

W ocenie masy płetwala Kazik pomylił się więc jedynie o około 0,7 procent.

Ważne!

Jak widać na przykładach, błąd względny wygodnie jest podawać w postaci procentu. Błąd ten, jako stosunek dwóch wielkości wyrażonych tą samą jednostką, jest bezwymiarowy.

Przykład 9

Obliczymy teraz błąd względnybłąd względnybłąd względny, jaki popełnił wujek Kazika w ocenie masy ryjówki.

Mamy q=0,002 oraz q~=0,02, zatem błąd względny jest równy: 0,002 - 0,020,002=0,0180,002=9

Wujek Kazika pomylił się w ocenie masy ryjówki aż o 900%.

Zobaczymy teraz, jak błąd w ocenie jednej wielkości może wpływać na błąd w ocenie innej wielkości.

Przykład 10

Odległość w linii prostej między Rzeszowem a Szczecinem jest równa 636 km. Na mapie w skali 1:2500000 odległość ta, zmierzona linijką z podziałką milimetrową, wynosi 25,6 cm. Korzystając z tego pomiaru, możemy oszacować rzeczywistą odległość w linii prostej między tymi miastami. 25,6·2500000=64000000 cm,, więc odległość ta wynosi 640 km.

Zauważmy, że błąd bezwzględnybłąd bezwzględnybłąd bezwzględny oszacowania odległości obu miast wynosi 4 km, więc błąd względnybłąd względnybłąd względny to w tym przypadku 4636=0,0062893, a więc jest mniejszy niż 0,7%.

R1HTnng46MUJ0
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 4.0.
Przykład 11

Sprzedawca owoców ma wagę, która waży z dokładnością do pięciu dekagramów. Załóżmy, że klient kupuje kilogram jabłek w cenie 4  za kilogram. Oblicz, ile groszy może w najgorszym przypadku przepłacić z powodu niedoskonałości sklepowej wagi.

Zauważmy, że jeśli sprzedawca położy na wadze 95 dag jabłek, a waga wskaże 1 kg, to klient za 95 dag jabłek zapłaci 4 , choć prawidłowo powinien zapłacić:

0,95 kg·4 kg=3,80 

W najbardziej niesprzyjających okolicznościach klient przepłaci za kupiony towar 20 gr.

Słownik

błąd względny
błąd względny

jeżeli liczba q~ jest przybliżeniem liczby q0, to błędem względnym tego przybliżenia nazywamy liczbę:  q-q~q

błąd bezwzględny
błąd bezwzględny

jeżeli liczba q~ jest przybliżeniem liczby q, to błędem bezwzględnym tego przybliżenia nazywamy liczbę: q-q~