Przybliżenia i zaokrąglenia
2. Błąd bezwzględny i błąd względny
Zaokrąglając liczby np. podając ceny, odległości, czy wagi popełniamy błędy przybliżenia. Duże znaczenie mają one zwłaszcza podczas wykonywania doświadczeń i badań fizycznych czy chemicznych. Wykonując doświadczania i opisując ich wyniki dowiesz się, że błędy pomiaru dzielą się na trzy kategorie: błędy grube, błędy systematyczne i błędy przypadkowe.
Błędy grube powstają na skutek niestaranności osoby wykonującej eksperyment lub nieumiejętności użycia danego przyrządu. Przyczyną błędu systematycznego może być zła metoda pomiaru, wada urządzenia pomiarowego, zewnętrzne warunki pomiaru (np. zbyt wysoka temperatura w pomieszczeniu). Błąd przypadkowy, to np. błąd pomiaru. Jego źródłem mogą być też przypadkowe drgania budynku, czy ruch powietrza.
Dokonując różnych badań należy uwzględniać takie błędy, a na co dzień pamiętać, że nasze przybliżenia są nimi obarczone.
Ze względu na rodzaj zapisu błędy dzielą się na bezwzględne, względne oraz procentowe.
Przypomnisz sobie informacje na temat przybliżeń i zaokrągleń.
Przypomnisz sobie jak obliczamy wartość bezwzględną liczby rzeczywistej.
Poznasz pojęcie błędu bezwzględnego i względnego.
Nauczysz się obliczać błąd bezwzględny.
Nauczysz się obliczać błąd względny przybliżenia.
Błąd bezwzględny
Błąd przybliżenia to różnica między wartość przybliżoną (tą, którą obliczyliśmy, oszacowaliśmy lub zmierzyliśmy) a wartością dokładną (prawdziwą, dokładną).
Błąd bezwzględny przybliżenia to wartość bezwzględna różnicy między wartością przybliżoną (tą, którą obliczyliśmy, oszacowaliśmy lub zmierzyliśmy) a wartością dokładną (prawdziwą, dokładną).
Jeśli oznaczymy przez wartość dokładną, a przez wartość przybliżoną, to błąd bezwzględny możemy obliczyć korzystając ze wzoru:
Błąd bezwzględny jest więc zawsze liczbą nieujemną. Wyrażamy go w takich samych jednostkach jak wartość, którą przybliżamy.
Podczas wizyty w sklepie meblowym mamie spodobała się niewielka komoda. Oszacowała, że jej długość wynosi . Tata twierdził, że komoda ma co najwyżej długości. Poproszony do pomocy sprzedawca zmierzył mebel i okazało się, że jego długość wynosi dokładnie . Obliczymy jaki błąd przybliżeniabłąd przybliżenia popełniło każde z rodziców.
Wartość dokładna:
Przybliżenie wykonane przez mamę, to przybliżenie z nadmiarem.
Błąd tego przybliżenia wynosi .
Przybliżenie wykonane przez tatę, to przybliżenie z niedomiarem.
Błąd tego przybliżenia to .
Uczniowie postanowili udekorować swoją pracownię szkolną. Oszacowali więc jej wymiary, aby kupić odpowiednią ilość materiałów. Mając do dyspozycji metrową linijkę dokonali następujących pomiarów: długość pracowni – ,
szerokość – , wysokość – . Chcieli udekorować największą ścianę i sufit, a więc, zgodnie z obliczeniami uczniów, powierzchnie o polach oraz .
Wiedząc, że dokładne wymiary pracowni to , obliczymy błąd bezwzględny, jaki popełnili uczniowie przy obliczaniu pól tych powierzchni.
Obliczamy pola powierzchni ściany i sufitu.
Ściana:
Pole obliczone przez uczniów:
Pole obliczone z dokładnych wartości wymiarów:
A zatem błąd bezwzględnybłąd bezwzględny tego przybliżenia wynosi
Sufit:
Pole obliczone przez uczniów:
Pole obliczone z dokładnych wartości wymiarów:
A zatem błąd bezwzględny tego przybliżenia wynosi
Odległość z Warszawy do Zamościa wynosi . Możemy powiedzieć, że to w przybliżeniu .
Wtedy:
wartość dokładna
wartość przybliżona
błąd względny
Błąd bezwzględny tego przybliżenia wynosi .
Pan Jan musi zapłacić do Urzędu Skarbowego podatek w wysokości . Kwotę tę powinien zaokrąglić do pełnych złotych. Oblicz ile wynosi błąd bezwzględnybłąd bezwzględny tego przybliżenia.
Wyliczony podatek, to wartość dokładna, a zatem
Po zaokrągleniu do pełnych złotych otrzymujemy przybliżenie z nadmiarem
Obliczmy błąd bezwzględny tego przybliżenia.
Błąd bezwzględny przybliżenia wynosi .
Przybliżenie pewnej liczby jest równe . Błąd bezwzględny tego przybliżenia wynosi . Oblicz dokładną wartość liczby .
Korzystając ze wzoru na błąd bezwzględny przybliżenia możemy zapisać
A zatem rozważamy dwie możliwości:
lub
lub
lub
lub
lub
lub
Ponieważ w pierwszym przypadku , więc liczba jest przybliżeniem z niedomiarem.
W drugim przypadku . A liczba jest przybliżeniem z nadmiarem.
Błąd względny
Wykonując różne pomiary i obliczenia, popełniamy błędy przybliżeń. Wiesz już, co to jest błąd bezwzględny przybliżenia i potrafisz go obliczyć.
A jednak obliczenie tej wartości nie pozwala nam do końca oszacować wielkości tego przybliżenia.

Jeśli podamy przybliżenie odległości z Warszawy do Krakowa, dla którego błąd bezwzględny wynosi oraz przybliżenie odległości z Warszawy do Londynu, dla którego błąd bezwzględny wynosi , to otrzymane błędy bezwzględne są sobie równe. Widzimy jednak, że znaczenie tego błędu jest zupełnie inne.
Błąd bezwzględny informuje nas jedynie o odchyleniu podanego przybliżenia od wartości rzeczywistej. Aby móc wyciągnąć wnioski dotyczące oceny danego przybliżenia, musimy obliczyć błąd względny.
Błąd względny przybliżenia to iloraz błędu bezwzględnego i modułu wartości dokładnej.
Jeśli oznaczymy przez wartość dokładną, a przez wartość przybliżoną, to błąd względny możemy obliczyć korzystając ze wzoru:
Błąd względny najczęściej jest wyrażany w procentach i nazywany wtedy błędem procentowym.
Błąd względny jest wielkością niemianowaną, czyli nie posiada jednostki miary, błąd procentowy podajemy oczywiście w procentach.
Przypomnijmy, że błąd bezwzględny jest wyrażany w takich samych jednostkach jak wartość, którą przybliżamy.
Wróćmy do wspomnianych we wstępie odległości między miastami. Obliczymy błąd względny tych przybliżeń.
Rzeczywista odległość z Warszawy do Krakowa wynosi .
Jeżeli wspomniany we wstępie błąd bezwzględny wynosi , to błąd względny przybliżenia wynosi
.
A błąd procentowybłąd procentowy to
.
Z kolei rzeczywista odległość z Warszawy do Londynu wynosi .
Jeżeli błąd bezwzględny wyniesie , to błąd względny przybliżenia wynosi
.
A błąd procentowy to
A zatem, choć w obu przypadkach pomyliliśmy się o , to w przypadku trasy Warszawa‑Kraków pomyliliśmy się o około , a w przypadku trasy Warszawa‑Londyn tylko o około .
Plac z ławeczkami przed szkołą ma długość . Uczniowie na przerwie zmierzyli długość tego placu i ich pomiar wyniósł . Obliczmy błąd bezwzględny i błąd względny tego przybliżenia.
Wartość dokładna
Wartość przybliżona
Błąd bezwzględny przybliżenia
Błąd względny przybliżeniaBłąd względny przybliżenia
Uczniowie pomylili się o ponad .
Państwo Nowakowie postanowili latem zrobić remont łazienki. Pan Nowak postanowił sam wykonać całą pracę i zaczął od oszacowania kosztów remontu. Obliczył, że na wykonanie zmian oraz zakup nowych mebli i sprzętów do łazienki potrzebne będzie . Jednak koszty rzeczywiste tego remontu wyniosły . Obliczymy jaki błąd bezwzględny i względny popełnił pan Nowak?
Wartość dokładna
Wartość przybliżona
Błąd bezwzględny przybliżenia
Błąd względny przybliżenia
Pan Nowak pomylił się o około .
Oblicz, ile wynosi błąd względny przybliżenia liczby do części setnych.
Wartość dokładna
Wartość przybliżona
Błąd bezwzględny przybliżenia
Błąd względny przybliżenia
Błąd względny tego przybliżenia wynosi około .
Przybliżenie z nadmiarem pewnej liczby dodatniej do drugiego miejsca po przecinku jest równe . Błąd względny tego przybliżenia wynosi . Obliczymy dokładną wartość liczby .
Korzystając ze wzoru na błąd względny przybliżeniabłąd względny przybliżenia możemy zapisać
Wiemy, że liczba jest przybliżeniem z nadmiarem, a zatem
Zatem
Więc
Wiemy również, że liczba jest dodatnia, więc .
Wtedy
Szukaną liczbą jest liczba .
Animacje multimedialne
Zapoznaj się z animacją, a następnie na jej podstawie wykonaj Polecenie 1.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R13NALCAOG3MO
Film nawiązujący do treści materiału dotyczącego błędu przybliżenia.
Zapoznaj się z filmem samouczkiem, a następnie na jego podstawie wykonaj polecenie 2.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RMVZUNEOSH6JB
Film nawiązujący do treści materiału dotyczącego błędu względnego przybliżenia.
Zestaw ćwiczeń multimedialnych
2. Błąd bezwzględny przybliżenia może być równy minus, pięć.
3. Błąd przybliżenia może być równy minus, pięć.
Wyjaśnij różnicę między błędem względnym a błędem bezwzględnym.
Oblicz błąd bezwzględny zaokrąglenia liczby do części setnych.
Błąd bezwzględny tego przybliżenia jest równy: Możliwe odpowiedzi: 1. zero przecinek sześć dwa siedem jeden, 2. trzy przecinek sześć dwa siedem jeden, 3. dwa przecinek trzy siedem dwa dziewięć, 4. trzy przecinek trzy siedem dwa dziewięć
Oblicz wartość dokładną liczby , wiedząc, że jej przybliżenie z niedomiarem jest równe , a błąd bezwzględny to .
Sprawdź poprawność obliczeń chłopca. Uzupełnij tabelę wybierając TAK lub NIE. Pierwszy kolega to Adam. Długość skoku Adama podana przez niego wynosi siedem i siedem dziesiątych metra. Błąd procentowy to delta x równa jeden i pięć setnych procenta. Czy Tomek prawidłowo obliczył delta x? Możliwe odpowiedzi: 1. Tak, 2. Nie. Drugi kolega to Przemek. Długość skoku Przemka podana przez niego wynosi sześć i siedem dziesiątych metra. Błąd procentowy to delta x równa jedenaście i dwie dziesiąte procenta. Czy Tomek prawidłowo obliczył delta x? Możliwe odpowiedzi: 1. Tak, 2. Nie. Trzeci kolega to Marcin. Długość skoku Marcina podana przez niego wynosi siedem i sześć dziesiątych metra. Błąd procentowy to delta x równa dwa i sześć dziesiątych procenta. Czy Tomek prawidłowo obliczył delta x? Możliwe odpowiedzi: 1. Tak, 2. Nie. Czwarty kolega to Wojtek. Długość skoku Wojtka podana przez niego wynosi siedem metrów. Błąd procentowy to delta x równa osiem i czternaście setnych procenta. Czy Tomek prawidłowo obliczył delta x? Możliwe odpowiedzi: 1. Tak, 2. Nie.
Podaj przybliżenie podanych ułamków zwykłych z dokładnością do . Oblicz błąd bezwzględny i względny jaki popełniasz w tym przybliżeniu.
a) Ułamek zwykły: . Przybliżenie ułamka z dokładnością do .
b) Ułamek zwykły: . Przybliżenie ułamka z dokładnością do .
c) Ułamek zwykły: . Przybliżenie ułamka z dokładnością do .
d) Ułamek zwykły: . Przybliżenie ułamka z dokładnością do .
Oblicz wartość dokładną liczby dodatniej , wiedząc, że jej przybliżenie z nadmiarem jest równe , a błąd względny to . Odpowiedź zapisz w ułamku zwykłym.
Słownik
różnica między wartością przybliżoną a wartością dokładną
wartość bezwzględna z różnicy między wartością przybliżoną a wartością dokładną
iloraz błędu bezwzględnego i modułu wartości dokładnej
błąd względny przybliżenia wyrażony w procentach