四舍五入法

四舍五入法

數學計算方法
“四舍五入”就是比保留的位數多看一位,該位上的數字是“5”或者比“5”大,向前進一,該位上的數字是“4”或者比“4”小,就舍去。例如:6.56,保留一位小數,就是6.6;而6.54,保留一位小數,就是6.5。[1]
    中文名:四舍五入法 外文名:rounded 适用領域: 所屬學科:數學 類型:精确度的計數保留法 舉例:π便被四舍五入保留3.14

發展簡史

在古代,人們很早就運用“四舍五入”這一方法了。

中國發展

我國公元前2世紀的《淮南子》一書就用12個整數表示一2個律管的長度。書中假定黃鐘律管的長度是81,那麼…,把應鐘七2(2/4)進作43;……;中呂59(2039/2187)進作60;這些都是采用四舍五入的方法來寫成整數的。

《九章算術》裡也采用“四舍五入”的方法,在用比例法求各縣應出的車輛時,因為車輛是整數,他們就采用四舍五入的方法對演算結果加以處理。

公元237年三國魏國的楊偉編寫“景初曆”時,已把這種四舍五入法作了明确的記載:“半法以上排成一,不滿半法廢棄之。”法在這裡指的是分母,意思是說,分子大于分母一半的分數可進1位,否則就舍棄不進位。

公元604年的"皇極曆”出現後,四舍五入的表示法更加精确:“半以上為時,以下為退,退以配前為強,進以配後為弱”在“皇極曆”中,求近似值如果進一位或退一位,一般在這個數字後面寫個“強”或“弱”字,意思就表明它比所記的這個數字多或不足,這種四舍五入法,完全的相同。

在計算近似值時,除了用四舍五入法以外,還有其他方法。《九章算術》裡已經出現了開方和近似公式,但是這個公式的誤差較大。到了《孫子算經》中,采用了新的近似值的計算法——不加借算法公式,到了《五經算術》和《張邱建算經》中,又提出了一個更加精确的計算近似值的公式——加借算法公式。而印度的開方方法與我國基本相似,但是比我國要晚500多年。

國外發展

在西方,有關近似值的算法應該首扒歐幾裡得的除法率。它是利用強弱二率來計算近似數值的,但是他的這一算法我國南北朝時的何承天也已經獨立地使用過,隻不過比歐幾裡得的要晚幾百年。

另外,計算近似值的方法——内插法也是我國最早發現的。内插法主要運用在函數上。用現代數學語言表示為:已知函數f(x)在自變量是X1,X2,…Xn時的對應值是f(X1),f(x2)…F(Xn),求Xi和Xi+1之間的函數值的方法,叫做内插法。如果Xn是按等距離變化的,則叫作自變量等距離内插法;如果Xn是按不等距離變化的,就叫作自變量不等距離内插法。這種方法在《九章算術》裡的盈不足章裡就有初步的應用,主要應用到解一次方程上,稱之為直線内插法。

公元206年,數學家劉洪第一次明确地提出了内插法的方法,到了公元晝焯提出了等間距二次内插法公式并且首次把内插法由直線應用到曲線上。《隋書·律曆志》對此作了明确的記載。

公元瓦27年,唐朝天文學家僧一行在編制《大衍曆法》時,經過認真研究,發現太陽在黃道上的視運動速度不是均勻不變的,而是時快時慢,冬至時最快,以後漸慢,到春分速度平均,夏至最慢,夏至後則相反。根據這一原理,他把一年分為四段,秋分到冬至,冬至到春分都是88.89天,春分到夏至、夏至到秋分都是93.75天,在求太陽經得度數時,由于兩個節氣間的時間是一個變量,所以他創立了自變量“不等間距二次内手法公式”。運用這一公式,計算結果就更加精确了。

在歐洲,内插法公式是著名的科學家牛頓提出來的,最早見于1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中,所以西方把這一公式叫做“牛頓内插公式”。其實,它比我國劉焯的内插法要晚1000多年了。

使用方法

在進行乘法計算時,若所求的積不需太精确,則可用四舍五入法省略兩個因數最高位後面的尾數,求近似數,再将求得的兩個近似數相乘。

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