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你真的懂“四舍五入”?不,你只是会做题

创作时间:
作者:
@小白创作中心

你真的懂“四舍五入”?不,你只是会做题

引用
腾讯
1.
https://new.qq.com/rain/a/20240912A048JE00

四舍五入是我们日常生活中经常接触到的数学概念,但你真的理解它的本质吗?本文将带你重新认识四舍五入,从数学定义到实际应用,深入探讨这个看似简单却蕴含深刻道理的数学概念。

四舍五入的准确定义

在数学上的准确定义是:
将一个自然数n四舍五入到x位,就是将n替换为x的所有倍数中,离n最近的那个倍数。

下面说人话。

369,四舍五入到十位

就是将369替换为10的所有倍数中,离369最近的那个。
369附近10的倍数,
300,310,320,330,340,350,360,370……
好,那就是370喽。

455,四舍五入到十位

就是将455替换为10的所有倍数中,离455最近的那个。
455附近10的倍数,
400,410,420,430,440,450,460,470……
两个,450,460都很近,
课本上要求我们选比较大的那个,460。

5120,四舍五入到千位

就是将5120替换为1000的所有倍数中,离5120最近的那个。
5120附近1000的倍数,
4000,5000,6000……,最近的当然是5000。

现在你明白了,同时你也会鄙夷:
书上教的比这简单多了!
你确定?

有歧义

教科书上的是操作方法。
要把一个数四舍五入到某一位时(以十位为例)这么操作:

  • 如果个位≥5,那么将个位替换为0,十位+1;
  • 如果个位≤4,那么将个位替换为0。

按照这个操作方法,试试18995这个数。

  • 四舍五入到十位;
    个位是5,十位+1,然后呢?
    ——牵扯到连续进位,小孩子容易迷糊。
  • 四舍五入到千位;
    把百位替换为0,千位+1,其他位呢?
    这不,歧义就出来了——数学容不得歧义,数学要求精确。
    所以,我们需要一个准确的定义。
    按照我们上面说的定义,将18995四舍五入到十位:
    把18995替换成所有10的倍数里,离18995最近的。
    18980,18990,19000,19010……,最近的是19000。
    这样连续进位有了,其他位该怎么处理,也有了。

扩展

其实这个定义不仅适合自然数,还能扩展到小数。
一个小数,比如38.6792,四舍五入到百分位
就是将38.6792替换成0.01的所有自然数倍数中,离38.6792最近的。
38.65、38.66、38.67、38.68……那就是38.68喽
只不过

  • 自然数是十位、百位、千位……的自然数倍数。
  • 而小数是十分位、百分位、千分位……的自然数倍数。

    或许小孩子不理解这些。
    最终通过讲题、示范,小学生也能学会正确估算。
    但数学追求精确、这样定义,能把底层逻辑说清楚,触达更多知识点。
    我们说的是往前一步,给孩子拓展一下。
    或者:
  • 你自己要知道是怎么回事,
  • 知道小数学数学背后的大道理。


现在我们已经明确了定义、学会了如何做估算题目,
可还有一个问题我们没有解决——
为什么要四舍五入?
换个问法就是:精确不好吗?

精确不好

四舍五入就是用估计值代替真实值。
在数学上、在生活中,我们都允许估计。
是因为:

  • 1、我们永远无法精确
    你永远都测不准:
  • 工具有误差
  • 操作有误差
  • 标准不同结果也不同
    就像一根绳子:
  • 一分钟版本是拉直了对比一下尺子,1米
  • 费劲点用激光测,是1.02378米
  • 而数学家却告诉你绳子的长度是无穷
    我们怎么办?纠结于此?
    不,日子还得过。
    差不多得了,能满足需求就行。
    其实,
    无论现在你取什么样的值,
    无论你取的是小数点后几位,
    都是一个估计值——精确是做不到的。
  • 2 精确,也没有必要
    生活中我们说的都是估计值
    你可以跟别人说温度适宜,没见过说温度是35.4327度的
    况且这个35.4327度也只是个近似值。
    人对精确也不敏感
    当你跟别人说这个工程总花费30288597342元,对方肯定一脸懵。
    说成大概303亿,对方就明白是怎样一个量级了。
    也就是说:
  • 我们人类对世界的认识是模糊的;
  • 模糊度不同而已,绝大多数情况下,够用即可。
    再说估算的误差也不大,而且数越大,误差越可以忽略。

误差

  • 很多时候,我们只需感知到一个模糊的量级。
    “你这件衣服多少钱?”
    “大概200块”。
    可能这件衣服是196,四舍五入到200.
    说196人需要反应一会儿
    说200更直观。
    这样的误差我们不会在意。
    特别是大数。
    这片森林到底有多少棵树?
    大概500万棵。
    有个模糊的量级就可以了,我们不需要知道得特别清楚——
    如果一个人说得特别精确
    那往往是个【梗】。
  • 估算的相对误差挺小的
    拿一个计算题,4257+3461来说,
    把这两个4位数,故四舍五入到百位。
    得数是7800,减去准确值7718等于82.
    82÷7718=1%(求出相对误差)
    这点相对误差是非常小的。
    况且四舍五入到十位,相对误差会更小。
    我们可以根据需求调整四舍五入的位置。
    至于大数
    比如8亿,如果它是一个近似数
    那么原来它可能最大是799999999,最小是750000000,
    按最小的来,两者相差50000000,
    绝对误差是50000000÷750000000=6.7%。
    一个数忽略了后面那么多位,相对误差还在8%以内,
    这对于我们感知量级,没有影响。

补充

估算的应用很广泛,四舍五入只是操作方法。
操作方法不重要,我们能用操作方法做什么才重要。

  • 估计数
    这是最直接的应用
    说白了就是衡量一个数的量级
    给人提供快速的参考。
    这份工作的工资有小一万,
    ——那不错,可以干。
    这件衣服要上千,
    ——有点贵,不买。
    这个工程报价大概是8亿
    ——我们考虑一下。
    这个应用在生活中无处不在。
  • 运算
    下面哪个数跟127+284最接近?——用估算。
    你去超市带了15块钱,要买的东西价格分别是1.25、3.25、1.39、0.99、1.49、2.42、2.79,钱够不够?——用估算。
    四舍五入取整数,能快速感知。
    这一点不仅在生活中实用,在做题上也实用
    (小学数学就有这样的题目)。
    当你能够把一个数四舍五入为整十整百,
    然后在大脑中进行衡量估计,
    放心,你的数感也会越来越好。

好了,这就是本期的分享了。
下面做个总结:

  • 我们讲了四舍五入的准确定义是,一个自然数n四舍五入到x位,就是将n替换为x的所有倍数中,离n最近的那个倍数。
  • 接着我们解释了定义,并讲解了数学上准确的重要性。
  • 我们扩展到小数的四舍五入,把估算统一起来。
  • 最后我们讨论了为什么不追求精确,以及估算的应用。
    信息量还是比较大的,建议反复看几次,会有更深的理解。
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