有効数字
読み:ゆうこうすうじ
外語:significant digits
表現される数字のうちで、位取りのための0を除いた、意味のある数字。
概要
物理学を始めとして、様々な分野で重視される。
JIS K 0211:2013 分析化学用語(基礎部門)では「測定結果などを表わす数字のうちで、位取りを示すだけのゼロを除いた意味のある数字」として定義されている。
また、JIS Z 8401-1999 数値の丸め方でも、有効桁の扱い方について定義されている。
特徴
誤差
純粋数学であれば、1も1.0も、同じ数直線上の一点を表わしており誤差も含まず同じ値となる。
しかし理工学などで扱う数値は、その多くは測定値であり、誤差を含んでいる。ゆえに、表記される数字は、少なくとも1桁、不確かな桁が含まれている。
このような場合、四捨五入であれば末尾の桁は暗黙に±5、つまり-5〜+4の範囲で誤差を持つことになる。
この場合、漠然と次のような意味を持つ。
- x=1 … 0.5 ≦ x < 1.5
- x=1.0 … 0.95 ≦ x < 1.05
- x=1.00 … 0.995 ≦ x < 1.005
1と1.0と1.00は、一見同じ値を示しているように見えても、内に秘める精度が違っていることになる。
有効桁
有効数字の桁数を、有効桁数という。
有効桁が一つ増えるごとに精度は10倍に高まることを意味するため、科学分野では、位取りのための0なのか、数字として意味のある0なのかの区別が必要となった。
有効桁の表記方法はいくつか考えられるが、指数表記(冪乗表記)が一般的となっている。
指数表記
数字を、指数表記、つまり10の冪乗で表記すると、有効数字を自然に表現できることからよく使われている。
例えば「1234000」という値があったとした場合、次のような表現が可能である。
- 1.234×106
- 1.2340×106
- 1.23400×106
- 1.234000×106
この方法によって、有効桁が分かるため、精度も自動的に分かることになる。
再検索