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Arithmetic · real student question

计算 ((1/0.02272) * 4) * (500/75) * (5000/590)。

Question

计算

(10.02272⋅4)(50075)(5000590)\left(\frac{1}{0.02272}\cdot 4\right)\left(\frac{500}{75}\right)\left(\frac{5000}{590}\right)

Step-by-step solution

  1. 先把计算流程安排好,让舍入误差没机会累积。 四个因子里有三个是无限小数(1/0.022721/0.02272、500/75500/75、5000/5905000/590)。要是每个都先四舍五入到四五位再相乘,那些小误差也会跟着被放大。稳妥的做法是全程用精确分数,只在最后一步取近似。

  2. 把每个因子都化成精确分数。 由 0.02272=2272100000=7131250.02272=\dfrac{2272}{100000}=\dfrac{71}{3125},

    10.02272=312571,50075=203,5000590=50059\frac{1}{0.02272}=\frac{3125}{71},\qquad \frac{500}{75}=\frac{20}{3},\qquad \frac{5000}{590}=\frac{500}{59}

    这些都已经是最简形式;7171 和 5959 都是质数,再也约不掉什么了。

  3. 把这些分数一次性乘起来。

    312571⋅4⋅203⋅50059=3125⋅4⋅20⋅50071⋅3⋅59=12500000012567\frac{3125}{71}\cdot 4\cdot\frac{20}{3}\cdot\frac{500}{59}=\frac{3125\cdot 4\cdot 20\cdot 500}{71\cdot 3\cdot 59}=\frac{125000000}{12567}

  4. 只在最后做一次除法。

    12500000012567=9946.6857…≈9946.69\frac{125000000}{12567}=9946.6857\ldots\approx 9946.69

    只有这一次除法引入了舍入,所以写出来的四位有效数字全都可信。

  5. 和「先取近似」的路线对比,看看损失有多大。 用 44.0141⋅4=176.056444.0141\cdot 4=176.0564,再乘上 6.66676.6667 与 8.47468.4746,这条提前取近似的链子给出 9946.779946.77 —— 大了约 0.080.08,相对误差大约 8×10−68\times 10^{-6},完全来自过早截断 5000/590=8.474576…5000/590=8.474576\ldots 和 500/75=6.6666‾500/75=6.666\overline{6}。误差虽小,却已经污染了第六位有效数字,还让保留两位小数的答案发生了偏移。正确的值是 9946.699946.69。

Answer

12500000012567≈9946.69\frac{125000000}{12567}\approx 9946.69

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