Математическое округление чисел после запятой. Несколько важных правил при округлении чисел

Дробные числа в электронных таблицах Excel можно выводить на экран с разной степенью точности :

• самый простой способ – на вкладке «Главная » нажимаем кнопки «Увеличить разрядность » или «Уменьшить разрядность »;
• щелкаем правой кнопкой мыши по ячейке, в раскрывшемся меню выбираем «Формат ячеек… », далее вкладка «Число », выбираем формат «Числовой », определяем, сколько будет десятичных знаков после запятой (по умолчанию предлагается 2 знака);
• щелкаем ячейку, на вкладке «Главная » выбираем «Числовой », либо идем на «Другие числовые форматы… » и там настраиваем.

Вот как выглядит дробь 0,129, если менять количество десятичных знаков после запятой в формате ячейки:

Обратите внимание, в A1,A2,A3 записано одно и то же значение , меняется только форма представления. При дальнейших расчетах будет использоваться не величина, видимая на экране, а исходная . Начинающего пользователя электронных таблиц это может слегка запутать. Чтобы реально изменить значение, необходимо использовать специальные функции, их в Excel несколько.

Формула округление

Одна из часто применяемых функций округления – ОКРУГЛ . Она работает по стандартным математическим правилам. Выбираем ячейку, щелкаем значок «Вставить функцию », категория «Математические », находим ОКРУГЛ

Определяем аргументы, их два – сама дробь и количество разрядов. Щелкаем «ОК » и смотрим, что получилось.

К примеру, выражение =ОКРУГЛ(0,129;1) даст результат 0,1. Нулевое количество разрядов позволяет избавляться от дробной части. Выбор отрицательного количества разрядов позволяет округлять целую часть до десятков, сотен и так далее. Например, выражение =ОКРУГЛ(5,129;-1) даст 10.

Округляем в большую или меньшую сторону

В Excel представлены и другие средства, позволяющие работать с десятичными дробями. Одно из них – ОКРУГЛВВЕРХ , выдает самое близкое число, большее по модулю. Например, выражение =ОКРУГЛВВЕРХ(-10,2;0) даст -11. Количество разрядов здесь 0, значит, получим целое значение. Ближайшее целое , большее по модулю, – как раз -11. Пример использования:

ОКРУГЛВНИЗ аналогична предыдущей функции, но выдает ближайшее значение, меньшее по модулю. Различие в работе вышеописанных средств видно из примеров :

Посмотрим на примерах, как округлить до десятых числа, используя правила округления.

Правило округления числа до десятых.

Чтобы округлить десятичную дробь до десятых, надо оставить после запятой только одну цифру, а все остальные следующие за ней цифры отбросить.

Если первая из отброшенных цифр 0, 1, 2, 3 или 4, то предыдущую цифру не изменяем.

Если первая из отброшенных цифр 5, 6, 7, 8 или 9, то предыдущую цифру увеличиваем на единицу.

Примеры .

Округлить до десятых числа:

Чтобы округлить число до десятых, оставляем после запятой первую цифру, а остальное отбрасываем. Так как первая отброшенная цифра 5, то предыдущую цифру увеличиваем на единицу. Читают: «Двадцать три целых семьдесят пять сотых приближенно равно двадцать три целых восемь десятых».

Чтобы округлить до десятых данное число, оставляем после запятой лишь первую цифру, остальное — отбрасываем. Первая отброшенная цифра 1, поэтому предыдущую цифру не изменяем. Читают: «Триста сорок восемь целых тридцать одна сотая приближенно равно триста сорок одна целая три десятых».

Округляя до десятых, оставляем после запятой одну цифру, а остальные — отбрасываем. Первая из отброшенных цифр — 6, значит, предыдущую увеличиваем на единицу. Читают: «Сорок девять целых, девятьсот шестьдесят две тысячных приближенно равно пятьдесят целых, нуль десятых».

Округляем до десятых, поэтому после запятой оставляем только первую из цифр, остальные — отбрасываем. Первая из отброшенных цифр — 4, значит предыдущую цифру оставляем без изменений. Читают: «Семь целых двадцать восемь тысячных приближенно равно семь целых нуль десятых».

Чтобы округлить до десятых данное число, после запятой оставляет одну цифру, а все следующие за ней — отбрасываем. Так как первая отброшенная цифра — 7, следовательно, к предыдущей прибавляем единицу. Читают: «Пятьдесят шесть целых восемь тысяч семьсот шесть десятитысячных приближенно равно пятьдесят шесть целых, девять десятых».

И еще пара примеров на округление до десятых:

Методы

В разных сферах могут применяться различные методы округления. Во всех этих методах «лишние» знаки обнуляют (отбрасывают), а предшествующий им знак корректируется по какому-либо правилу.

• Округление к ближайшему целому (англ. rounding ) - наиболее часто используемое округление, при котором число округляется до целого, модуль разности с которым у этого числа минимален. В общем случае, когда число в десятичной системе округляют до N-ого знака, правило может быть сформулировано следующим образом:
  • если N+1 знак < 5 , то N-ый знак сохраняют, а N+1 и все последующие обнуляют;
  • если N+1 знак ≥ 5 , то N-ый знак увеличивают на единицу, а N+1 и все последующие обнуляют;
  Например: 11,9 → 12; −0,9 → −1; −1,1 → −1; 2,5 → 3.
• Округление к меньшему по модулю (округление к нулю, целое англ. fix, truncate, integer ) - самое «простое» округление, поскольку после обнуления «лишних» знаков предшествующий знак сохраняют. Например, 11,9 → 11; −0,9 → 0; −1,1 → −1).
• Округление к большему (округление к +∞, округление вверх, англ. ceiling ) - если обнуляемые знаки не равны нулю, предшествующий знак увеличивают на единицу, если число положительное, или сохраняют, если число отрицательное. В экономическом жаргоне - округление в пользу продавца , кредитора (лица, получающего деньги). В частности, 2,6 → 3, −2,6 → −2.
• Округление к меньшему (округление к −∞, округление вниз, англ. floor ) - если обнуляемые знаки не равны нулю, предшествующий знак сохраняют, если число положительное, или увеличивают на единицу, если число отрицательное. В экономическом жаргоне - округление в пользу покупателя , дебитора (лица, отдающего деньги). Здесь 2,6 → 2, −2,6 → −3.
• Округление к большему по модулю (округление к бесконечности, округление от нуля) - относительно редко используемая форма округления. Если обнуляемые знаки не равны нулю, предшествующий знак увеличивают на единицу.

Варианты округления 0,5 к ближайшему целому

Отдельного описания требуют правила округления для специального случая, когда (N+1)-й знак = 5, а последующие знаки равны нулю . Если во всех остальных случаях округление до ближайшего целого обеспечивает меньшую погрешность округления, то данный частный случай характерен тем, что для однократного округления формально безразлично, производить его «вверх» или «вниз» - в обоих случаях вносится погрешность ровно в 1/2 младшего разряда. Существуют следующие варианты правила округления до ближайшего целого для данного случая:

• Математическое округление - округление всегда в бо́льшую по модулю сторону (предыдущий разряд всегда увеличивается на единицу).
• Банковское округление (англ. banker"s rounding ) - округление для этого случая происходит к ближайшему чётному , то есть 2,5 → 2, 3,5 → 4.
• Случайное округление - округление происходит в меньшую или большую сторону в случайном порядке, но с равной вероятностью (может использоваться в статистике).
• Чередующееся округление - округление происходит в меньшую или большую сторону поочерёдно.

Во всех вариантах в случае, когда (N+1)-й знак не равен 5 или последующие знаки не равны нулю, округление происходит по обычным правилам: 2,49 → 2; 2,51 → 3.

Математическое округление просто формально соответствует общему правилу округления (см. выше). Его недостатком является то, что при округлении большого числа значений может происходить накопление ошибки округления . Типичный пример: округление до целых рублей денежных сумм. Так, если в реестре из 10000 строк окажется 100 строк с суммами, содержащими в части копеек значение 50 (а это вполне реальная оценка), то при округлении всех таких строк «вверх» сумма «итого» по округлённому реестру окажется на 50 рублей больше точной.

Три остальных варианта как раз и придуманы для того, чтобы уменьшить общую погрешность суммы при округлении большого количества значений. Округление «до ближайшего чётного» исходит из предположения, что при большом числе округляемых значений, имеющих 0,5 в округляемом остатке, в среднем половина окажется слева, а половина - справа от ближайшего чётного, таким образом, ошибки округления взаимно погасятся. Строго говоря, предположение это верно лишь тогда, когда набор округляемых чисел обладает свойствами случайного ряда, что обычно верно в бухгалтерских приложениях, где речь идёт о ценах, суммах на счетах и так далее. Если же предположение будет нарушено, то и округление «до чётного» может приводить к систематическим ошибкам. Для таких случаев лучше работают два следующих метода.

Два последних варианта округления гарантируют, что примерно половина специальных значений будет округлена в одну сторону, половина - в другую. Но реализация таких методов на практике требует дополнительных усилий по организации вычислительного процесса.

Применения

Округление используется для того, чтобы работать с числами в пределах того количества знаков, которое соответствует реальной точности параметров вычислений (если эти значения представляют собой измеренные тем или иным образом реальные величины), реально достижимой точности вычислений либо желаемой точности результата. В прошлом округление промежуточных значений и результата имело прикладное значение (так как при расчётах на бумаге или с помощью примитивных устройств типа абака учёт лишних десятичных знаков может серьёзно увеличить объём работы). Сейчас оно остаётся элементом научной и инженерной культуры. В бухгалтерских приложениях, кроме того, использование округлений, в том числе промежуточных, может требоваться для защиты от вычислительных ошибок, связанных с конечной разрядностью вычислительных устройств.

Использование округлений при работе с числами ограниченной точности

Реальные физические величины всегда измеряются с некоторой конечной точностью, которая зависит от приборов и методов измерения и оценивается максимальным относительным или абсолютным отклонением неизвестного действительного значения от измеренного, что в десятичном представлении значения соответствует либо определённому числу значащих цифр, либо определённой позиции в записи числа, все цифры после (правее) которой являются незначащими (лежат в пределах ошибки измерения). Сами измеренные параметры записываются с таким числом знаков, чтобы все цифры были надёжными, возможно, последняя - сомнительной. Погрешность при математических операциях с числами ограниченной точности сохраняется и изменяется по известным математическим законам, поэтому когда в дальнейших вычислениях возникают промежуточные значения и результаты с больши́м числом цифр, из этих цифр только часть являются значимыми. Остальные цифры, присутствуя в значениях, фактически не отражают никакой физической реальности и лишь отнимают время на вычисления. Вследствие этого промежуточные значения и результаты при вычислениях с ограниченной точностью округляют до того количества знаков, которое отражает реальную точность полученных значений. На практике обычно рекомендуется при длинных «цепочных» ручных вычислениях сохранять в промежуточных значениях на одну цифру больше. При использовании компьютера промежуточные округления в научно-технических приложениях чаще всего теряют смысл, и округляется только результат.

Так, например, если задана сила 5815 гс с точностью до грамма силы и длина плеча 1,4 м с точностью до сантиметра, то момент силы в кгс по формуле , в случае формального расчёта со всеми знаками, окажется равным: 5,815 кгс 1,4 м = 8,141 кгс м . Однако если учесть погрешность измерения, то мы получим, что предельная относительная погрешность первого значения составляет 1/5815 ≈ 1,7 10 −4 , второго - 1/140 ≈ 7,1 10 −3 , относительная погрешность результата по правилу погрешности операции умножения (при умножении приближённых величин относительные погрешности складываются) составит 7,3 10 −3 , что соответствует максимальной абсолютной погрешности результата ±0,059 кгс м! То есть в реальности, с учётом погрешности, результат может составлять от 8,082 до 8,200 кгс м, таким образом, в рассчитанном значении 8,141 кгс м полностью надёжной является только первая цифра, даже вторая - уже сомнительна! Корректным будет округление результата вычислений до первой сомнительной цифры, то есть до десятых: 8,1 кгс м, или, при необходимости более точного указания рамок погрешности, представить его в виде, округлённом до одного-двух знаков после запятой с указанием погрешности: 8,14 ± 0,06 кгс м .

Эмпирические правила арифметики с округлениями

В тех случаях, когда нет необходимости в точном учёте вычислительных погрешностей, а требуется лишь приблизительно оценить количество точных цифр в результате расчёта по формуле, можно пользоваться набором простых правил округлённых вычислений :

1. Все исходные значения округляются до реальной точности измерений и записываются с соответствующим числом значащих цифр, так, чтобы в десятичной записи все цифры были надёжными (допускается, чтобы последняя цифра была сомнительной). При необходимости значения записываются со значащими правыми нулями, чтобы в записи указывалось реальное число надёжных знаков (например, если длина в 1 м реально измерена с точностью до сантиметров, записывается «1,00 м», чтобы было видно, что в записи надёжны два знака после запятой), или точность явно указывается (например, 2500±5 м - здесь надёжными являются только десятки, до них и следует округлять).
2. Промежуточные значения округляются с одной «запасной» цифрой.
3. При сложении и вычитании результат округляется до последнего десятичного знака наименее точного из параметров (например, при вычислении значения 1,00 м + 1,5 м + 0,075 м результат округляется до десятых метра, то есть до 2,6 м). При этом рекомендуется выполнять вычисления в таком порядке, чтобы избегать вычитания близких по величине чисел и производить действия над числами по возможности в порядке возрастания их модулей.
4. При умножении и делении результат округляется до наименьшего числа значащих цифр, которое имеют параметры (например, при вычислении скорости равномерного движения тела на дистанции 2,5 10 2 м, за 600 с результат должен быть округлён до 4,2 м/с, поскольку именно две цифры имеет расстояние, а время - три, предполагая, что все цифры в записи - значащие).
5. При вычислении значения функции f(x) требуется оценить значение модуля производной этой функции в окрестности точки вычисления. Если (|f"(x)| ≤ 1) , то результат функции точен до того же десятичного разряда, что и аргумент. В противном случае результат содержит меньше точных десятичных разрядов на величину log 10 (|f"(x)|) , округлённую до целого в большую сторону.

Несмотря на нестрогость, приведённые правила достаточно хорошо работают на практике, в частности, из-за достаточно высокой вероятности взаимопогашения ошибок, которая при точном учёте погрешностей обычно не учитывается.

Ошибки

Довольно часто встречаются злоупотребления некруглыми числами. Например:

• Записывают числа, имеющие невысокую точность, в неокруглённом виде. В статистике: если 4 человека из 17 ответили «да», то пишут «23,5 %» (в то время как верно «24 %»).
• Пользователи стрелочных приборов иногда размышляют так: «стрелка остановилась между 5,5 и 6 ближе к 6, пусть будет 5,8» - это также запрещено (градуировка прибора как правило соответствует его реальной точности). В таком случае надо говорить «5,5» или «6».

См. также

• Обработка наблюдений
• Ошибки округления

Примечания

Литература

• Генри С. Уоррен, мл. Глава 3. Округление к степени 2 // Алгоритмические трюки для программистов = Hacker"s Delight. - М .: «Вильямс», 2007. - С. 288. - ISBN 0-201-91465-4

Поймите значения цифр в десятичных долях. В любом числе различные цифры представляют собой различные разряды. Например, в числе 1872 единица представляет тысячи, восьмерка – сотни, семерка – десятки, двойка – единицы. Если в числе имеется десятичная запятая, то цифры справа от нее отражают дроби от целого числа .

Если отображение ненужных разрядов вызывает появление знаков ######, или если микроскопическая точность не нужна, измените формат ячеек таким образом, чтобы отображались только необходимые десятичные разряды.

Или если вы хотите округлить число до ближайшего крупного разряда, например, тысячной, сотой, десятой или единицы, используйте функцию в формуле.

С помощью кнопки

Выделите ячейки, которые нужно отформатировать.

На вкладке Главная выберите команду Увеличить разрядность или Уменьшить разрядность , чтобы отобразить больше или меньше цифр после запятой.

С помощью встроенного числового формата

На вкладке Главная в группе Число щелкните стрелку рядом со списком числовых форматов и выберите пункт Другие числовые форматы .

В поле Число десятичных знаков введите число знаков после запятой, которые вы хотите отображать.

С помощью функции в формуле

Округлите число до необходимого количества цифр с помощью функции ОКРУГЛ . Эта функция имеет только два аргумента (аргументы - это части данных, необходимые для выполнения формулы).

Первый аргумент - это число, которое необходимо округлить. Он может быть ссылкой на ячейку или числом.

Второй аргумент - это количество цифр, до которого необходимо округлить число.

Предположим, что ячейка A1 содержит число 823,7825 . Вот как можно округлить его.

Чтобы округлить до ближайшей тысяч и

• Введите =ОКРУГЛ(A1;-3) , что равно 100 0

  Число 823,7825 ближе к 1000, чем к 0 (0 кратно 1000)

  В этом случае используется отрицательное число, поскольку округление должно состоятся влево от запятой. Такое же число применяется в следующих двух формулах, которые округляют до сотен и десятков.

Чтобы округлить до ближайших сотен

• Введите =ОКРУГЛ(A1;-2) , что равно 800

  Число 800 ближе к 823,7825, чем к 900. Наверное, теперь вам все понятно.

Чтобы округлить до ближайших десятков

• Введите =ОКРУГЛ(A1;-1) , что равно 820

Чтобы округлить до ближайших единиц

• Введите =ОКРУГЛ(A1;0) , что равно 824

  Используйте ноль для округления числа до ближайшей единицы.

Чтобы округлить до ближайших десятых

• Введите =ОКРУГЛ(A1;1) , что равно 823,8

  В этом случает для округления числа до необходимого количества разрядов используйте положительное число. То же самое касается двух следующих формул, которые округляют до сотых и тысячных.

Чтобы округлить до ближайших сотых

• Введите =ОКРУГЛ(A1;2) , что равно 823,78

Чтобы округлить до ближайших тысячных

• Введите =ОКРУГЛ(A1;3) , что равно 823,783

Округлите число в большую сторону с помощью функции ОКРУГЛВВЕРХ . Она работает точно так же, как функция ОКРУГЛ, за исключением того, что она всегда округляет число в большую сторону. Например, если необходимо округлить число 3,2 до ноля разрядов:

=ОКРУГЛВВЕРХ(3,2;0) , что равно 4

Округлите число вниз с помощью функции ОКРУГЛВНИЗ . Она работает точно так же, как функция ОКРУГЛ, за исключением того, что она всегда округляет число в меньшую сторону. Например, необходимо округлить число 3,14159 до трех разрядов:

=ОКРУГЛВНИЗ(3,14159;3) , что равно 3,141