题目
设某痕量组分按下式计算分析结果:x=(A-C)/(m),A 为测量值,C 为空白值,m 为试样质量。已知 ({s)_(A)}=({s)_(C)}=0.1,({s)_(m)}=0.001,A=8.0,C=1.0,m=1.0,求 ({s)_(x)}.
设某痕量组分按下式计算分析结果:$x=\frac{A-C}{m}$,$A$ 为测量值,$C$ 为空白值,$m$ 为试样质量。已知 ${{s}_{A}}={{s}_{C}}=0.1$,${{s}_{m}}=0.001$,$A=8.0$,$C=1.0$,$m=1.0$,求 ${{s}_{x}}$.
题目解答
答案
$0.14$
解析
考查要点:本题主要考查误差传播的计算,涉及多个变量的加减乘除运算后的标准差求解。
解题核心思路:
- 确定运算关系:分析结果$x$由$A-C$(减法)和除以$m$(除法)两部分组成。
- 应用误差传播公式:对每个变量求偏导,计算各变量误差的平方和,最后开平方得到总标准差。
- 关键点:正确写出偏导数并代入数值计算。
步骤1:写出误差传播公式
对于函数$x = \frac{A - C}{m}$,其方差公式为:
$s_x^2 = \left( \frac{\partial x}{\partial A} \right)^2 s_A^2 + \left( \frac{\partial x}{\partial C} \right)^2 s_C^2 + \left( \frac{\partial x}{\partial m} \right)^2 s_m^2$
步骤2:计算偏导数
- $\frac{\partial x}{\partial A} = \frac{1}{m}$
- $\frac{\partial x}{\partial C} = -\frac{1}{m}$
- $\frac{\partial x}{\partial m} = -\frac{A - C}{m^2}$
步骤3:代入已知数值
已知$A=8.0$,$C=1.0$,$m=1.0$,则:
- $\frac{\partial x}{\partial A} = 1$
- $\frac{\partial x}{\partial C} = -1$
- $\frac{\partial x}{\partial m} = -\frac{8.0 - 1.0}{1.0^2} = -7.0$
步骤4:计算方差
将偏导数和误差代入公式:
$s_x^2 = (1)^2 \cdot (0.1)^2 + (-1)^2 \cdot (0.1)^2 + (-7.0)^2 \cdot (0.001)^2$
逐项计算:
- $1 \cdot 0.01 = 0.01$
- $1 \cdot 0.01 = 0.01$
- $49 \cdot 0.000001 = 0.000049$
总和为:
$s_x^2 = 0.01 + 0.01 + 0.000049 = 0.020049$
步骤5:求标准差
$s_x = \sqrt{0.020049} \approx 0.1416 \approx 0.14$