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🔬科学记数法

光速每秒 300 000 000 米——数字长到没法下笔时,科学家都这么写。

光每秒跑 300 000 000 米。光是数 0 的个数就够费眼,抄错一个还毫无察觉。科学家天天和这样的数打交道,于是约定了一种省纸的写法:科学记数法

它的发动机是指数10810^8 就是 1 后面跟 8 个 0。

标准长相:a × 10ⁿ

任何数都能写成

a×10na \times 10^n

其中 aa 满足 1a<101 \le a < 10。光速记作 3×1083 \times 10^8 米/秒;地球到太阳的距离约 1.5×10111.5 \times 10^{11} 米——把小数点向右挪 11 位,就是它本来的样子。

为什么强制 1a<101 \le a < 10?为了唯一:5200 写成 5.2×1035.2 \times 10^3,所有人写的都一样,不会冒出 52×10252 \times 10^2 这种「合法但跑偏」的版本。

大数变小数:挪小数点

把小数点挪到第一个非零数字后面,挪了几位,指数就是几。

例:给大数记账

世界人口约 8 000 000 000 人:小数点挪到 8 后面,挪了 9 位,得 8×1098 \times 10^9。地球到太阳的距离 150 000 000 000 米:挪 11 位,得 1.5×10111.5 \times 10^{11} 米。

小数照样行:负指数

比 1 小的数用负指数:小数点向右挪几位,指数就是负几。

例:给小数记账

流感病毒的直径约 0.0000001 米:小数点向右挪 7 位到 1 后面,得 1×1071 \times 10^{-7} 米。

负指数不是「数变负了」,它表示除以 10 的幂:103=11000=0.00110^{-3} = \frac{1}{1000} = 0.001,和小数的位值一脉相承。

乘除有快招

科学记数法真正的威力在计算:乘法把指数相加,除法把指数相减

  • (3×108)×(2×105)=6×1013(3 \times 10^8) \times (2 \times 10^5) = 6 \times 10^{13}:因为 3×2=63 \times 2 = 68+5=138 + 5 = 13
  • (6×107)÷(2×104)=3×103(6 \times 10^7) \div (2 \times 10^4) = 3 \times 10^3:因为 6÷2=36 \div 2 = 374=37 - 4 = 3

完全不用碰那串 0。如果 aa 相乘后超出 1 到 10,就再规范一次:30×105=3×10630 \times 10^5 = 3 \times 10^6

新闻里的「约」

报纸写「约 3×1083 \times 10^8 米/秒」,真值是 299 792 458。科学记数法天生带着四舍五入的味道——写出来的数字,正是被认为有意义的那些位。

动手检验

随堂小测

  1. 1. 5200 的科学记数法是?

  2. 2. 0.008 的科学记数法是?

  3. 3. (2 × 10⁴) × (3 × 10³) = ?