Notacja wykładnicza — jak zapisać bardzo dużą lub bardzo małą liczbę?

Notacja wykładnicza — jak zapisać bardzo dużą lub bardzo małą liczbę?

Liczbę 4 500 000 można zapisać jako 4,5 · 106, a 0,00072 jako 7,2 · 10−4. Oba zapisy łatwiej objąć wzrokiem niż długi ciąg zer. Notacja wykładnicza nie zmienia wartości liczby — przedstawia ją jako iloczyn odpowiednio dobranego współczynnika i potęgi dziesiątki.

Warunek, który porządkuje zapis

Dodatnią liczbę zapisujemy w notacji wykładniczej w postaci a · 10k, gdzie 1 ≤ a < 10, a k jest liczbą całkowitą. Współczynnik ma więc jedną niezerową cyfrę przed przecinkiem. Dla liczby 5 można napisać 5 · 100, bo 100 = 1.

W tej lekcji ćwiczymy liczby dodatnie. Zero nie ma postaci spełniającej powyższy warunek współczynnika. Zapis 45 · 105 ma tę samą wartość co 4,5 · 106, ale nie spełnia warunku a < 10.

Przed dalszymi przykładami warto przypomnieć sobie potęgi i znaczenie wykładnika. Wykładnik nie jest liczbą zer, które zawsze mechanicznie dopisujemy; przy małych liczbach jest ujemny.

Duża liczba: wyznacz współczynnik i brakujący mnożnik

Dla 4 500 000 wybieramy współczynnik 4,5. Żeby z 4,5 otrzymać 4 500 000, trzeba pomnożyć przez milion, czyli 106. Zatem 4 500 000 = 4,5 · 106.

Inne przykłady: 83 000 = 8,3 · 104, 602 = 6,02 · 102, a 10 000 = 1 · 104. Liczymy przesunięcie przecinka potrzebne do uzyskania współczynnika, nie tylko zera na końcu. W 602 nie ma końcowych zer, a wykładnik nadal wynosi 2.

Dobrym sprawdzeniem jest zamiana z powrotem: 6,02 · 100 = 602. Jeśli po przemnożeniu odzyskasz inną liczbę, popraw wykładnik lub współczynnik.

Mała dodatnia liczba: potęga ujemna

Potęga 10−4 oznacza 1/10 000, czyli 0,0001. Wobec tego 7,2 · 10−4 to 7,2 podzielone przez 10 000, a więc 0,00072.

Dla 0,006 wybieramy 6 i mnożnik 10−3. Dla 0,45 otrzymujemy 4,5 · 10−1. Ujemny wykładnik nie czyni liczby ujemną: 4,5 · 10−1 jest dodatnie. To informacja o dzieleniu przez potęgę dziesiątki.

Przy przesuwaniu przecinka o cztery miejsca w prawo z 0,00072 do 7,2 zwiększyliśmy współczynnik 10 000 razy. Aby cały iloczyn zachował wartość, musimy to zrównoważyć mnożnikiem 10−4.

Poprawianie zapisu spoza ustalonego zakresu

Zapis 32 · 105 ma zbyt duży współczynnik. Zmniejszamy 32 dziesięć razy do 3,2 i zwiększamy drugi czynnik dziesięć razy: 3,2 · 106. Wartość iloczynu pozostaje taka sama.

Z kolei 0,48 · 10−2 zapisujemy jako 4,8 · 10−3. Współczynnik wzrósł dziesięć razy, a potęga dziesiątki zmalała dziesięć razy. Oba wyrażenia są równe 0,0048.

Takie równoważne zmiany przypominają ogólną zasadę przekształcania wzorów: wygląd zapisu może się zmieniać, ale trzeba zachować opisaną zależność.

Jak porównywać i zachować jednostkę?

Jeżeli oba dodatnie współczynniki mieszczą się w zakresie od 1 do mniej niż 10, najpierw porównaj wykładniki. Liczba 1,1 · 105 jest większa od 9,9 · 104. Przy równych wykładnikach decydują współczynniki: 6,4 · 10−3 jest większe od 5,8 · 10−3.

Notacja nie zmienia jednostek. Zapis 2,5 · 103 g oznacza 2500 g, czyli 2,5 kg. Nie wolno bez przeliczenia zamienić litery g na kg i pozostawić tego samego współczynnika oraz wykładnika. Pomaga tu lekcja o jednostkach masy.

Film o dużych liczbach

„Zapisywanie dużych liczb w notacji wykładniczej”, Pi-stacja / Katalyst Education, uzupełnia część o dodatnich wykładnikach. Po filmie wykonaj także przykłady z liczbami mniejszymi od 1 według wyjaśnienia powyżej.

Pi-stacja / Katalyst Education. Otwórz film w YouTube.

Ćwiczenia

  1. Zapisz w notacji wykładniczej 7 200 000.
  2. Zapisz w tej postaci 0,000305.
  3. Zamień 4,08 · 103 na zwykły zapis.
  4. Uporządkuj zapis 56 · 10−4.
  5. Co jest większe: 9 · 10−3 czy 1 · 10−2?

Odpowiedzi

1. 7,2 · 106. 2. 3,05 · 10−4. 3. 4080. 4. 5,6 · 10−3. 5. 1 · 10−2.

W zadaniu 5 można wrócić do ułamków dziesiętnych: 0,009 < 0,01. W zadaniu 2 sprawdzenie daje 3,05 : 10 000 = 0,000305. Odpowiedź wymaga zachowania zera między 3 i 5 — nie usuwamy go podczas skracania zapisu.