用科学记数法表示 4500
4500第一个非零数字是 4,所以小数点放在它后面:4.5。从 4500 到这里,小数点向左移了 3 位,所以指数是 +3,答案是 4.5 × 10³。有两位有效数字,因为末尾的零只是占位。
双向转换,并用指数运算法则计算两个数。
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科学记数法把每个数都写成一位整数加小数部分,再乘以 10 的幂:4500 是 4.5 × 10³,0.00032 是 3.2 × 10⁻⁴。系数总是在 1 和 10 之间,所以两个数一眼就能比较大小;而指数一点也不神秘,它只是小数点移到那里所走的位数。
这也说明了正负号为什么是这样。小数点向左移,数变小了,所以 10 的幂要把它放大回去:指数为正。小数点向右移,数变大了,所以 10 的幂要把它缩小回去:指数为负。科学记数法的每一个错误,都是在这个对应关系上出的错,所以本页会展示小数点的移动,而不只是给出答案。
科学记数法真正的价值在运算上。两个科学记数法表示的数相乘,只需要做一次小乘法和一次指数加法,这正是这种记法存在的全部理由。两个数相加反而更难,因为必须先让 10 的幂相同,而这一步几乎人人都会跳过。
4500 里是 4,0.00032 里是 3。它前面的一切都只是包装。
4500 变成 4.5,0.00032 变成 3.2。这就是系数,按这种做法它必然在 1 和 10 之间。
从 4500. 到 4.5,小数点向左移了 3 位。从 0.00032 到 3.2,小数点向右移了 4 位。
向左为正,向右为负:4.5 × 10³ 和 3.2 × 10⁻⁴。把小数点移回去来检验:如果回不到原来的数,就该检查正负号。
指数为正就把小数点向右移,为负就向左移,空位补零:6.7 × 10⁵ 是 670000,8.1 × 10⁻³ 是 0.0081。
普通写法、科学记数法、E 记数法,以及工程记数法:它强制指数为 3 的倍数,以便与国际单位制的词头对应。
| 数 | 科学记数法 | E 记数法 | 工程记数法 |
|---|---|---|---|
| 4500 | 4.5 × 10³ | 4.5e+3 | 4.5 × 10³ |
| 45000 | 4.5 × 10⁴ | 4.5e+4 | 45 × 10³ |
| 0.00032 | 3.2 × 10⁻⁴ | 3.2e-4 | 320 × 10⁻⁶ |
| 299792458 | 2.99792458 × 10⁸ | 2.99792458e+8 | 299.792458 × 10⁶ |
| 1 | 1 × 10⁰ | 1e+0 | 1 × 10⁰ |
| 0.5 | 5 × 10⁻¹ | 5e-1 | 500 × 10⁻³ |
| 0.000000001 | 1 × 10⁻⁹ | 1e-9 | 1 × 10⁻⁹ |
| 602000000000000000000000 | 6.02 × 10²³ | 6.02e+23 | 602 × 10²¹ |
4500第一个非零数字是 4,所以小数点放在它后面:4.5。从 4500 到这里,小数点向左移了 3 位,所以指数是 +3,答案是 4.5 × 10³。有两位有效数字,因为末尾的零只是占位。
0.00032第一个非零数字是 3。把小数点移到它后面,要向右移 4 位,所以指数为负:3.2 × 10⁻⁴。用工程记数法是 320 × 10⁻⁶,即 320 微单位,工程师口头上就是这么说的。
4.5e3输入的是科学记数法,所以页面会反向换算:指数 +3 把小数点向右移 3 位,补一个零,得到 4500。不需要切换方向,你输入的形式本身就说明了要往哪边换算。
3e4 × 2e5系数相乘:3 · 2 = 6。指数相加:4 + 5 = 9。答案是 6 × 10⁹,方法就这么多。注意你从来不用写出 30000 或 200000,这正是这种记法带来的好处。
5e3 × 4e3系数相乘得 20,指数相加得 6,所以中间结果是 20 × 10⁶。这个值没错,但不是科学记数法,因为 20 不在 1 和 10 之间。再把小数点移一位:2 × 10⁷。
3e5 + 4e4指数不同,所以还不能相加。把较小的数改写成较大数的幂:4 × 10⁴ 就是 0.4 × 10⁵。现在系数可以相加了:3 + 0.4 = 3.4,得到 3.4 × 10⁵。在这里把指数相加,就是最典型的错误。
把小数点放在第一个非零数字后面,然后数它移动了几位。向左移,指数为正;向右移,指数为负。4500 变成 4.5 × 10³,0.00032 变成 3.2 × 10⁻⁴。
它们是同一个东西的两个名字:“标准形式”是英国的常用说法,“科学记数法”是美国的说法。两者都指 1 到 10 之间的系数乘以 10 的幂。工程记数法则是另一种变体,强制指数为 3 的倍数。
这是写在一行里的科学记数法,计算器、电子表格和编程语言都这样显示:4.5e3 表示 4.5 × 10³ = 4500。e 代表指数(exponent),而不是自然常数 e;4.5e-3 表示 4.5 × 10⁻³ = 0.0045。
系数相乘,指数相加。(3 × 10⁴)(2 × 10⁵) = 6 × 10⁹。如果系数相乘得 10 或更大,就把小数点再移一位,指数相应加一:20 × 10⁶ 写成 2 × 10⁷。
先让指数相同,再只把系数相加。对于 3 × 10⁵ + 4 × 10⁴,把第二个数改写成 0.4 × 10⁵ 再相加:3.4 × 10⁵。这一步最容易被跳过,而把指数相加则是最典型的错误。
就是强制指数为 3 的倍数的科学记数法,这样就能和国际单位制的词头对应:10³ 千,10⁶ 兆,10⁻³ 毫,10⁻⁶ 微。0.00032 变成 320 × 10⁻⁶,工程师直接读作 320 微单位。
因为零没有第一个有效数字可以放小数点,而且 1 到 10 之间的系数乘以任何 10 的幂都不可能等于零。如实地说,零是一个特例,所以本页会直接说明,而不是显示 0 × 10⁰。
系数显示几位就是几位。这是这种记法一个不起眼的优点:4500 里的零到底是测量出来的还是只是占位,说不清楚;而 4.5 × 10³ 表示两位有效数字,4.500 × 10³ 表示四位。