科学记数法(英语:scientific notation)又称科学记号或科学记法[1][2],是一种记录或标志数的科学表示法,可用来表示由于太大或太小而不能方便地用十进制表示的数,因为这样做需要写出一串异常长的数字。科学家、数学家和工程师普遍使用这种以10为底数的表示法,部分原因是它可以简化某些算术运算。在科学计算器上,通常使用“SCI”作为显示模式。科学记数法最早由阿基米德提出。
计算器显示屏用E符号显示了阿伏伽德罗常数
在科学记数法中,一个数被写成一个实数
与一个10的
次幂的积:[3]
![{\displaystyle a\times 10^{n}\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/d8bdcbab5a43aa52a7bda118d10ffdd9f6e8bba9)
其中:
必须是一个整数
(如果
是一个小于1的小数,或
大于等于10,皆可通过改变
来表示),
是一个实数,可称为有效数或尾数(英语:mantissa,在一些讨论浮点数或对数的文献中,亦使用尾数这个词,但定义与范围不一定相同,因此加以说明,以避免混淆)。
实际数字
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科学记数法里的写法
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2
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7000200000000000000♠2×100
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300
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7002300000000000000♠3×102
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4,321.768
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7003432176800000000♠4.321768×103
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−53,000
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2995470000000000000♠−5.3×104
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6,720,000,000
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7009672000000000000♠6.72×109
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0.2
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6999200000000000000♠2×10−1
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0.000 000 007 51
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6991751000000000000♠7.51×10−9
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在电脑或计算器中一般用EXP或E(exponential)来表示10的幂[4]:
- 7.823E5=782300
- 1.2e−4=0.00012
当我们要表示非常大或非常小的数时,如果用一般的方法,将一个数的所有位数都写出来,会很难直接确知它的大小,还会浪费很多空间。但若使用科学记数法,一个数的数量级、精确度和数值都较容易看出,例如于化学里,以公克表示一个质子质量的数值为︰
![{\displaystyle 0.00000000000000000000000167262158}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3c78547d57c143afc2c34fde538aec3381fbd8d4)
但如果将它转成科学记数法的形式,便可不需要写那么多零︰
![{\displaystyle 1.67262158\times 10^{-24}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/12cd52a2c7787fdebdbbd93aed3ee6901dc37dd5)
又例如,若以公斤为表示单位,则木星的质量值约为:
![{\displaystyle 1898130000000000000000000000}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/52039acff323c10e51ebc2aadb6619d971a2e8b4)
像这样的大数亦无法直接用列出所有位数的方式表达出精确度,但科学记数法就能用下方形式明白的表示出来:
![{\displaystyle 1.89813\times 10^{27}\,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7a432b1fabae8334ad2bc16b1d3ecdd66040edf7)
假设有两个以科学记数法表示的数字:
![{\displaystyle {\begin{aligned}x_{1}&=a_{1}\times 10^{b_{1}}\\x_{2}&=a_{2}\times 10^{b_{2}}\end{aligned}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/2108941a8a44438911cfc5036018a64464ac8f0a)
则有:
![{\displaystyle {\begin{aligned}x_{1}\cdot x_{2}&=a_{1}a_{2}\times 10^{b_{1}+b_{2}}\\{\frac {x_{1}}{x_{2}}}&={\frac {a_{1}}{a_{2}}}\times 10^{b_{1}-b_{2}}\end{aligned}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/fb4f6bf4c8968a35460a77c008ea17b07045dcee)
例如:
![{\displaystyle (2.71\times 10^{8})\times (2\times 10^{6})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/adde875a6471fdf2f559925a077f24ff690345ec)
![{\displaystyle =(2.71\times 2)\times 10^{8+6}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ad8bc820d8eb2092b3f30e546bee74b0bec66499)
![{\displaystyle =5.42\times 10^{14}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b362fc2db79eb8677c631e3b4af2e7423882f0d9)
又例如:
![{\displaystyle {\frac {17.225\times 10^{2}}{2.5\times 10^{9}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/114071584eb9540fdb9e4c05876db279dbd9632b)
![{\displaystyle ={\frac {17.225}{2.5}}\times 10^{2-9}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/6676826ade84470cf3940897b0bbcdba71e35870)
![{\displaystyle =6.89\times 10^{-7}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4c2b296862e3d68e47d3b35893c1b70a3209493b)
- ^ 存档副本. [2023-07-28]. (原始内容存档于2023-07-28).
- ^ 存档副本. [2023-07-28]. (原始内容存档于2023-07-28).
- ^ 科学记数法总结,中考必考知识点,值得初中生收藏. baijiahao.baidu.com. [2019-07-28].
- ^ David Halliday. Principles of physics. 约翰威立. 2011: 第2页. ISBN 9780470561584.