Что называется записью числа в стандартном виде
Стандартный вид числа
Любая десятичная дробь может быть записана в виде Такие записи часто встречается в научных расчетах. Считается, что работать с ними еще удобнее, чем с обычной десятичной записью.
Сегодня мы научимся приводить к такому виду любую десятичную дробь. Заодно убедимся, что подобная запись — это уже «перебор», и никаких преимуществ в большинстве случаев она не дает.
Для начала — небольшое повторение. Как известно, десятичные дроби можно умножать не только между собой, но и на обычные целые числа (см. урок «Умножение и деление десятичных дробей»). Особый интерес представляет умножение на степени десятки. Взгляните:
Задача. Найдите значение выражения:
Умножение выполняется по стандартной схеме, с выделением значащей части у каждого множителя. Кратко опишем эти шаги:
Для первого выражения: 25,81 · 10.
Для второго выражения: 0,00005 · 1000.
Последнее выражение: 8,0034 · 100.
Давайте немного перепишем исходные примеры и сравним их с ответами:
Что происходит? Оказывается, умножение десятичной дроби на число 10 k равносильно сдвигу десятичной точки вправо Именно вправо — ведь число увеличивается.
Аналогично, умножение равносильно делению т.е. сдвигу влево, что приводит к уменьшению числа. Взгляните на примеры:
Задача. Найдите значение выражения: 2,73 · 10; 25,008 : 10; 1,447 : 100;
Во всех выражениях второе число — степень десятки, поэтому имеем:
Отсюда следует, что одну и ту же десятичную дробь можно записать бесконечным числом способов. Например:
— это выражения вида обычные цифры,
Для каждого числа, записанного в стандартном виде, рядом указана соответствующая десятичная дробь.
Переход к стандартному виду
Алгоритм перехода от обычной десятичной дроби к стандартному виду очень прост. Но перед тем как его использовать, обязательно повторите, что такое значащая часть числа (см. урок «Умножение и деление десятичных дробей»). Итак, алгоритм:
Задача. Запишите число в стандартном виде:
Как видите, в стандартном виде представляются не только десятичные дроби, но и обычные целые числа. Например:
Когда применять стандартную запись
По идее, стандартная запись числа должна сделать дробные вычисления еще проще. Но на практике заметный выигрыш получается только при выполнении операции сравнения. Потому что сравнение чисел, записанных в стандартном виде, выполняется так:
Разумеется, все это верно только для положительных чисел. Для отрицательных чисел все знаки меняются на противоположные.
Замечательно свойство дробей, записанных в стандартном виде, заключается в том, что к их значащей части можно приписывать любое количество нулей — как слева, так и справа. Аналогичное правило существует для других десятичных дробей (см. урок «Десятичные дроби»), но там есть свои ограничения.
Стандартная запись числа
Определение стандартного вида числа
Стандартным видом числа b называют его запись в виде
Оперировать числами в стандартном виде намного удобней, чем пересчитывать и переписывать бесчисленные нули слева или справа.
На рисунке вверху показан результат работы программы, находящей решение 128 линейных уравнений с 128 неизвестными.
Алгоритм записи числа в стандартном виде
Найдём, сколько секунд в году, и запишем результат в стандартном виде:
$$ 365 \frac<день> <год>\cdot 24 \frac<ч> <день>\cdot 3600 \frac<с> <ч>= 31536000 \frac<с> <год>= 3,1536 \cdot 10^7 \frac<с> <год>$$
Шаг 1. Поставить в данном числе новую запятую так, чтобы в целой части осталась одна, отличная от нуля, цифра.
Сравнение чисел, записанных в стандартном виде
Сравниваем два положительных числа:
Число с большим порядком больше числа с меньшим порядком:
Если порядки одинаковы, то сравнивают мантиссы:
Примеры
Пример 1. Выполните действия и запишите результат в стандартном виде:
$ б) (9,3 \cdot 10^<-9>)^2:(3 \cdot 10^ <-10>) = \frac<9,3^2> <3>\cdot 10^ <-18+10>= 28,83 \cdot 10^ <-8>= 2,883 \cdot 10^ <-7>$
Пример 2. Сравните числа:
$а) 5,8 \cdot 10^9 и 4,7 \cdot 10^<10>$
Порядки чисел одинаковы, мантисса первого числа больше.
$ в) 3,7 \cdot 10^ <-8>и 2,5 \cdot 10^<-9>$
$г) 2,1 \cdot 10^ <-7>и 2,5 \cdot 10^<-7>$
Порядки чисел одинаковы, мантисса второго числа больше.
Пример 3. Найдите массу одной молекулы углекислого газа в граммах.
Количество молекул газа в одном моле определяется числом Авогадро:
Пример 4. Космический аппарат «Вояджер-1» находится сейчас (март 2020 г.) на расстоянии 148,56 а.е. от Земли (https://voyager.jpl.nasa.gov/mission/status/). Через сколько часов мы принимаем радиосигнал после того, как он был передан аппаратом?
1 а.е. (астрономическая единица) = 149 597 870 700 м \approx 1,496 \cdot 10^ <11>м
Скорость распространения радиосигнала (скорость света)
$ c = 299 792 458 \frac<м> <с>\approx 3 \cdot 10^8 \frac<м><с>$
Получаем время приёма:
Таким образом, «Вояджер-1» спустя 43 года находится от нас на расстоянии ≈ 20,6 световых часов.
Пример 5. Космический аппарат «Вояджер-1» спустя 43 года находится от Земли на расстоянии 20,6 световых часов (см. Пример 4). Сколько тысячелетий ему понадобится, чтобы с такой скоростью добраться до ближайшей звезды Проксима Центавра, которая расположена примерно в 4,244 световых года от нас?
Переведём световые годы в световые часы:
$4,244 св.г = 4,244 \cdot 365 \cdot 24 св.ч \approx 3,718 \cdot 10^4 св.ч$
Стандартная форма записи числа, мантисса числа, порядок числа
Положительное число, записанное в стандартной форме, имеет вид
,
Число m является натуральным числом или десятичной дробью, удовлетворяет неравенству
,
и называется мантиссой числа, записанного в стандартной форме.
Число n является целым числом (положительным, отрицательным или нулем) и называется порядком числа, записанного в стандартной форме.
Например, число 3251 в стандартной форме записывается так:
,
Здесь число 3,251 является мантиссой, а число 3 является порядком.
Стандартная форма записи числа часто используется в научных расчетах и очень удобна для сравнения чисел.
Для того, чтобы сравнить два числа, записанных в стандартной форме, нужно сначала сравнить их порядки. Большим будет то число, порядок которого больше. Если же порядки сравниваемых чисел одинаковы, то нужно сравнить мантиссы чисел. Большим в этом случае будет то число, у которого мантисса больше.
Например, если сравнить между собой записанные в стандартной форме числа
и 
,
то, очевидно, первое число больше второго, поскольку у него порядок больше.
Если же сравнить между собой числа
и 
,
то, очевидно, что второе число больше, чем первое, поскольку порядки у этих чисел совпадают, а мантисса у второго числа больше.
Стандартный вид числа
Урок 36. Алгебра 8 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Стандартный вид числа»
Наверняка, в физике, биологии, химии или географии вы сталкивались, как с очень большими, так и очень малыми положительными числами.
Скажите с такими числами удобно выполнять математические расчёты? Конечно же, нет. В обычном десятичном виде большие и малые числа неудобно читать и записывать, неудобно выполнять над ними какие-либо действия. В таком случае полезным оказывается представление числа в виде
Говорят, что мы записали числа в стандартном виде. В таком виде можно представить любое положительное число.
Стандартным видом числа 
называют его запись в виде: 
, где 
и 
– целое число.
Число называется порядком числа .
Если порядок числа равен 
, то это означает, что 
.
Если порядок числа равен 
, то это означает, что 
.
Большой положительный порядок показывает, что число очень велико.
Большой по модулю отрицательный порядок показывает, что число очень мало.
, где и – целое число
По определению стандартного вида числа следует, что в стандартном виде в целой части числа (до запятой) может содержаться только одна цифра.
Все остальные цифры должны стоять после (справа) от запятой.
Порядок числа даёт представление о том, насколько велико или мало это число.
В стандартном виде можно записать не только большое или малое, но и любое число.
Для того чтобы привести число к стандартному виду, надо:
1. Перенести в нём запятую так, чтобы она была сразу после первой значащей цифры.
2. полученное число умножить на 
, где подбирается так, чтобы произведение было равно данному числу.
Значащей цифрой числа называют его первую (слева направо) отличную от нуля цифру, а также все последующие за ней цифры.
Пример: представим в стандартном виде число.
Задание: запишите число в стандартном виде.
Задание: запишите в стандартном виде число, равное значению произведения х и у.
Стандартным видом числа 
называют его запись в виде: 
, где 
и 
– целое число.
Число называется порядком числа .
Для того, чтобы привести число к стандартному виду, надо перенести в нём запятую так, чтобы она была сразу после первой значащей цифры, и полученное число умножить на 
, где подбирается так, чтобы произведение было равно данному числу.
Cтандартный вид числа
В задачах по физике часто приходится работать с очень большими и очень малыми величинами.
Как вести вычисления в атомной физике? Или записать радиус электрона? Если потребуется сравнить массу электрона и массу планеты Земля, как произвести вычисления с числами, которые несопоставимы друг с другом в обычном виде?
Физики и математики, столкнувшись с такими задачами, поняли, что для решения подобных задач требуется привести числа к единому стандартному виду. Так появилось понятие стандартный вид числа.
Прежде чем переходить к объяснению, как записать число в стандартном виде, нужно вспомнить определение степени. Особенно хорошо нужно помнить, чему равняется число « 10 » в различных степенях.
Вспомним, что при умножении целого числа на 10, 100, 1000 и т.д. мы просто добавляли тоже количество нулей, что и в 10, 100, 1000 и т.д..
Теперь запишем тоже самое, используя определение степени.
При делении целого числа на 10, 100, 1000 и т.д. мы убирали нули.
С помощью степени можно записать вычисления выше следующим образом:
С помощью определения отрицательной степени можно записать вычисления выше следующим образом:
Стандартный вид числа
Вначале обратимся к строгому математическому определению стандартного вида числа. Затем по традиции разберемся на примерах.
Любое натуральное число или конечную положительную десятичную дробь можно записать в виде:
Такая запись называется — стандартный вид числа.
При этом число « n » называют порядком числа « a ».
Теперь к примеру. Пусть нам дано число « 5 600 » и требуется записать его в стандартном виде.
По определению стандартного вида числа необходимо, чтобы перед запятой стояла только одна цифра от « 1 » до « 9 ».
В числе « 5 600 » первая цифра справа — « 5 ». Поставим справа от нее запятую и посчитаем, сколько знаков у нас осталось справа от запятой.
Теперь запишем « 1000 » с использованием степени.
Завершающим штрихом будет отбрасывание незначащих нулей в десятичной дроби.
Таким образом « 5 600 » в стандартном виде будет выглядеть следующим образом:
Чтобы проверить, что мы не ошиблись в вычислениях, произведем вычисления обратно. Если все выполнено корректно, мы должны получить изначальное число. Убедимся в этом.
Рассмотрим другой пример, когда нужно представить десятичную дробь в стандартном виде. Например, десятичную дробь « 0,017 ».
Согласно определению стандартного вида числа необходимо, чтобы первой цифрой перед запятой стояла только одна цифра от « 1 » до « 9 ».
В десятичной дроби « 0,017 » вначале идет « 0 ». Нам это не подходит, поэтому двигаемся слева направо, чтобы найти первую цифру отличную от « 0 ».
Это цифра « 1 ». Посчитаем сколько знаков (цифр) стояло от запятой до цифры « 1 », включая саму цифру « 1 ».
Получается два знака. Начнем записывать « 0,017 » в стандартном виде. Перенесем запятую и поставим ее справа от « 1 ».
Выходит, чтобы из « 1,7 » сделать 0,017 », нужно « 1,7 разделить на « 100 » (чтобы перенести запятую на два знака влево).
Запишем это деление на « 100 », используя обыкновенную дробь.
С помощью отрицательной степени запишем окончательный вид числа « 0,017 » в стандартном виде.
Примеры решения задач
на запись числа в стандартном виде
№ 237 Алимов 8 класс
(Устно) Определить порядок числа, выражающего значение физической константы:
1) масса покоя электрона
me = 9,1093897 · 10 −31
Напоминаем, что порядком числа, которое приведено в стандартный вид, называют степень, в которой стоит « 10 ». В данном примере « 10 » стоит в
степени « −31 ». Значит, порядком массы покоя электрона является « −31 ».
№ 238 Алимов 8 класс
2) постоянная Фарадея
F = 96485,309 Кл/моль;
По определению стандартного вида числа необходимо, чтобы перед запятой стояла только одна цифра от « 1 » до « 9 ».
Начнем записывать постоянную Фарадея в стандартном виде. Перенесем запятую после первой цифры отличной от нуля. Это цифра « 9 ».
Получается « 4 » знака. Значит постоянная Фарадея в стандартном виде будет выглядеть следующим образом:
Порядком числа « 9,6485309 · 10 4 » является степень, в которой стоит « 10 ». Следовательно, порядок « k = 4 ».
Начнем записывать постоянную Лошмидта в стандартном виде, т.е. как:
Завершим решение и запишем окончательный ответ, используя свойство «Произведение степеней».