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阿基米德提出的數字表示法

科学记数法

計算機螢幕用E符號顯示了亞佛加厥常數
計算機螢幕用E符號顯示了亞佛加厥常數

科学记数法(英語:scientific notation)又稱科学记号或科學記法,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。

在科学记数法中,一個數被寫成一個實數{\displaystyle a\,}與一個10的{\displaystyle n\,}次幂的積:

{\displaystyle a\times 10^{n}\,}

其中:

  • {\displaystyle n\,}必須是一個整數
  • {\displaystyle 1\leq |a|<10}(如果 {\displaystyle |a|\,} 是一個小於1的小數,或 {\displaystyle |a|\,} 大於等于10,皆可通过改變 {\displaystyle n\,} 來表示),
  • {\displaystyle a\,}是一個實數,可稱為有效數或尾數(英語:mantissa,在一些討論浮點數或对数的文獻中,亦使用尾數這個詞,但定義與範圍不一定相同,因此加以說明,以避免混淆)。
實際數字 科学记数法裡的寫法
2 2×100
300 3×102
4,321.768 4.321768×103
−53,000 −5.3×104
6,720,000,000 6.72×109
0.2 2×10−1
0.000 000 007 51 7.51×10−9

例子

在电脑或计算器中一般用EXP或E(exponential)来表示10的幂:

  • 7.823E+5=782300
  • 1.2e−4=0.00012

優點

當我們要表示非常大或非常小的數時,如果用一般的方法,將一個數的所有位數都寫出來,會很難直接確知它的大小,還會浪費很多空間。但若使用科学记数法,一個数的数量级、精确度和数值都較容易看出,例如於化學裡,以公克表示一個質子質量的數值為︰

{\displaystyle 0.00000000000000000000000167262158}

但如果將它轉成科学记数法的形式,便可不需要寫那麼多零︰

{\displaystyle 1.67262158\times 10^{-24}}

又例如,若以公斤為表示單位,則木星的質量值約為:

{\displaystyle 1898130000000000000000000000}

像這樣的大数亦无法直接用列出所有位數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來:

{\displaystyle 1.89813\times 10^{27}\,}

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