科学记数法

基础

学用科学记数法写好大和好小的数,不用写一大堆零。

适合:中二数学 · 单元:指数与幂 · 建议学习路径第 3/29 课

学完呢课,你会识:
  • 形式:a × 10ⁿ
  • a 在 1 至 10 之间
  • 大数 n 正数,小数 n 负数
数学Mathematics
读呢课前,你应该识: 零指数与负整数指数

1重点摘要 Summary

学用科学记数法写好大和好小的数,不用写一大堆零。

2生字卡 Vocabulary

S
Scientific notation科学记数法

将数写作 a × 10ⁿ 的形式。

S
Significant figure有效数字

由第一个非零数字起计的数字。

L
Large number大数

很多位数的数,例如 1000000。

S
Small number小数

好小的数,例如 0.000001。

P
Power of 1010 的次方

10ⁿ,例如 10³ = 1000。

M
Move decimal移小数点

将小数点左右移动。

S
Standard form标准式

科学记数法的正式名称。

C
Convert转换

将一般数写作科学记数法,或者倒转。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:什么是科学记数法科学记数法(又称标准式)把任何数写成 a × 10ⁿ 的形式,其中 1 ≤ a < 10,n 是整数。它的价值在于处理极大或极小的数:地球与太阳的距离约 150000000 千米,写成 1.5 × 10⁸ 千米;一粒细菌的直径约 0.000002 米,写成 2 × 10⁻⁶ 米。不用科学记数法,这些数字要写一长串零,既容易数错位数,也难以比较大小。规则只有两条:a 必须在 1(包括)与 10(不包括)之间;n 等于小数点移动的位数,向左移为正,向右移为负。
  2. 第二步:大数怎样写把大数写成科学记数法分三步。以 300000 为例:第一步,把小数点由数字最右端移到第一个非零数字之后,变成 3.00000;第二步,数出小数点移动的位数——由 300000. 到 3. 共移了 5 位;第三步,写成 3 × 10⁵。再练一个:光速约 300000000 米/秒,小数点移到 3 之后共 8 位,所以是 3 × 10⁸ 米/秒。留意 a 的选取:其余非零数字要成为 a 的小数部分,例如 2760000 = 2.76 × 10⁶,而不是 2 × 10⁶——漏掉 76 便是严重的近似错误。
  3. 第三步:小数怎样写小于 1 的数同样处理,只是指数为负。以 0.000045 为例:第一步,把小数点移到第一个非零数字(4)之后,变成 4.5;第二步,数出移动位数——由 0.000045 到 4.5,小数点向右移了 5 位;第三步,向右移代表负指数,所以是 4.5 × 10⁻⁵。再练一个:0.0032 的小数点向右移 3 位得 3.2,所以是 3.2 × 10⁻³。记忆口诀:大数指数正、小数指数负;移动方向与指数符号刚好相反——把数变小(点左移)指数为正,把数变大(点右移)指数为负。
  4. 第四步:转回一般数(正指数)把科学记数法转回一般数,正指数表示小数点向右移。以 2.5 × 10⁴ 为例:10⁴ = 10000,所以 2.5 × 10000 = 25000;直接理解就是把 2.5 的小数点向右移 4 位,不足位补零。再练两个:3.06 × 10⁵ = 306000(向右移 5 位);7 × 10² = 700(a 为整数也可以,只要符合 1 ≤ a < 10)。这个方向常用于天文与地理数据:地球半径约 6.4 × 10³ 千米,即 6400 千米。转换后数一数原数的零,确认没有移多或移少,是简单有效的自检方法。
  5. 第五步:转回一般数(负指数)负指数表示小数点向左移。以 3.7 × 10⁻³ 为例:10⁻³ = 11000,所以 3.7 × 11000 = 0.0037;等同把 3.7 的小数点向左移 3 位。再练两个:4.5 × 10⁻⁵ = 0.000045(向左移 5 位,前面补四个零);1.2 × 10⁻¹ = 0.12。这类数常见于科学量度:一粒尘埃的质量可能约 7.5 × 10⁻¹⁰ 千克,红血球的直径约 8 × 10⁻⁶ 米。书写时按「0.、补零、a 的数字」的次序写,就不会数错零的个数;写完核对:小数点后、第一个非零数字前的零,应比指数少一个。
  6. 第六步:规则与检验巩固两条核心规则。第一,a 永远在 1 与 10 之间(包括 1,不包括 10):1234 的正确写法是 1.234 × 10³;12.34 × 10² 虽然数值相同,却不合规格;同样 0.5 × 10⁴ 也要改写成 5 × 10³。第二,大数 n 为正、小数 n 为负,n 的绝对值等于小数点移动的位数。自检方法有二:把答案乘回去,看是否还原原数,例如 1.234 × 10³ = 1234 无误;另外培养量级感——1.234 × 10³ 应该是「千」的级别,若得出万或百的级别,表示指数出错,应立即覆查。
  7. 第七步:常见错误总结科学记数法有三个高频错误。第一,a 不合规格:把 450 写成 45 × 10¹ 或 0.45 × 10³,正确是 4.5 × 10²;写完先检查 1 ≤ a < 10。第二,指数符号弄反:把 0.0007 写成 7 × 10⁴(应是 7 × 10⁻⁴),或把 70000 写成 7 × 10⁻⁴(应是 7 × 10⁴);对策是记住「数越大指数越大、数越小指数越小」。第三,漏掉 a 的小数部分:把 375000 写成 3 × 10⁵,等于丢失了 75000,严重失真;a 必须保留所有非零数字,375000 = 3.75 × 10⁵。考试前用三五个数字各练一次正向与反向转换,错误率会明显下降。

4图解 Diagrams

科学记数法:小数点搬几多步 Scientific notation150,000,000 km = 1.5 × 10⁸ km↑ 小数点由尾行到 1 同 5 之间:行咗 8 步 → 10⁸规则:写成 a × 10ⁿ,其中 1 ≤ a < 10大数 → n 正(点向左行)|细数 → n 负(点向右行)光速 300,000,000 m/s3 × 10⁸氢原子 0.0000000001 m1 × 10⁻¹⁰地球质量5.97 × 10²⁴ kg用途:天文同微生物嘅数字唔会写到一版——科学家沟通标准格式
图 1:科学记数法移位规则

5例题示范 Example

例:写 5600000 做科学记数法

  1. 第一步:将小数点由最右边移到第一个非零数字后面:5.600000。
  2. 第二步:数下移了多少位:由 5600000. 移到 5.6,移了 6 位。
  3. 第三步:写成 a × 10ⁿ,a = 5.6(1 ≤ a < 10),n = 6。
  4. 第四步:所以是 5.6 × 10⁶。
  5. 验算:5.6 × 10⁶ = 5.6 × 1000000 = 5600000 ✓
  6. 答案:5.6 × 10⁶ — a 一定在 1 和 10 之间,n 是小数点移动的位数。

6常见错误 Mistakes

✗ a 大过 10
✓ a 一定要是 1 至 10 之间!不可以大过等于 10!
✗ 大数 n 是负数
✓ 大数 n 是正数!小数 n 先是负数!不要弄错!
✗ 数错移动位数
✓ 移小数点之后慢慢数!不要心急数错!
✗ 忘记小数点
✓ 写 a 的时候记住有小数点!不要写作整数!

75 题快测 Quick check

Q1科学记数法形式是?

Q2a 的范围是?

Q31000 写作科学记数法?

Q40.01 写作科学记数法?

Q52.5 × 10² = ?

8重点回顾 Recap

  • 形式:a × 10ⁿ
  • a 在 1 至 10 之间
  • 大数 n 正数,小数 n 负数
  • 移小数点数位数
  • 不用写一大堆零

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