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Notación científica

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Todo número real, r, no nulo se puede escribir como producto de un número en el intervalo [1;10[ (o bien ]-10;-1] si r es negativo) y de una potencia de diez. Esta escritura se llama la notación científica o notación índice estándar.

r = a × 10n,    a ∈ ]-10;-1] U [1;10[,   nZ

Ejemplos:

34.456.087 = 3,445 608 7 × 107
0,0004 508 421 = 4,508 421 × 10 -4
-5.200.000.000 = - 5,2 × 109
-6,1 = -6,1 × 100

Se conviene que la notación científica de 0 es "0".

La parte potencia de 10 se llama a menudo orden de magnitud del número, y las cifras de a son los dígitos significativos del mismo.

Es muy fácil pasar de la notación decimal usual a la científica, y reciprocamente, porque las potencias de diez tienen las formas siguientes:

Por ejemplo 10 12 = 1.000.000.000.000 (un billón)
  \begin{matrix} 10^{-n} = & \underbrace{ 0,000...000}1\\ & {n \mbox{ ceros}} \end{matrix}
Por ejemplo 10-5 = 0,000 01, con cuatro ceros después de la coma decimal y cinco ceros en total.

Esta notación es muy útil para escribir números muy grandes o muy pequeños, como los que aparecen en la física: la masa de un protón (aproximadamente 1,67×10-27 kilogramos), la distancia a los confines observables del universo (aproximadamente 4,6×1026metros).

Esta escritura tiene la ventaja de ser más concisa que la usual si uno se conforma en usar pocos digitos significativos (uno sólo para estimar una magnitud, dos o tres en ramas de las ciencias experimentales donde la incertidumbre supera el uno por mil y a veces el uno por ciento): 1,26×1010 resulta más corto que 12.600.000.000, pero el primer ejemplo dado, 34.456.087 = 3,445 608 7 × 107 no presenta tal ventaja.

Las pantallas de las calculadoras de bolsillo no permiten en general mostrar más de doce cifras por tanto optan por la escritura científica para números muy grandes o muy pequeños. La mayoría de los programas de ordenadores también atribuyen unas doce casillas para escribir los números, con la misma consecuencia. Para ahorrar casillas, estas máquinas remplazan normalmente el «×10n» por un «En» (con n entero) aunque existen algunas que presentan la n en exponente de la a, lo que provoca confusión con la notación matemática an.

La notación científica permite hacer cálculos mentales rápidos (pero a menudo aproximados), porque permite considerarar por separado los dígitos significativos y el orden de magnitud (además del signo):
Ejemplos:
Productos y divisiones:

4×10-5 multiplicado por 3×10-6 son (3×4)×10-5-6 = 12×10-11 = 1,2×10-10
5×108 dividido por 3×105 son (5/3)×108-5 ~ 1,33×103

Sumas y diferencias: si ningún término es despreciable para con el otro, hay que reducirlos a la misma potencia de diez y luego sumir o restar:

4,1×1012 + 8×1010 = 4,1×1012 + 0,08×1012 = 4,18×1012
1,6×10-15 - 8,8×10-16 = (16 - 8,8)×10-16 = 7,2×10-16

Los ingenieros privilegian las potencias de mil en vez de las de diez, y utilizan los prefijos del sistema internacional de unidades en vez de los esperados 103, 106, 10-3. Algunas calculadoras de bosillo todavía ofrecen la notación ingeniera, con los exponentes de diez múltiplos de 3:

r = a × 103·n,    a ∈ ]-1000;-1] U [1;1000[,   nZ

Por ejemplo: -53.100.000 se escribe -5,31×107 en escritura científica y -53,1×106 ó -53,1 M ("M" por "mega") en escritura ingeniera.

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Notas

Artículos relacionados

Bibliografía
Autor: M.Romero Schmidtke

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