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乘方带来的便利:数字记数优化方案

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:按照普通的记数方法,天文数字的书写和运算都很不方便。以地球到仙女座星云的距离为例,用普通的方法来写,应该是95000000000000000000千米,这个数的单位是“千米”,可在天文计算中经常要换算成厘米,这就需要在上面的数字后再加上5个0,即9500000000000000000000000。例如,用克来表示太阳的质量,就是:1 983 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000显然,用这种记数方法来进行运算,很容易弄错后面的0的个数。

乘方带来的便利:数字记数优化方案

第五种运算在天文学中的应用最为广泛,在研究宇宙的过程中,时常会用到巨大的数,也就是天文数字——它们只有一两位有效数字,后面跟着一大串的0。

按照普通的记数方法,天文数字的书写和运算都很不方便。以地球到仙女座星云的距离为例,用普通的方法来写,应该是95000000000000000000千米,这个数的单位是“千米”,可在天文计算中经常要换算成厘米,这就需要在上面的数字后再加上5个0,即9500000000000000000000000。这个数字非常大,但恒星的质量比这个数还要大很多。例如,用克来表示太阳的质量,就是:

1 983 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

显然,用这种记数方法来进行运算,很容易弄错后面的0的个数。更何况,很多时候遇到的数字比这些还要大很多。

此时,第五种运算的优越性就体现出来了。我们知道,对于1后面跟着一些0的数,通常可以用10的若干次方来表示,比如10=101,100=102,1000=103,10000=104,……按照这样的方式,前面提到的两个数字,就可以用这样的形式来表示:

9500000000000000000000000=95×1023(www.xing528.com)

1983000000000000000000000000000000=1983×1030

这样一来,在进行计算时,不仅书写方便,运算也变得容易很多。比如,想用这两个数进行乘法运算,就可以写成下面的式子:

(95×1023)×(1983×1030)=95×1983×10(23+30)=188385×1053

如果不用乘方运算,这两个数相乘得到的数字后面,一共有53个0。这样不仅书写起来很费劲,还可能会因为漏写0而发生错误

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