KURS MATURALNY

Notacja wykładnicza

Tego się dowiesz!

Odległość Ziemi od Słońca to około 150 000 000 km, a masa elektronu to około 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 911 kg. Takie liczby trudno zapisać, przeczytać i policzyć. Dlatego naukowcy i matematycy zapisują je w notacji wykładniczej: 1,5 · 10⁸ km i 9,11 · 10⁻³¹ kg. W tym wpisie wyjaśniam, jak zamieniać liczby na notację wykładniczą i z powrotem, jak wykonywać na nich działania i jak rozwiązywać typowe zadania maturalne.

1Co to jest notacja wykładnicza

Definicja
a · 10n

gdzie a jest liczbą z przedziału ⟨1; 10), czyli 1 ≤ a < 10, a n jest liczbą całkowitą. Przed przecinkiem w liczbie a stoi więc zawsze dokładnie jedna cyfra różna od zera.

ZapisCzy to notacja wykładnicza?Dlaczego
3,2 · 105tak1 ≤ 3,2 < 10
7 · 10−3tak1 ≤ 7 < 10, wykładnik może być ujemny
32 · 104nie32 jest większe od 10
0,8 · 106nie0,8 jest mniejsze od 1
10 · 103niea musi być mniejsze od 10; poprawnie 1 · 10⁴

Notację wykładniczą nazywa się też notacją naukową albo postacią wykładniczą liczby.

2Zamiana dużej liczby

Przesuwamy przecinek w lewo tak, żeby przed nim została jedna cyfra różna od zera. Liczba miejsc, o które przesunęliśmy przecinek, to wykładnik n, i jest on dodatni.

PrzykładZapisz w notacji wykładniczej liczbę 45 000 000.

Przecinek liczby całkowitej stoi na końcu, za ostatnim zerem. Przesuwamy go w lewo, aż przed nim zostanie sama czwórka:

45 000 000 = 4,5 · 107

Sprawdzenie: 4,5 · 10⁷ to 4,5 · 10 000 000 = 45 000 000. Zera na końcu po przecinku pomijamy, więc 4,5000000 piszemy jako 4,5.

Odpowiedź4,5 · 107
LiczbaIle miejsc w lewoNotacja wykładnicza
3 00033 · 103
720 00057,2 · 105
602 000 00086,02 · 108
150 000 00081,5 · 108
83,418,34 · 101

3Zamiana małej liczby

Dla liczb mniejszych od 1 przesuwamy przecinek w prawo, za pierwszą cyfrę różną od zera. Liczba miejsc to znowu n, ale tym razem wykładnik jest ujemny.

PrzykładZapisz w notacji wykładniczej liczbę 0,00032.
0,00032 = 3,2 · 10−4

Sprawdzenie: 10⁻⁴ = 1/10 000 = 0,0001, a 3,2 · 0,0001 = 0,00032.

Odpowiedź3,2 · 10−4
LiczbaIle miejsc w prawoNotacja wykładnicza
0,515 · 10−1
0,0727 · 10−2
0,000 4144,1 · 10−4
0,000 000 979 · 10−7
Szybka reguła

Liczba większa lub równa 10: przecinek w lewo, wykładnik dodatni. Liczba mniejsza od 1: przecinek w prawo, wykładnik ujemny. Liczba od 1 do 10: wykładnik 0, bo 10⁰ = 1.

Uwaga na częsty błądŁatwo pomylić znak wykładnika. Zapamiętaj: duża liczba to dodatni wykładnik, mała liczba to ujemny. 0,00032 to bardzo mała liczba, więc wykładnik musi być ujemny. Zapis 3,2 · 10⁴ to 32 000, czyli liczba sto milionów razy za duża.

4Zamiana w drugą stronę

Gdy mamy liczbę w notacji wykładniczej i chcemy ją zapisać „normalnie”, przesuwamy przecinek o n miejsc: w prawo, gdy n jest dodatnie, i w lewo, gdy ujemne. Brakujące miejsca uzupełniamy zerami.

Notacja wykładniczaCo robimyLiczba
6,02 · 105przecinek o 5 w prawo602 000
3 · 109przecinek o 9 w prawo3 000 000 000
7 · 10−3przecinek o 3 w lewo0,007
1,25 · 10−2przecinek o 2 w lewo0,0125

5Poprawianie zapisu

Po obliczeniach często wychodzi zapis, w którym liczba przed potęgą nie mieści się w przedziale od 1 do 10. Trzeba go wtedy poprawić: zmienić a i jednocześnie wykładnik tak, żeby wartość się nie zmieniła.

PrzykładZapisz poprawnie w notacji wykładniczej: 23 · 10⁵ oraz 0,45 · 10³.

Liczba 23 to 2,3 · 10¹. Zatem 23 · 105 = 2,3 · 101 · 105 = 2,3 · 106. Zmniejszyliśmy a dziesięć razy, więc wykładnik rośnie o 1.

Liczba 0,45 to 4,5 · 10⁻¹. Zatem 0,45 · 103 = 4,5 · 10−1 · 103 = 4,5 · 102. Zwiększyliśmy a dziesięć razy, więc wykładnik maleje o 1.

Odpowiedź2,3 · 106 oraz 4,5 · 102

Notacja wykładnicza to część działu o potęgach w moim kursie „Matematyka od podstaw do matury”. Działania na potęgach, potęgi o wykładniku ujemnym i trzy zestawy zadań maturalnych z potęg i pierwiastków są rozpisane krok po kroku, tak jak w tym wpisie.

Zobacz kurs na Udemy

6Działania w notacji wykładniczej

Działania opierają się na wzorach na potęgi: 10ᵐ · 10ⁿ = 10ᵐ⁺ⁿ i 10ᵐ : 10ⁿ = 10ᵐ⁻ⁿ. Liczby przed potęgami liczymy osobno, a potęgi dziesięciu osobno.

Mnożenie

(2 · 103) · (4 · 105)=(2 · 4)·103 + 5=8 · 108

Gdy iloczyn liczb przed potęgami jest większy niż 10, poprawiamy zapis: (5 · 104) · (6 · 103) = 30 · 107 = 3 · 108.

Dzielenie

(8 · 107) : (2 · 103)=(8 : 2)·107 − 3=4 · 104

Tu też może być potrzebna poprawka: (3 · 102) : (6 · 105) = 0,5 · 10−3 = 5 · 10−4.

Potęgowanie

Do potęgi podnosimy obie części: (2 · 103)2 = 22 · 106 = 4 · 106.

Dodawanie i odejmowanie

Tu nie ma skrótu. Najpierw trzeba doprowadzić obie liczby do tej samej potęgi dziesięciu, potem dodać liczby przed nią: 3 · 104 + 5 · 103 = 30 · 103 + 5 · 103 = 35 · 103 = 3,5 · 104.

Uwaga na częsty błądPrzy dodawaniu nie dodaje się wykładników. 3 · 10⁴ + 5 · 10³ to nie 8 · 10⁷. Sprawdź na zwykłych liczbach: 30 000 + 5 000 = 35 000, czyli 3,5 · 10⁴.

Porównywanie

Gdy obie liczby są poprawnie zapisane w notacji wykładniczej, większa jest ta, która ma większy wykładnik. Dopiero gdy wykładniki są równe, porównujemy liczby przed potęgami. Dlatego 1,1 · 10⁶ > 9,9 · 10⁵, a 2 · 10⁻³ > 9 · 10⁻⁴, bo −3 > −4.

7Kalkulator i przedrostki jednostek

Kalkulatory pokazują bardzo duże i bardzo małe liczby w notacji wykładniczej, zapisując potęgę dziesięciu literą E. Wynik 1.5E8 oznacza 1,5 · 10⁸, a 3.2E-4 oznacza 3,2 · 10⁻⁴.

Notacja wykładnicza kryje się też w przedrostkach jednostek, które znasz z codzienności:

PrzedrostekZnaczeniePrzykład
giga (G)1091 GB to około miliarda bajtów
mega (M)1061 MW = 10⁶ W
kilo (k)1031 km = 10³ m
mili (m)10−31 mm = 10⁻³ m
mikro (μ)10−61 μm = 10⁻⁶ m
nano (n)10−91 nm = 10⁻⁹ m
Na maturze podstawowej

Notacja wykładnicza pojawia się na maturze w zadaniach zamkniętych z potęg: trzeba zapisać liczbę w notacji wykładniczej, obliczyć iloczyn lub iloraz takich liczb albo porównać dwie bardzo duże lub bardzo małe liczby. Autorzy zadań chętnie dają w odpowiedziach zapisy z pomylonym znakiem wykładnika albo z liczbą przed potęgą spoza przedziału od 1 do 10.

Zadanie w stylu maturalnym (zamknięte)Liczba 0,000056 zapisana w notacji wykładniczej to:

A. 56 · 10−6
B. 5,6 · 10−5
C. 5,6 · 10−6
D. 5,6 · 105

Rozwiązanie: przesuwamy przecinek w prawo za piątkę, czyli o 5 miejsc. Liczba jest mała, więc wykładnik jest ujemny: 5,6 · 10⁻⁵. Odpowiedź B. Odpowiedź A ma tę samą wartość, ale nie jest notacją wykładniczą, bo 56 > 10. C to błąd w liczeniu miejsc, a D to pomylony znak.

Zadanie w stylu maturalnym (otwarte)Oblicz iloczyn (4,2 · 105) · (5 · 10−8) i zapisz wynik w notacji wykładniczej.

Rozwiązanie: mnożymy osobno liczby i potęgi. 4,2 · 5 = 21, a 10⁵ · 10⁻⁸ = 10⁵⁺⁽⁻⁸⁾ = 10⁻³. Wynik 21 · 10⁻³ trzeba poprawić, bo 21 > 10: 21 · 10−3 = 2,1 · 101 · 10−3 = 2,1 · 10−2. Odpowiedź: 2,1 · 10⁻². W zadaniu otwartym nie zapomnij o tym ostatnim kroku, bo 21 · 10⁻³ nie jest jeszcze notacją wykładniczą.

8Najczęstsze błędy

Pierwszy błąd to pomylony znak wykładnika: liczby mniejsze od 1 mają wykładnik ujemny. Drugi to zostawienie przed potęgą liczby spoza przedziału ⟨1; 10), na przykład 23 · 10⁵ albo 0,45 · 10³. Trzeci to błąd w liczeniu miejsc, o które przesuwa się przecinek. Czwarty to dodawanie wykładników przy dodawaniu liczb. Piąty to przy poprawianiu zapisu zmiana a bez zmiany wykładnika, albo zmiana wykładnika w złą stronę.

9Sprawdź się

Zapisz lub oblicz samodzielnie, a potem kliknij, żeby zobaczyć rozwiązanie.

1. Zapisz w notacji wykładniczej 5 600 000.

5,6 · 10⁶

2. Zapisz w notacji wykładniczej 0,0009.

9 · 10⁻⁴

3. Zapisz normalnie 3,4 · 10⁴.

34 000

4. Zapisz normalnie 2,5 · 10⁻³.

0,0025

5. Popraw zapis 47 · 10⁻²

4,7 · 10⁻¹

6. Oblicz (3 · 10⁴) · (3 · 10⁵).

9 · 10⁹

7. Oblicz (9 · 10⁶) : (3 · 10⁻²).

3 · 10⁸

8. Która liczba jest większa: 4 · 10⁻⁵ czy 9 · 10⁻⁶?

4 · 10⁻⁵, bo −5 > −6

Potęgi bez tajemnic

W kursie wideo „Matematyka od podstaw do matury” notacja wykładnicza jest częścią działu o potęgach, razem z działaniami na potęgach, potęgami o wykładniku ujemnym i ułamkowym oraz trzema zestawami zadań maturalnych. Dalej są logarytmy, funkcje, ciągi, geometria, statystyka i prawdopodobieństwo. Oglądasz w swoim tempie i wracasz do lekcji, kiedy potrzebujesz.

Przejdź do kursu na Udemy
Facebook
Pinterest
Twitter
LinkedIn

KURS MATURALNY

Uczysz się do matury z matematyki?

Jeśli ten wpis Ci pomógł, ale masz w głowie:

„okej, ten temat ogarniam… ale co z całą resztą?”

to właśnie po to stworzyłam mój kurs maturalny.

Nie musisz skakać po przypadkowych filmach, wpisach i zadaniach ani zastanawiać się, czego uczyć się najpierw.

W kursie przechodzimy przez wszystko krok po kroku:

Najpierw Narzędziownia – czyli podstawy, na których najczęściej wykładają się zadania: ułamki, potęgi, pierwiastki, procenty, logarytmy i inne rzeczy, które „niby były”, ale jakoś nie chcą zostać w głowie.

Potem zadania maturalne – dział po dziale, dokładnie w takim stylu, jaki spotkasz na maturze.

Na końcu arkusze CKE – żebyś nie tylko znał/a teorię, ale umiał/a faktycznie usiąść do arkusza i liczyć.

Ty liczysz. Ja pilnuję, żeby to miało kolejność. 😎

Schemat jest prosty i brutalnie skuteczny:

zrozumienie → praktyka → powtórka → utrwalenie.

Zaczynasz od zera

3–4 miesiące

Masz już podstawy

4–6 tygodni