jueves, 15 de septiembre de 2016

Notación científica

Notación científica:

La notación científica (o notación índice estándar) es una manera rápida de representar un número utilizando potencias de base diez.

Para evitar posibles equivocaciones al operar con números muy grandes o números muy pequeños se emplea la notación científica. Esta notación se utiliza para poder expresar fácilmente números muy grandes o muy pequeños utilizando potencias de 10, con los que es más difícil equivocarse.

Sabes que 1 000 es 10 X 10 X 10 o sea 103
y que 100 000 es 10 X 10 X 10 X 10 X 10 o 105

Entonces podemos escribir la tabla:

1 000 000      10 X 10 X 10 X 10 X 10 X 10      106
   100 000      10 X 10 X 10 X 10 X 10              105
     10 000      10 X 10 X 10 X 10                     104
       1 000      10 X 10 X 10                             103
          100      10 X 10                                    102
            10      10                                           101
              1      1                                            100
             0.1    1/10                                       10-1
             0.01  1/(10 x 10)                              10-2

Nota: el exponente del 10 coincide con la cantidad de ceros que tiene el número. Si además el número es menor que 1, el exponente es negativo.

Al escribir un número en notación científica, usaremos una potencia de diez que multiplica a un número siempre entre 1 y 10. Es decir, el número sólo podrá tener una cifra delante del punto decimal.
3.89x106

Un número escrito en notación científica: es mayor que uno y menor que diez y está multiplicado por una potencia de diez.

Procedimiento para escribir un número en notación científica

Por ejemplo, para escribir 7 654 (que tiene cuatro cifras)

1.- Contamos cuantas cifras hay después del primer número.
 

En este caso hay 3 cifras 7 654   por lo tanto el exponente del 10 será 3

2.- Colocamos el primer número (en este caso el 7) seguido del punto decimal y las demás cifras multiplicando por 10 con el exponente 3
7.654 X 103 
De esta forma 7 654 es igual a 7.654 X 103 

Si los números son menores de uno, es decir, con cero delante del punto decimal y ceros detrás de él; el procedimiento es así.

Supongamos el número veintiséis millonésimas: 0.000 026
1.- Contamos el total de ceros que tiene el número, incluyendo el cero delante del punto decimal.

Tiene 5 ceros, así que la potencia del 10 tendrá como exponente el mismo número de ceros, pero con signo negativo (-5).
10-5

2.- Como delante del punto debe haber una cifra distinta de cero, colocamos el punto decimal detrás del 2 y resulta:
0.000026 = 2.6x10-5

Se coloca el punto decimal detrás del primer número distinto de cero y multiplicamos por 10 con el exponente negativo igual a la cantidad de ceros.

Errores comunes
38.9x106
0.389x106
3.89

Ninguno de los números anteriores está expresado en notación científica. En el primero, el número que multiplica tiene dos cifras delante del punto decimal, y sólo puede tener una cifra. En el segundo, delante del punto decimal hay un cero, y debe tener una cifra distinta de cero. El último, para terminar, carece de la potencia de diez, así que tampoco está en notación científica.

Ejercicios: Convierte en notación científica

8 000


0.06

7 000 000


0.0007

19 000 000


0.000092

2 658 000


0.00000431

5 740 000 000


0.000000905

24 680 000


0.0000010

3 106


0.00762

40 671 000


2.01


Desplazamiento del punto decimal.

Como hemos dicho, los números en notación científica sólo tienen una cifra, que tiene que ser distinta de cero, delante del punto decimal. Tras éste pueden tener cualquier número de cifras, pero delante sólo una.

1.7x107          3.21x10-5       6.002x100

son números en notación científica. hay una cifra delante del punto y una potencia de diez.

23.5x106        256x109         0.002x10-4

No son números en notación científica, ya que delante del punto decimal hay varias cifras o un cero.

Aunque no son números escritos en notación científica, sí podemos expresarlos en notación científica desplazando el punto decimal convenientemente y cambiando el exponente.

Relacionando

Si multiplico por diez un número decimal, el punto se desplaza un lugar hacia la derecha. Si por cien, dos lugares, etc.

25.115 x 10               = 251.15
25.115 x 100            = 2511.5
25.115 x 10000        = 251150

Si por el contrario dividimos entre 10, el punto se desplazará un lugar hacia la izquierda, si entre 100, dos lugares, etc.

25.115 / 10               = 2.5115
25.115 / 100             = 0.25115
25.115 / 10000         = 0.00251150

En un número en notación científica no es necesario multiplicar o dividir por diez para desplazar el punto, ya que esa multiplicación se puede obtener a partir del exponente del diez. Si recordamos que, por ejemplo, 105 es 10 x 104; y que 105 es 106 /10 vemos que mover el punto hacia la derecha es disminuir el exponente del 10 y desplazarla hacia la izquierda es aumentar el exponente.

Entonces
8.75 X 105
8.75 X 10 X 104
8.75 / 10 X 106
87.5 X 104
0.875 X 106

Ejercicios: Desplaza el punto decimal para convertir en notación científica

26 X 107


0.25 X 108

43.2 X 108


0.862 X 105

70.6 X 105


0.701 X 10-4

951.0 X 101


0.005 X 106

762.4 X 106


0.000674 X 10-2


Operaciones con números en notación científica

Sumas y restas

Como todos los números, los que están escritos en notación científica pueden ser operados. Podemos sumar, restar, multiplicar y dividir números en notación científica. Empezaremos por estudiar la suma y la resta.

Para poder sumar o restar dos números en notación científica ambos deben tener el mismo exponente en el 10. Por eso 3.5 X 108 y 4.1 X 108 pueden sumarse, ya que tienen el mismo exponente:
3.5 X 108 + 4.1 X 108

La potencia de 10 es la misma en ambos números, así que es un factor común y, como tal, ponerlo fuera de un paréntesis:
(3.5 + 4.1) X 108

Y ahora podemos realizar la suma normalmente: 7.6 X 108

Por lo tanto, la suma queda 3.5 X 108 + 4.1 X 108 = 7.6 X 108

Al sumar 8.3 X 106 y 5.9 X 106 tenemos como resultado 14.2 X 106, este número no está bien escrito en notación científica por lo que hay que desplazar el punto decimal y modificar el exponente.

8.3 X 106 + 5.9 X 106 = 14.2 X 106 = 1.42 X 107

El proceso se hace automáticamente, una vez que se comprueba que los números que se suman tienen el mismo exponente:

6.5 X 10-3 + 3.1 X 10-3 = 9.6 X 10-3
4.35 X 10-9 + 2.8 X 10-9 = 7.15 X 10-9
1.9 X 104 + 9.9 X 104 = 11.8 X 104 = 1.18 X 105

Si los números que queremos sumar no tienen el mismo exponente, antes de poder realizar la adición tenemos que hacer que ambos tengan el mismo exponente. Así, si queremos realizar la suma de 2.1 X 104 y 5.7 X 105, como no tienen el mismo exponente, tendremos que mover el punto del que tenga el exponente menor, con lo que aumentará su exponente:

2.1 X 104 + 5.7 X 105
2.1 X 104 = 0.21 X 105

Como ahora los números tienen igual exponente, podemos sumarlos:

0.21 X 105 + 5.7 X 105 = 5.91 X 105

Ejemplo con exponentes negativos

1.6 X 10-4 + 2.3 X 10-5

Al no tener exponentes iguales, debemos mover la coma del exponente menor. Al tratarse de números negativos, el menor es -5, no -4. Movemos, entonces, la coma en el segundo número:

2.8 X 10-5 = 0.23 X 10-4

Ahora, como los exponentes son iguales, podemos realizar la suma:

1.6 X 10-4 + 0.23x10-4 = 1.83 X 10-4

La sustracción de números en notación científica se realiza de la misma forma que la adición.

Si los números que se restan tienen el mismo exponente, podemos restarlos directamente.

Si, por el contrario, los exponentes son distintos, en primer lugar, desplazaremos el punto de aquel cuyo exponente sea más pequeño y, una vez igualados los exponentes, realizaremos la resta.

 Ejercicios

6.4 X 105
+
7.8 X 103
=

2.9 X 10-3
+
4.2 X 10-5
=

8.43 X 10-6
+
6.1 X 10-4
=

7.365 X 108
-
2.7 X 106
=

4.501 X 109
-
8.2 X 107
=

6.407 X 10-2
-
7.1 X 10-3
=



Multiplicación y división

En la multiplicación y la división los exponentes pueden ser distintos y, además, el resultado tendrá un exponente afectado por la operación.

Si deseamos multiplicar dos números en notación científica, por ejemplo, 1.5 X 107 y 4.2 X 104, podemos, en primer lugar, reagrupar los factores:

(1.5 X 107) (4.2 X 104)
(1.5) (4.2) x (107) (104)

Multiplicando los números (1.5 x 4.2 = 6.3) y recordando ahora que para multiplicar potencias de igual base se suman los exponentes (7 + 4 = 11), el resultado será:
6.3 X 1011

Es decir, para multiplicar números en notación científica, se multiplica la parte real y se suman los exponentes.
(1.6 X 105) (2.3 X 10-2) = 3.68 X 103

(2.5 X 10-7) (6 X 105) = 1.5 X 10-1
(6.25 X 10-3) (8.4 X 103) = 5.25 X 101

Para dividir números en notación científica, se dividen los números reales y se restan los exponentes.

Ejercicios

6 X 107 / 4 X 105 =
4.9 X 10-3 / 1.4 X 10-6 =
8.1 X 10-7 / 2.4 X 105 =
6 X 103 / 8 X 10-3 =
5.5 X 10-2 / 3.2 X 105 =  


EJERCICIOS

1.    Escribe en notación científica los números:


a.    53000
b.    45000000
c.    81300000000
d.    0.000086
e.    0.00000003
f.     0.00000000551



2.    Dados los números A = 7.15X106; B = 1.92X106 y C = 5.9X106 realiza las operaciones:


a.    A + B
b.    A + C
c.    B + C
d.    C – B
e.    C – A
f.     A – B



3.    Dados los números A = 7.15X10-6; B = 1.92X10-5 y C = 5.9X10-5 realiza las operaciones:


a.    A + B
b.    A + C
c.    B + C
d.    C – B
e.    C - A
f.     A - B



4.    Dados los números A = 7.15X10-6; B = 1.92X106 y C = 5.9X107 realiza las operaciones:


a.    A x B
b.    A / C
c.    B / C
d.    C x B
e.    C x A
f.     A / B



5.    En los primeros 15 días del mes:
a.    ¿Cuántas horas hay?
b.    ¿Cuántos minutos?
c.    ¿Cuántos segundos?
Escribe los resultados en notación científica

6.    Escribe en notación científica los números:


a.    69 1230000
b.    4560000000
c.    7890000000000
d.    0.000987
e.    0.0000000654
f.     0.0000000000321



7.    Dados los números A = 1.23X104; B = 4.56X104 y C = 7.89X104 realiza las operaciones:


a.    A + B
b.    A + C
c.    B + C
d.    C – B
e.    C – A
f.     A – B



8.    Dados los números A = 1.23X10-4; B = 4.56X10-5 y C = 7.89X10-4 realiza las operaciones:


a.    A + B
b.    A + C
c.    B + C
d.    C – B
e.    C – A
f.     A – B



9.    Dados los números A = 1.23X10-4; B = 4.56X105 y C = 7.89X104 realiza las operaciones:


a.    A x B
b.    A / C
c.    B / C
d.    C x B
e.    C x A
f.     A / B





 Prefijos de la notación científica

Nombre
Símbolo
Factor
Valor
Yptta
Y
1024
1 000 000 000 000 000 000 000 000
Zetta
Z
1021
1 000 000 000 000 000 000 000
Exa
E
1018
1 000 000 000 000 000 000
Peta
P
1015
1 000 000 000 000 000
Tera
T
1012
1 000 000 000 000
Giga
G
109
1 000 000 000
mega
M
106
1 000 000
Kilo
k
103
1 000
Hecto
h
102
100
Deca
da
101
10
Unidad
u
100
1
Deci
d
10-1
0.1
Centi
c
10-2
0.01
Mili
m
10-3
0.001
Micro
µ
10-6
0.000 001
Nano
n
10-9
0.000 000 001
Pico
p
10-12
0.000 000 000 001
Femto
f
10-15
0.000 000 000 000 001
Atto
a
10-18
0.000 000 000 000 000 001
Zepto
z
10-21
0.000 000 000 000 000 000 001
Yocto
y
10-24
0.000 000 000 000 000 000 000 001

Ejemplos de usos de los prefijos en la vida cotidiana

6 000 metros = 6X103 metros = 6 kilómetros
8 000 000 000 bytes = 8 X109 bytes = 8 Gigabytes
400 litros = 4X102 litros = 4 hectolitros
5 497 gramos = 5.497X103 gramos = 5.497 kilogramos
0.07 metros = 7X10-2 metros = 7 centímetros
0.0025 gramos = 2.5X10-3 gramos = 2.5 miligramos
Milisegundo
Micro-bio
Nano-tecnología

Deca-tlón

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