Rekenen met getallen: Decimale getallen
Wetenschappelijke en technische notatie
Bij het noteren van een zeer groot of zeer klein getal is het handiger om gebruik te maken van de wetenschappelijke notatie. Hierin wordt elk getal opgeschreven in de vorm \(a\times 10^n\), met \(a\) een getal in absolute waarde tussen 1 en 10 in decimale notatie en \(n\) een zeker geheel getal ongelijk aan 0. Het getal \(a\) wordt de mantisse genoemd en \(n\) de exponent. Bijvoorbeeld: het getal \(1234500\) kan worden weergegeven als \(1.2345\times 10^6\). Andere gangbare wetenschappelijke notaties voor dit getal zijn: \(1.2345\cdot 10^6\), \(1.2345\mathrm{e}6\) en \(1.2345\mathrm{E}6\). In de laatste twee schrijfwijzen staan de letters \(\mathrm{e}\) en \(\mathrm{E}\) voor exponent. De letter \(\mathrm{e}\) heeft in dit geval niets te maken met het grondtal \(e\) van de natuurlijke logaritme (\(e\approx 2.71828\)).
Conventie: Om misverstanden te voorkomen staat SOWISO enkel het gebruik van de \(\mathrm{E}\) voor exponent in de wetenschappelijke notatie toe.
De omzetting van decimale naar wetenschappelijke notatie gaat in twee stappen:
- Eerst moet je de decimale punt opschuiven zodat er een getal staat dat in absolute waarde groter of gelijk aan 1 is en kleiner dan 10.
Als je de decimale punt \(n\) plaatsen naar links opgeschoven hebt, dan krijg je als tiende macht \(10^n\).
Als je de decimale punt \(n\) plaatsen naar rechts opgeschoven hebt, dan krijg je een negatieve exponent, nl. \(10^{-n}.\) - Rond daarna af op het gewenste aantal significante cijfers.
E. coli cellen hebben een lengte van pakweg \(0.000002\mathrm{\;m}\) en een diameter van ongeveer \(0.0000005\mathrm{\;m}.\)
In wetenschappelijke notatie zijn de afmetingen \(2.\times 10^{-6}\mathrm{\;m}\) en \(5.\times 10^{-7}\mathrm{\;m}\).
Immers: eerst moet je de decimale punt 10 posities naar links verschuiven om de
mantisse tussen 1 en 10 te brengen. Het getal achter de E wordt dan 10 .
Daarna moet je nog afronden tot 3 significante cijfers.
De ingenieursnotatie of technische notatie is een speciaal geval van de wetenschappelijke notatie waarin gewerkt wordt met tiende machten met een drievoud als exponent en een mantisse tussen 1 en 1 000 000. De afmetingen van de E. coli cellen in bovenstaand voorbeeld zijn in deze notatie gelijk aan en \(2.\times 10^{-6}\mathrm{\;m}\) en \(500.\times 10^{-9}\mathrm{\;m}\).
Doordat de exponent een drievoud is, kan de technische notatie direct worden omgezet in een decimaal voorvoegsel dat kan worden toegevoegd aan elke eenheid van het SI-stelsel. In het voorbeeld: \(2.\;\mathrm{µ}\mathrm{m}\) en \(500.\mathrm{\;nm}\). Bekendere voorbeelden van decimale voorvoegsels zijn
- kilo, dat de eenheid met 1000 vermenigvuldigt,
- giga, dat de eenheid met een miljard (109) vermenigvuldigt, en
- milli, dat de eenheid met 1000 deelt.
Onderstaande tabellen toont de meest gebruikte decimale voorvoegsels
(N.B. De voorvoegsels centi, deci, deca en hecto zijn onderdeel van het SI-stelsel, ook al zijn het geen machten van 1000).
Naar groot
\[\begin{array}{|l|l|c|l|l|} \hline
{}\times 10^n & \mathit{Prefix} & \mathit{Symbool} & \mathit{Naam} & \mathit{Decimale\;factor\phantom{XX}} \\ \hline
10^1 & \mathrm{deca} & \mathrm{da} & \mathrm{tien} & 10 \\
10^2 & \mathrm{hecto} & \mathrm{h} & \mathrm{honderd} & 100 \\
10^3 & \mathrm{kilo} & \mathrm{k} & \mathrm{duizend} & 1\,000 \\
10^6 & \mathrm{mega} & \mathrm{M} & \mathrm{miljoen} & 1\,000\,000 \\
10^9 & \mathrm{giga} & \mathrm{G} & \mathrm{miljard} & 1\,000\,000\,000 \\
10^{12} & \mathrm{tera} & \mathrm{T} & \mathrm{biljoen} & 1\,000\,000\,000\,000 \\
\hline \end{array}\]
Naar klein
\[\begin{array}{|l|l|c|l|l|} \hline
{}\times 10^{-n} & \mathit{Prefix} & \mathit{Symbool} & \mathit{Naam} & \mathit{Decimale\;factor\phantom{X}} \\ \hline
10^{-1} & \mathrm{deci} & \mathrm{d} & \mathrm{een\;tiende} & 0.1 \\
10^{-2} & \mathrm{centi} & \mathrm{c} & \mathrm{een\;honderdste} & 0.01 \\
10^{-3} & \mathrm{milli} & \mathrm{m} & \mathrm{een\;duizendste} & 0.001 \\
10^{-6} & \mathrm{micro} & \mathrm{µ} & \mathrm{een\;miljoenste} & 0.000\,001 \\
10^{-9} & \mathrm{nano} & \mathrm{n} & \mathrm{een\;miljardste} & 0.000\,000\,001\\
10^{-12} & \mathrm{pico} & \mathrm{p} & \mathrm{een\;biljoenste} & 0.000\,000\,000\,001 \\
\hline \end{array}\]
Voor het omrekenen van decimale voorvoegsels moet je eerst naar de eenheden kijken om de omrekeningsfactor te bepalen; zie onderstaand voorbeeld.
Wat is de ionstraal in picometer?