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首數、尾數與位數

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科學記號 (Scientific Notation) 常被用來簡潔地表示極大或極小的數值以方便分析,其表示法為  $$a \times 10^n \;\;\; (1 \le |\;a\;|<10,n \;為整數 )$$ 例如一個大於 $1$ 的數: $673,000$,若以科學記號來表示,可寫成 $6.73 \times 10^5$,將其取對數,可得 $5+\log\;6.73$,其中 $5$ 為對數值整數的部分,$\log\;6.73$ 為對數值小數的部分。我們可以觀察到 $673,000$ 為 6 位數,剛好是其科學記號表示法中的指數 $5$ 加 $1$ 或是其對數值整數部分 (即 $5$) 加 $1$ 的結果;又一個小於 $1$ 的數:$0.00673$ 的科學記號為 $6.73 \times 10^{-3}$,對數值為 $-3+\log\;6.73$,我們也可以觀察到該數在小數點第 $3$ 位開始數字不為 $0$,剛好是其科學記號表示法中的指數 $-3$ 的絕對值或是其對數值整數部分的絕對值。 因此,若有一正數 $x$ 其科學記號為 $a \times 10^n\;(a\;為正數,\;n\;為整數\;)$,則 $$x=a \times 10^n$$ 上式兩邊取對數,可得 $$log\;x = log\;(a \times 10^n)=log\;a+log\;10^n=n+log\;a$$ 已知 $1\le a <10$,所以 $0 \le \log\;a <1$。上式中的 $n$ 為對數值的整數部分稱為 $\log\;x$ 的 首數  (Characteristic),而 $\log\;a$ 為對數值小數的部分則稱之為 尾數  (Manttissa)。若 $n$ 為正整數,則 $x$ 的位數為 $n+1$;若 $n$ 為負整數,則 $x$ 在小數點以下第 $|\;n\;|$ 位開始數字不為 $0$。 從另一角度來看,令上式中的 $\log\;a=m$,則  $\log \;x=n+m$,其中的 $m$ 為尾數。 可知 $$x=10^{n+m}$$ 且 $$0 \le m \lt 1$$ 所以 $$n \le n+m \lt n+1$$ $$10^{n} \le 10^{n+m} \lt 10^{n+1...