Matemáticas 9.º

Notación científica

45 min · DBA 1, 8

Lo que vas a aprender
  • Escribir en notación científica números muy grandes y muy pequeños, y pasarlos de nuevo a la escritura decimal.
  • Multiplicar y dividir números escritos en notación científica, ajustando el resultado para que el coeficiente quede entre 1 y 10.
  • Comparar cantidades escritas en notación científica fijándose primero en el exponente.

Para qué

¿Para qué sirve esto?

Hay cantidades tan grandes o tan pequeñas que, escritas con todas sus cifras, se vuelven ilegibles. Piensa en el número de granos de arena de una playa entera, o en el grosor de una película de jabón: el primero tendría una fila larguísima de ceros al final, y el segundo, una fila de ceros justo después de la coma. Contar esos ceros es lento y es muy fácil equivocarse en uno, que es como equivocarse en un factor de 10.

La notación científica resuelve el problema: escribe cualquier número como un coeficiente sencillo multiplicado por una potencia de 10. Así se leen, se comparan y se operan esas cantidades en un renglón. Es la forma en que trabajan las ciencias, y es la que usa tu calculadora cuando el número no le cabe en la pantalla.

Antes de empezar necesitas recordar las propiedades de las potencias: que $10^m \cdot 10^n = 10^{m+n}$, que $\dfrac{10^m}{10^n} = 10^{m-n}$ y que $10^{-n} = \dfrac{1}{10^n}$.

Explicación

La forma $a \times 10^n$

Un número está en notación científica cuando se escribe como

$$a \times 10^{n}, \qquad \text{con } 1 \leq a < 10 \text{ y } n \text{ entero.}$$

El coeficiente $a$ tiene exactamente una cifra distinta de cero antes de la coma. Por eso $4{,}5 \times 10^{6}$ está en notación científica, pero $45 \times 10^{5}$ y $0{,}45 \times 10^{7}$ no lo están, aunque los tres representen el mismo número.

El exponente $n$ dice cuántas veces se multiplica (o se divide) por 10:

  • si $n$ es positivo, el número es grande, mayor o igual que 10;
  • si $n$ es cero, el número está entre 1 y 10, porque $10^0 = 1$;
  • si $n$ es negativo, el número es pequeño, entre 0 y 1.

Del número a la notación científica

La idea es mover la coma hasta que quede una sola cifra distinta de cero a su izquierda, y contar cuántos lugares la moviste.

  • Si el número es grande, la coma se mueve hacia la izquierda, y el exponente es positivo: $52\,000 = 5{,}2 \times 10^{4}$, porque la coma pasó 4 lugares.
  • Si el número es pequeño, la coma se mueve hacia la derecha, y el exponente es negativo: $0{,}0031 = 3{,}1 \times 10^{-3}$, porque la coma pasó 3 lugares.

Un truco para no perderse: mover la coma cambia el número, así que la potencia de 10 tiene que deshacer ese cambio. Si al mover la coma el número se hizo más pequeño, la potencia lo vuelve a agrandar, y al revés.

Para volver a la escritura decimal se hace el camino contrario: con $10^{n}$ se corre la coma $n$ lugares a la derecha; con $10^{-n}$, $n$ lugares a la izquierda, completando con ceros cuando haga falta.

Multiplicar y dividir

La notación científica brilla al operar, porque se trabaja por separado con los coeficientes y con las potencias de 10:

  • Producto: se multiplican los coeficientes y se suman los exponentes.
  • Cociente: se dividen los coeficientes y se restan los exponentes.

Al final hay que revisar el coeficiente. Si quedó fuera del rango de 1 a 10, se ajusta moviendo la coma y compensando en el exponente. Por ejemplo, si un producto da $15 \times 10^{5}$, como $15 = 1{,}5 \times 10$, el resultado es $1{,}5 \times 10^{6}$. Si un cociente da $0{,}5 \times 10^{-2}$, como $0{,}5 = 5 \times 10^{-1}$, el resultado es $5 \times 10^{-3}$.

Los exponentes negativos se operan igual, con las reglas de los signos: $(2 \times 10^{-3}) \cdot (4 \times 10^{5}) = 8 \times 10^{2}$, porque $-3 + 5 = 2$.

Comparar

Para comparar dos números positivos en notación científica, mira primero el exponente: el que tenga el exponente mayor es el mayor, sin importar el coeficiente. Así, $1{,}1 \times 10^{6}$ es mayor que $9{,}9 \times 10^{5}$. Solo si los exponentes son iguales se comparan los coeficientes. Esto funciona precisamente porque el coeficiente siempre está entre 1 y 10.

En la calculadora

Muchas calculadoras muestran $4{,}5 \times 10^{6}$ como 4.5E6 o 4.5 06. La «E» no es una variable: significa «por diez a la». Lee siempre el exponente con su signo, porque 4.5E-6 es un número pequeñísimo.

Ejemplo resuelto

Un número grande

Escribe $45\,000\,000$ en notación científica.

Ver la solución paso a paso
  1. Buscamos el coeficiente: corremos la coma hasta dejar una sola cifra antes de ella, $4{,}5$. Para eso la coma pasa 7 lugares hacia la izquierda.

  2. Correr la coma 7 lugares a la izquierda divide el número entre $10^7$; para no cambiarlo, lo multiplicamos por $10^7$:

    $$45\,000\,000 = 4{,}5 \times 10^{7}$$

  3. Comprobamos que el coeficiente cumple $1 \leq 4{,}5 < 10$. Resultado: $45\,000\,000 = 4{,}5 \times 10^{7}$.

Ejemplo resuelto

Un número pequeño

Escribe $0{,}00062$ en notación científica.

Ver la solución paso a paso
  1. Corremos la coma hacia la derecha hasta dejar una cifra distinta de cero antes de ella: $6{,}2$. La coma pasa 4 lugares.

  2. Correr la coma 4 lugares a la derecha multiplica por $10^4$; para compensar, dividimos entre $10^4$:

    $$0{,}00062 = \frac{6{,}2}{10^{4}}$$

  3. Y dividir entre $10^4$ es lo mismo que multiplicar por $10^{-4}$. Resultado: $0{,}00062 = 6{,}2 \times 10^{-4}$. El exponente es negativo porque el número está entre 0 y 1.

Ejemplo resuelto

Un producto que hay que ajustar

Calcula $\left(3{,}2 \times 10^{5}\right)\left(4 \times 10^{3}\right)$ y deja el resultado en notación científica.

Ver la solución paso a paso
  1. Partimos del producto.

    $$\left(3{,}2 \times 10^{5}\right)\left(4 \times 10^{3}\right)$$

  2. Agrupamos los coeficientes por un lado y las potencias de 10 por otro; los exponentes se suman.

    $$\left(3{,}2 \cdot 4\right) \cdot 10^{5 + 3}$$

  3. Operamos: $3{,}2 \cdot 4 = 12{,}8$ y $5 + 3 = 8$.

    $$12{,}8 \times 10^{8}$$

  4. El coeficiente $12{,}8$ es mayor que 10. Como $12{,}8 = 1{,}28 \times 10$, sumamos 1 al exponente:

    $$1{,}28 \times 10^{9}$$

Respuesta: $1{,}28 \times 10^{9}$

Ejemplo resuelto

Un reparto con cociente

Un juego en línea inventado reparte $8{,}4 \times 10^{9}$ monedas virtuales, en partes iguales, entre $2{,}1 \times 10^{3}$ jugadores. ¿Cuántas monedas recibe cada jugador?

Ver la solución paso a paso
  1. Planteamos el cociente.

    $$\frac{8{,}4 \times 10^{9}}{2{,}1 \times 10^{3}}$$

  2. Dividimos los coeficientes y restamos los exponentes.

    $$\frac{8{,}4 \times 10^{9 - 3}}{2{,}1}$$

  3. Como $8{,}4 \div 2{,}1 = 4$ y $9 - 3 = 6$, el coeficiente ya está entre 1 y 10:

    $$4 \times 10^{6}$$

  4. Cada jugador recibe $4 \times 10^{6}$ monedas, es decir, cuatro millones.

Respuesta: $4 \times 10^{6}$

Práctica

¿Cómo se escribe $3\,700\,000$ en notación científica?

¿Qué valor de n hace verdadera la igualdad $4{,}8 \times 10^{n} = 0{,}00048$?

Escribe $2{,}05 \times 10^{4}$ como número decimal, sin potencias.

¿Verdadero o falso? $45 \times 10^{5} = 4{,}5 \times 10^{6}$

¿Cuánto es $\left(2{,}5 \times 10^{6}\right)\left(4 \times 10^{3}\right)$, en notación científica?

¿Cuánto es $\frac{9{,}6 \times 10^{8}}{3{,}2 \times 10^{2}}$?

Un municipio inventado tiene 2,4 × 10⁵ habitantes, y cada uno gasta en promedio 1,5 × 10² litros de agua al día. Si el gasto diario del municipio, en litros, se escribe 3,6 × 10ⁿ, ¿cuánto vale n?

¿Qué valor de n hace verdadera la igualdad $\frac{8 \times 10^{9}}{2 \times 10^{12}} = 4 \times 10^{n}$?

Una hoja de un papel especial tiene un grosor de 8 × 10⁻⁵ metros. ¿Cuántos metros de alto mide una pila de 5 × 10³ de esas hojas? Escribe el resultado como número decimal.

¿Verdadero o falso? $6{,}3 \times 10^{7} > 2{,}1 \times 10^{8}$

Marca todas las expresiones que están escritas en notación científica.

Marca todas las que apliquen.

Reto

Une cada número con su notación científica.

A la izquierda, la notación científica; a la derecha, el número con todas sus cifras.

Reto

Abre el candado con los coeficientes.

En cada pista, encuentra el coeficiente a que hace verdadera la igualdad. Cada uno es un dígito.

Reto

Busca las palabras de la notación científica.

Las palabras pueden estar en horizontal o en vertical.

Cierre

En resumen

  • Un número en notación científica se escribe a × 10ⁿ, con 1 ≤ a < 10 y n entero.

  • Los números grandes llevan exponente positivo; los que están entre 0 y 1, exponente negativo.

  • Para multiplicar se multiplican los coeficientes y se suman los exponentes; para dividir se dividen los coeficientes y se restan los exponentes.

  • Si el coeficiente queda fuera del rango de 1 a 10, se ajusta corriendo la coma y compensando en el exponente.

  • Para comparar dos números positivos en notación científica se mira primero el exponente.

Vocabulario

Notación científica

Forma de escribir un número como a × 10ⁿ, con 1 ≤ a < 10 y n entero.

Coeficiente

En a × 10ⁿ, el número a. Tiene una sola cifra distinta de cero antes de la coma.

Orden de magnitud

El exponente n de la potencia de 10: indica, a grandes rasgos, qué tan grande o qué tan pequeño es el número.

Guía para el docente

Tiempos

Preguntas para el salón

Errores típicos

Tarea sugerida

Escribir en notación científica 72 000 000, 0,0000903 y 610; calcular (6 × 10⁴)(7 × 10⁻⁹) y (1,8 × 10⁵) ÷ (6 × 10⁻²), y explicar por escrito cómo se ajustó cada coeficiente.