Rieth József: Anyagvilág - Háttérinformáció

Nagyságrend

Tartalomjegyzékhez Világképem <  Anyagelőtti     

A nagyságrend a nagyságok, méretek vagy mértékek olyan osztálya, ahol mindegyik osztály értékei egy bizonyos, rögzített arányban állnak a megelőző osztály értékeivel. A leggyakrabban használt arányszámok az 1000, a 10, a 2, az 1024 (egy természetes szám, négyzetszám, a 32 négyzete; a 2 tizedik hatványa.) és az e (az Euler-féle szám, egy transzcendens szám, melynek értéke kb. 2,7183, s amelyet a természetes logaritmus alapjaként használnak).

Hétköznapi használatban a „nagyságrendekkel több/kevesebb” egyszerűen a „sokkal több/kevesebb” erősebb formája. (Ehhez hasonló például a „hatványozottan nő/csökken” kifejezés is, ami köznapi használatban szintén nem szó szerint értendő)

A nagyságrend rendszerint a tíz hatványainak sorozatára utal; ez a szócikk a 10-es számrendszerbeli (decimális) skálával foglalkozik.

A tíz hatványai 0,001     0,01      0,1       1         10        100        1000        10 000

Nagyságrend    – 3        – 2        – 1       0         1           2             3              4

A nagyságrendeket rendszerint igen hozzávetőleges összehasonlításoknál használják. Ha két mennyiség egy nagyságrenddel tér el, akkor az egyik nagyjából tízszerese a másiknak. Ha a különbségük két nagyságrendnyi, akkor egymástól kb. 100-as faktorral térnek el. Két, azonos nagyságrendű szám megközelítőleg ugyanabba a méretarányba tartozik: a nagyobbik érték kevesebb mint tízszerese a kisebbiknek.

Egy szám nagyságrendje intuitíve nézve a 10-nek a számban benne foglalt hatványa. Ezt pontosabban a 10-es alapú logaritmussal lehet meghatározni, mégpedig rendszerint a logaritmus egész részeként. A 4 000 000 logaritmusa például 6,602, nagyságrendje 6. (A szám a 10 milliószorosával, azaz 6. hatványával írható fel.) A nagyságrend tehát durván a logaritmikus skálán elfoglalt helyet jelöli.

Egy változónál, amelynek pontos értéke nem ismert, a nagyságrendi becslés a tíz legközelebbi hatványára kerekített becslés. Így például egy 3 milliárd és 30 milliárd közötti értékű változó (mint például a Föld népessége) nagyságrendi becslése 10 milliárd lesz. A nagyságrendi becslést néha nulladrendű közelítésnek is hívják.

Rendkívül nagy számok

Rendkívül nagy számok általánosított nagyságrendjét kettős logaritmusuk vagy szuperlogaritmusuk alapján lehet meghatározni. Ezeket egészekre lekerekítve az igen "kerek számok" kategóriáihoz jutunk, a legközelebbi egész számra való kerekítéssel és az inverz függvény alkalmazásával pedig a "legközelebbi" kerek számot kapjuk.

Az előbbiből (igen "kerek számok" ) ezek a kategóriák jönnek létre:

…, 1,023–1,26, 1,26–10, 10–1e10, 1e10–1e100, 1e100–1e1000, … (Az első kettő említett érték és azok balfelé való folytatása lehet, hogy kevésbé hasznos: csak annak bemutatására szolgálnak, hogyan folytatódik balfelé a sorozat.) Rendkívül nagy számok

A másodikból ("legközelebbi" kerek szám) pedig az alábbi kategóriák származnak:

negatív számok, 0–1, 1–10, 10–1e10, 1e10–10^1e10, 10^1e10–10^^4, 10^^4–10^^5, …

Azok a felezőpontok, amelyek meghatározzák a közelebb eső kerek számot, az első esetben a következők:

1,076, 2,071, 1453, 4,20e31, 1,69e316, …

a második esetben pedig – az interpoláció módszerétől függően – ezek:

–0,301, 0,5, 3,162, 1453, 1e1453, 10^1e1453, 10^^2@1e1453, … (Lásd rendkívül nagy számok jelölése.)

Rendkívül kis számoknál (azaz amelyek közel vannak a nullához) közvetlenül egyik módszer sem alkalmazható, de reciprokuk általánosított nagyságrendjéhez természetesen lehet folyamodni.

A logaritmikus skálához hasonlóan kettős logaritmusos és szuperlogaritmusos skáláról is beszélhetünk. A térközök mindegyiknél azonos szélességűek, felezőpontjaik pedig csakugyan félúton helyezkednek el. Általánosabban szólva, a két pont közti felezőpont az általánosított f-átlagnak felel meg, ahol f(x) a log log x vagy slog x függvény. Log log x esetén a két szám átlaga (ahol például 2-ből és 16-ból 4-et kapunk) nem függ a logaritmus alapjától, hasonlóan log x-hez (mértani közép, ahol 2-ből és 8-ból 4-et kapunk), de eltérően a log log log x-től (ahol 4-ből és 65536-ból 2-es alap esetén 16-ot kapunk, más alapnál viszont mást).

Tíz hatványai

10-hatvány magyarul US, modern angol
100 egy one
101 tíz ten
102 száz hundred
103 ezer thousand
106 millió million
109 milliárd (ezermillió) billion
1012 billió trillion
1015 billiárd (ezerbillió) quadrillion
1018 trillió quintillion
1021 trilliárd (ezertrillió) sextillion
1024 kvadrillió septillion
1027 kvadrilliárd (ezerkvadrillió) octillion
1030 kvintillió nonillion
1033 kvintilliárd (ezerkvintillió) decillion
1036 szextillió undecillion
1042 szeptillió tredecillion
1048 oktillió quindecillion
1054 nonillió septendecillion
1060 decillió novemdecillion
1066 undecillió  
1072 bidecillió
1078 tridecillió
1084 kvadecillió
1090 kvintdecillió
1096 szexdecillió
10100 googol googol
10600 centillió centillion
10googol googolplex googolplex

A gyakorlatban a billiárd utáni értékeket ritkán használják: a hétköznapi életben ritkán fordulnak elő ekkora számok, a tudományos életben pedig közvetlenül tíz hatványait használják (például „tíz a huszonnegyediken”-t „egykvadrillió” helyett), illetve mértékegységek esetén az SI prefixumokat (például „egy yottagramm”-ot „egykvadrillió gramm” helyett), vagy az adott terület speciális mértékegységeit (például a csillagászatban a parszeket)

Az SI-rendszerben tíz hárommal osztható kitevőjű hatványainak rövidítésére használatosak leginkább:

Előtag Jele Szorzó
hatvánnyal számnévvel
yotta- Y 1024 kvadrillió
zetta- Z 1021 trilliárd
exa- E 1018 trillió
peta- P 1015 billiárd
tera- T 1012 billió
giga- G 109 milliárd
mega- M 106 millió
kilo- k 103 ezer
100 egy
milli- m 10-3 ezred
mikro- µ[1] 10-6 milliomod
nano- n 10-9 milliárdod
piko- p 10-12 billiomod
femto- f 10-15 billiárdod
atto- a 10-18 trilliomod
zepto- z 10-21 trilliárdod
yocto- y 10-24 kvadrilliomod
Van néhány előtétszó az SI-rendszerben, amely nem hárommal osztható hatványkitevőjű. Ezek nem minden alapegységhez tehetők hozzá:
Előtag Jele Szorzó Használat
hekto- h 10² hl (hektoliter), hPa (hektopascal)
deka- da 101 dag (hétköznapi változat: dkg) (dekagramm)
deci- d 10-1 dl (deciliter), dm (deciméter), dg (decigramm)
centi- c 10-2 cl (centiliter), cm (centiméter), cg (centigramm)
További (javaslat szintjén megfogalmazott, nem hivatalos) prefixumok az SI-rendszerben nagyon nagy és nagyon kicsi mennyiségek kifejezésére:
Előtag Jele Szorzó
yototta Ya 1048
zetotta Za 1045
exotta Ea 1042
petotta Pa 1039
terotta Ta 1036
gigotta Ga 1033
megotta Ma 1030
kilotta Ka 1027
milocto mo 10-27
micocto mo 10-30
nanocto no 10-33
picocto po 10-36
femocto fo 10-39
attocto ao 10-42
zepocto zo 10-45
yocotto yo 10-48

 

Tartalomjegyzékhez Világképem <  Anyagelőtti     

-----------------------------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Nagys%C3%A1grend

http://hu.wikipedia.org/wiki/T%C3%ADz_hatv%C3%A1nyai

http://hu.wikipedia.org/wiki/SI-prefixum