رتبة الحجم

في مقياس النسب القائم على قوى العدد عشرة ، يُعدّ ترتيب المقدار مقياسًا لمدى تقارب رقمين. يُقال إن عددين "ضمن ترتيب مقدار" إذا كانت نسبة العدد الأكبر إلى الأصغر بين 1 و10. بعبارة أخرى، يقع العددان ضمن عامل 10 تقريبًا. [ 1 ]

على سبيل المثال، يقع العددان 1 و1.02 ضمن رتبة مقدارية واحدة، وكذلك الحال بالنسبة للعددين 1 و2، و1 و9، و1 و0.2. مع ذلك، لا يقع العددان 1 و15 ضمن رتبة مقدارية واحدة، لأن نسبتهما 15/1 = 15 > 10. مقلوب هذه النسبة، 1/15، أقل من 0.1، لذا نحصل على النتيجة نفسها.

يمكن قياس الاختلافات في رتبة المقدار على مقياس لوغاريتمي أساسه 10 بوحدات " العقود " (أي عوامل العدد عشرة). [ 2 ] على سبيل المثال، يوجد فرق مقدار واحد بين 2 و20، وفرقان مقدار بين 2 و200. يُطلق على كل قسمة أو ضرب في 10 اسم رتبة مقدار. [ 3 ] تساعد هذه الصياغة على التعبير بسرعة عن الفرق في المقياس بين 2 و2,000,000: فهما يختلفان بستة رتب مقدار.

يمكن العثور على أمثلة لأعداد ذات مقادير مختلفة في قسم "رتب المقادير (الأعداد)" .

فيما يلي أمثلة على طرق مختلفة لتقسيم الأعداد الحقيقية إلى "رتب مقدارية" محددة لأغراض متنوعة. لا توجد طريقة واحدة مُعتمدة للقيام بذلك، وقد تكون بعض التقسيمات أسهل في الحساب ولكنها أقل فائدة للتقريب، أو أفضل للتقريب ولكنها أصعب في الحساب.

حساب رتبة المقدار

بشكل عام، رتبة مقدار عدد ما هي أصغر قوة للعدد 10 تُستخدم لتمثيل ذلك العدد. [ 4 ] لحساب رتبة مقدار عدد مان{\displaystyle n}، يُعبّر عن الرقم أولاً بالشكل التالي:

ن=أ×10ب{\displaystyle n=a\times 10^{b}}

أين110أ<10{\displaystyle {\frac {1}{\sqrt {10}}}\leq a<{\sqrt {10}}}أو ما يقارب0.316أ3.16{\displaystyle 0.316\lesssim a\lesssim 3.16}[ 5 ] ثم ،ب{\displaystyle b}يمثل هذا التعريف رتبة مقدار العدد. ويمكن أن تكون رتبة المقدار أي عدد صحيح . يوضح الجدول أدناه رتبة مقدار بعض الأعداد باستخدام هذا التعريف:

رقمشمال{\displaystyle N}التعبير فيشمال=أ×10ب{\displaystyle N=a\times 10^{b}}رتبة الحجمب{\displaystyle b}
0.22 × 10 −1-1
11 × 10 00
50.5 × 10 11
60.6 × 10 11
313.1 × 10 11
320.32 × 10 22
9990.999 × 10 33
10001 × 10 33

المتوسط ​​الهندسي لـ10ب-1/2{\displaystyle 10^{b-1/2}}و10ب+1/2{\displaystyle 10^{b+1/2}}يكون10ب{\displaystyle 10^{b}}وهذا يعني أن القيمة تساوي بالضبط10ب{\displaystyle 10^{b}}(أي،أ=1{\displaystyle a=1}يمثل ) نقطة منتصف هندسية ضمن نطاق القيم الممكنة لـأ{\displaystyle a}.

يستخدم البعض تعريفًا أبسط حيث0.5أ<5{\displaystyle 0.5\leq a<5}[ 6 ] يؤدي هذا التعريف إلى خفض قيمب{\displaystyle b}طفيف:

رقمشمال{\displaystyle N}التعبير فيشمال=أ×10ب{\displaystyle N=a\times 10^{b}}رتبة الحجمب{\displaystyle b}
0.22 × 10 −1-1
11 × 10 00
50.5 × 10 11
60.6 × 10 11
313.1 × 10 11
323.2 × 10 11
9990.999 × 10 33
10001 × 10 33

الاستخدامات

تُستخدم مراتب المقادير لإجراء مقارنات تقريبية. فإذا اختلف عددان بمقدار رتبة مقدار واحدة، يكون أحدهما أكبر من الآخر بحوالي عشرة أضعاف. وإذا اختلفا بمقدار رتبتين مقداريتين، يكون الفرق بينهما حوالي مئة ضعف. أما العددان من نفس رتبة المقدار، فيكون لهما نفس المقياس تقريبًا: فالقيمة الأكبر أقل من عشرة أضعاف القيمة الأصغر. وقد أدى تزايد كميات بيانات الإنترنت إلى إضافة بادئات جديدة للنظام الدولي للوحدات (SI) بمرور الوقت، وكان آخرها في عام ٢٠٢٢. [ ٧ ]

بالكلماتالبادئة (الرمز)عشريقوة العشرة رتبة  الحجم​
جزء من المليارquecto- (q)0.000 000 000 000 000 000 000 000 00110-30-30
الأوكتيليونرونتو- (r)0.000 000 000 000 000 000 000 00110 −27-27
جزء من تريليونyocto- (y)0.000 000 000 000 000 000 00110 −24-24
سيكستليونزيبتو- (ز)0.000 000 000 000 000 00110 −21-21
كوينتيليون جزء منatto- (a)0.000 000 000 000 000 00110 −18-18
جزء من الكوادريليونفيمتو (f)0.000 000 000 000 00110-15-15
تريليونبيكو- (ص)0.000 000 000 00110 −12-12
مليارنانو- (ن)0.000 000 00110 −9-9
المليونميكرو- ( μ )0.000 00110 −6-6
الألفمللي - (م)0.00110 −3-3
جزء من مئةسنتي- (ج)0.0110 −2-2
العاشرdeci - (d)0.110 −1-1
واحد 110 00
عشرةديكا- (دا)1010 11
مائةهيكتو - (ح)10010 22
ألفكيلو (ك)100010 33
مليونميجا (M)مليون10 66
مليارجيجا - (G)1,000,000,00010 99
تريليونتيرا- (T)1,000,000,000,00010 1212
كوادريليونبيتا- (P)1,000,000,000,000,00010 1515
كوينتيليونexa- (E)1,000,000,000,000,000,00010 1818
سيكستليونزيتا- (Z)1 000 000 000 000 000 000 00010 2121
سبتيليونيوتا- (Y)1 000 000 000 000 000 000 000 00010 2424
أوكتيليونرونا- (R)1 000 000 000 000 000 000 000 000 00010 2727
نونيليونquetta- (Q)1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 00010 3030
بالكلماتالبادئة (الرمز)عشريقوة العشرة رتبة  الحجم​

حساب رتبة المقدار عن طريق الاقتطاع

رتبة مقدار العدد، ببساطة، هي عدد الأرقام فيه التي تزيد عن خانة الآحاد. وبشكل أدق، يمكن تعريف رتبة مقدار العدد بدلالة اللوغاريتم العشري ، وعادةً ما تكون الجزء الصحيح من اللوغاريتم الناتج عن عملية التقريب . على سبيل المثال، العددالعدد 4,000,000 له لوغاريتم (بالأساس 10) يساوي 6.602؛ ورتبته 6. عند التقريب، يقع عدد من هذه الرتبة بين 10⁶ و10⁷ . في مثال مشابه، مع عبارة " دخل من سبعة أرقام"، تكون الرتبة هي عدد الأرقام ناقص واحد، لذا يمكن تحديدها بسهولة بالغة دون استخدام آلة حاسبة لتكون 6. الرتبة هي موضع تقريبي على مقياس لوغاريتمي .

تقدير تقريبي

تقدير رتبة المقدار لمتغير غير معروف قيمته الدقيقة هو تقدير مُقرَّب لأقرب قوة من قوى العدد عشرة. على سبيل المثال، تقدير رتبة المقدار لمتغير يتراوح بين 3 مليارات و30 مليار (مثل عدد سكان الأرض ) هو 10 مليارات . لتقريب عدد إلى أقرب رتبة مقدار، يُقرَّب لوغاريتمه لأقرب عدد صحيح .العدد 4,000,000 ، الذي يبلغ لوغاريتمه (بالأساس 10) 6.602، يكون أقرب رتبة مقدارية له هي 7، لأن "الأقرب" تعني التقريب وليس الاقتطاع. بالنسبة لعدد مكتوب بالصيغة العلمية، يتطلب مقياس التقريب اللوغاريتمي هذا التقريب لأعلى إلى القوة التالية للعدد عشرة عندما يكون المضاعف أكبر من الجذر التربيعي للعدد عشرة (حوالي 3.162). [ 8 ] على سبيل المثال، أقرب رتبة مقدارية لـ1.7 × 10⁸ يساوي 8 ، بينما أقرب رتبة مقدارية لـ3.7 × 10 8 يساوي 9. ويُطلق على تقدير رتبة المقدار أحيانًا اسم التقريب من الرتبة الصفرية .

قوائم ترتيب المقادير

رتب غير عشرية من حيث الحجم

رتبة المقدار هي تقريب للوغاريتم قيمة ما نسبةً إلى قيمة مرجعية مفهومة سياقيًا، عادةً ما تكون 10، تُفسَّر على أنها أساس اللوغاريتم وتمثل القيم التي تساوي واحدًا. التوزيعات اللوغاريتمية شائعة في الطبيعة، وقد يكون النظر إلى رتبة مقدار القيم المأخوذة من هذا التوزيع أكثر سهولةً وفهمًا. عندما تكون القيمة المرجعية 10، يمكن فهم رتبة المقدار على أنها عدد الأرقام مطروحًا منه واحد في التمثيل العشري للقيمة. وبالمثل، إذا كانت القيمة المرجعية إحدى قوى العدد 2، نظرًا لأن الحواسيب تخزن البيانات بصيغة ثنائية ، فيمكن فهم المقدار من حيث مقدار ذاكرة الحاسوب اللازمة لتخزين تلك القيمة.

رتب غير منطقية من حيث الحجم

يمكن حساب رتب أخرى من المقادير باستخدام أسس أخرى غير الأعداد الصحيحة. في مجال علم الفلك ، تُصنف سطوعات الأجرام السماوية ليلاً حسب "المقادير"، حيث يكون كل مستوى متزايد أكثر سطوعًا بمعامل10052.512{\displaystyle {\sqrt[{5}]{100}}\approx 2.512}أكبر من المستوى السابق. وبالتالي، فإن كون مستوى ما أكثر سطوعًا بخمسة درجات من مستوى آخر يشير إلى أنه عامل من عوامل(1005)5=100{\displaystyle ({\sqrt[{5}]{100}})^{5}=100}أكثر سطوعًا بمرتين: أي ما يعادل رتبتين عشريتين من حيث الحجم.

تشكل هذه السلسلة من المقادير مقياسًا لوغاريتميًا أساسه1005{\displaystyle {\sqrt[{5}]{100}}}.

أساس 1,000,000 رتبة من حيث الحجم

تستخدم أنظمة العد العشرية المختلفة في العالم أساسًا أكبر لتصور حجم العدد بشكل أفضل، وقد ابتكرت أسماءً لقوى هذا الأساس الأكبر. يوضح الجدول العدد الذي تستهدفه رتبة المقدار للأساس 10 وللأساس 10.1,000,000 . يتضح من هذا المثال أن رتبة المقدار مُضمنة في اسم العدد، لأن bi- تعني 2، وtri- تعني 3، وهكذا (وهذا منطقي فقط في المقياس الطويل)، واللاحقة -illion تُشير إلى أن الأساس هومليون . لكن أسماء الأعداد مليار وتريليون (هنا بمعنى مختلف عن الفصل الأول) ليست أسماءً لرتب المقادير ، بل هي أسماء "مقادير"، أي أعداد .1,000,000,000,000 إلخ .

رتبة الحجملوغاريتم 10 لـسجلمليوننطاق قصيرعلى نطاق واسع
110مليونمليونمليون
21001,000,000,000,000تريليونمليار
310001,000,000,000,000,000,000كوينتيليونتريليون
410000(1,000,000) 4سبتيليونكوادريليون
5100000(1,000,000) 5نونيليونكوينتيليون

تُستخدم وحدات النظام الدولي للوحدات (SI) في الجدول على اليمين مع بادئات النظام الدولي للوحدات ، والتي صُممت أساسًا مع مراعاة المقادير ذات الأساس 1000. أما بادئات معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) ذات الأساس 1024 فقد وُضعت خصيصًا للاستخدام في التكنولوجيا الإلكترونية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "رتبة المقدار" . Wolfram MathWorld . تم الاسترجاع في 3 أغسطس 2024. يُقال إن الكميتين A و B اللتين تقعان ضمن عامل 10 تقريبًا من بعضهما البعض "من نفس رتبة المقدار"، ويكتب A∼B.
  2. بريانز، باوس. "رتب الحجم" . مؤرشف من الأصل في 22 أغسطس 2018. تم الاسترجاع في 9 مايو 2013 .
  3. "رتب من حيث الحجم" . هيئة الإذاعة البريطانية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 أغسطس 2024 .
  4. "رتبة المقدار" . وولفرام ماث وورلد . تم الاسترجاع في 3 يناير 2017. يستخدم الفيزيائيون والمهندسون عبارة "رتبة المقدار" للإشارة إلى أصغر قوة للعدد عشرة اللازمة لتمثيل كمية ما.
  5. خبراء أريانت (10 مارس 2020). "العالم المادي والقياس". حزمة دراسية شاملة لاختبارات القوات الجوية الهندية لمجموعتي X وY عبر الإنترنت . منشورات أريانت الهند المحدودة. القسم 2، صفحة 5. ISBN 978-93-241-9317-9يُكتب مقدار كمية فيزيائية، يُراد تحديد رتبتها، على الصورة N × 10، حيث N عدد بين 1 و10، و x عدد صحيح موجب أو سالب. إذا كان N مساويًا أو أصغر من √1 × 10 = 3.16، فإن رتبة مقدار الكمية هي 10x . أما إذا كان N أكبر من 3.16، فإن رتبة مقدار الكمية هي 10x + 1 .
  6. Shaalaa.com. "أجب عن السؤال التالي. صف ما المقصود برتبة المقدار. - الفيزياء | Shaalaa.com" . www.shaalaa.com . تاريخ الاسترجاع: 4 يونيو 2023 .
  7. جيبني ، إليزابيث (2022). "كم عدد اليوتا بايت في الكيوتا بايت؟ أعداد هائلة تُطلق عليها أسماء جديدة" . مجلة نيتشر . doi : 10.1038/d41586-022-03747-9 . PMID 36400954. S2CID 253671538. تاريخ الاسترجاع: 20 نوفمبر 2022 .  
  8. خبراء أريانت (10 مارس 2020). "العالم المادي والقياس". حزمة دراسية شاملة لاختبارات القوات الجوية الهندية لمجموعتي X وY عبر الإنترنت . منشورات أريانت الهند المحدودة. القسم 2، صفحة 5. ISBN 978-93-241-9317-9يُكتب مقدار كمية فيزيائية، يُراد تحديد رتبتها، على الصورة N × 10، حيث N عدد بين 1 و10، و x عدد صحيح موجب أو سالب. إذا كان N مساويًا أو أصغر من √1 × 10 = 3.16، فإن رتبة مقدار الكمية هي 10x . أما إذا كان N أكبر من 3.16، فإن رتبة مقدار الكمية هي 10x + 1 .

للمزيد من القراءة