Elige en el menú lo que quieres hallar, introduce la base a y el exponente k y haz clic en «Calcular». La respuesta se muestra de dos formas: a mano, con una aproximación dada (como log₁₀ 2 ≈ 0,3010), y de forma exacta, a partir del valor completo.
Índice
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Qué puedes hacer en esta página
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¿Para qué sirve este cálculo?
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Cómo usar
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Fórmulas y figuras
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Símbolos y términos
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Qué conviene saber de antemano
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Cómo calcularlo con Excel
-
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
-
Cómo calcularlo con Python
-
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
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Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
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Las ventajas de DataChef
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Funciones relacionadas
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Todas las calculadoras de NumberChef
Qué puedes hacer en esta página
- Introduce la base \(a\) y el exponente \(k\) y averigua al instante cuántas cifras tiene una potencia enorme \(a^k\) como \(2^{100}\)
- La respuesta se muestra de dos formas: a mano, con una aproximación dada como \(\log_{10} 2 \approx 0{,}3010\) (el método de los libros de texto de ESO y Bachillerato), y el número de cifras exacto, calculando el valor completo. Los pasos siguen el mismo orden que una resolución escrita
- Otro modo halla la primera cifra (la de más a la izquierda) a partir de la parte decimal del logaritmo decimal
- Para una potencia de un decimal menor que 1, como \(0{,}5^{100}\), halla la posición decimal en la que aparece la primera cifra distinta de cero
- En esta misma página encontrarás también una explicación sencilla de las fórmulas y las fórmulas listas para copiar en Excel, Hojas de cálculo de Google y Python
¿Para qué sirve este cálculo?
El cifrado RSA, que protege las comunicaciones en internet, usa claves descritas como «de 2048 bits». Un número de 2048 bits es del orden de \(2^{2048}\) y, según \(2048 \times \log_{10} 2 \approx 616{,}5\), tiene 617 cifras decimales.
La conversión «número de bits × 0,3010 ≈ número de cifras decimales» es exactamente el cálculo de esta página. Esta estimación muestra lo irreal que es romper una clave así probando todas las posibilidades.
Algunas bacterias se dividen una vez cada 20 minutos en buenas condiciones. Si ese ritmo durase 24 horas, habría 72 divisiones, y 1 bacteria se convertiría en \(2^{72}\). Según \(72 \times 0{,}3010 \approx 21{,}7\), es un número de 22 cifras (unos \(4{,}7 \times 10^{21}\)).
En la realidad, los límites de alimento y espacio detienen el crecimiento en algún momento. Aun así, una sola multiplicación con el logaritmo decimal muestra que las bacterias, si se las deja, se multiplican por muchas potencias de diez. Por eso la regla es enfriar los alimentos cuanto antes.
Cada vez que doblas una hoja de papel de 0,1 mm de grosor, su grosor se duplica. Si pudieras doblarla 42 veces, tendría un grosor de \(0{,}1 \times 2^{42}\) mm \(\approx\) 440.000 km, más que la distancia a la Luna (unos 384.000 km).
En la realidad, un papel solo se puede doblar unas 7 u 8 veces, así que es un experimento mental. Aun así, la rapidez con la que crecen las cifras al duplicar una y otra vez se puede predecir exactamente con la fórmula sencilla \(k \times \log_{10} 2\), y puedes contrastar tu intuición con números.
En datos de dinero recopilados de forma natural, la primera cifra es 1 alrededor del 30,1 % de las veces (igual a \(\log_{10} 2\)), 2 alrededor del 17,6 %, y así sucesivamente. Este patrón desigual se conoce como ley de Benford.
Los números inventados tienden a romper este patrón, por lo que auditores e investigadores de fraude lo usan como control. La idea de esta página, «la primera cifra la decide la parte decimal del logaritmo decimal», es la base de la ley.
La ciencia escribe los números demasiado grandes o demasiado pequeños como potencias de 10 (notación científica), como la distancia al Sol, de unos 1,496×10⁸ km, o el tamaño de un átomo de hidrógeno, de unos 1×10⁻¹⁰ m.
El exponente de 10 es exactamente la parte entera del logaritmo decimal, una percepción directa del número de cifras. La astronomía y la química (el número de Avogadro es de unos 6×10²³) son buenos lugares para practicar a pensar en potencias de diez.
Fórmulas y figuras
Símbolos y términos
Símbolos
| \(\log_{10} N\) | logaritmo decimal de N | El logaritmo decimal de \(N\) (el logaritmo de base 10). Indica «10 elevado a qué número da \(N\)». log es la abreviatura de logaritmo. |
| \(N\) | ene mayúscula | El número que analizas, por ejemplo para saber su número de cifras. Es la inicial de «número». En esta página es la potencia \(a^k\). |
| \(a\) | a | La base (el número que se multiplica). Por convención, para los números fijos se usan las primeras letras del alfabeto. |
| \(k\) | ka | El exponente (las veces que se multiplica). En \(2^{100}\), es 100. |
| \(n\) | ene minúscula | El número de cifras. Es la inicial de «número» y se usa a menudo para contar. |
| \(10^n\) | diez elevado a n | 10 multiplicado por sí mismo \(n\) veces: un 1 seguido de \(n\) ceros (\(10^3 = 1000\)). Es el menor número de \((n+1)\) cifras. |
| \(f\) | efe | La parte decimal del logaritmo decimal (la letra f viene de «fraccionaria»). La primera cifra depende solo de este \(f\). |
| \(d\) | de | La primera cifra (la de más a la izquierda). La letra d viene de «dígito». |
| \(m\) | eme | La posición decimal en la que aparece la primera cifra distinta de cero. Indica lo pequeño que es un número menor que 1. |
| \(\lfloor x \rfloor\) | parte entera de x | La función parte entera: el mayor número entero que no supera a \(x\) (la parte entera). Cuidado con los negativos: \(\lfloor -30{,}10 \rfloor = -31\). |
Términos
| logaritmo decimal | El logaritmo de base 10, \(\log_{10} x\). Indica «10 elevado a qué número da \(x\)» y está ligado directamente al número de cifras en base 10. Se estudia en 4.º de ESO (15-16 años) y en 1.º de Bachillerato (16-17 años). |
| logaritmo | El número que indica a qué potencia hay que elevar la base para obtener el argumento. Es exactamente la operación inversa de una potencia. |
| argumento | El número que está dentro de un logaritmo, la \(N\) de \(\log_{10} N\). Solo se pueden usar números mayores que 0. |
| base | El número \(a\) sobre el que se construye una potencia \(a^k\) o un logaritmo \(\log_{a} x\). En esta página es el campo «Base a». El logaritmo decimal tiene base 10. |
| número de cifras | Cuántas cifras aparecen al escribir un número entero. 1024 tiene 4 cifras. En términos matemáticos: «un número entero mayor o igual que \(10^{n-1}\) y menor que \(10^n\) tiene \(n\) cifras». |
| primera cifra | La cifra de más a la izquierda de un número. La primera cifra de 1024 es 1. Se puede hallar a partir de la parte decimal del logaritmo decimal. |
| potencia | Multiplicar el mismo número por sí mismo varias veces. Como en \(2^{3} = 2 \times 2 \times 2\), el exponente, pequeño y arriba a la derecha, indica cuántas veces. |
| exponente | El número pequeño, arriba a la derecha de una potencia, que indica a qué potencia se eleva. En \(2^{100}\), el exponente es 100. |
| parte entera (característica) | Al separar un número en «el mayor entero que no lo supera» (la función parte entera) y «el resto», este es el entero. Para 30,10 es 30. Cuidado: para \(-30{,}10\) es \(-31\), porque la parte decimal siempre se toma mayor o igual que 0 y menor que 1. En un logaritmo decimal, también se llama característica. |
| parte decimal (mantisa) | Al separar un número en «el mayor entero que no lo supera» y «el resto», esta es la parte que queda. Para 30,10 es 0,10. La parte decimal es siempre mayor o igual que 0 y menor que 1, así que para \(-30{,}10\) es \(0{,}90\). En un logaritmo decimal, también se llama mantisa. |
| aproximación | Un valor redondeado, cercano al valor verdadero y más fácil de manejar, como usar 0,3010 para \(\log_{10} 2 = 0{,}30102\ldots\). El redondeo deja un error, y la multiplicación lo hace mayor. |
| cifras significativas | Las cifras de una medida o de una aproximación en las que se puede confiar. 0,3010 solo es exacto hasta 4 decimales, así que no se puede confiar en los detalles finos de 10.000 veces ese valor. Esto explica por qué la respuesta a mano puede diferir de la exacta en esta página. |
Qué conviene saber de antemano
Esto es lo que te ayuda a usar el cálculo de esta página comprendiéndolo de verdad y no solo pulsando el botón.
Si te atascas, repasar estos temas es el camino más rápido.
| Potencias y exponentes (6.º de Primaria y 1.º de ESO, 11-13 años) |
|
| Ampliar los exponentes (3.º y 4.º de ESO, 14-16 años) |
|
| Definición de logaritmo (4.º de ESO, 15-16 años) |
|
| Propiedades de los logaritmos (4.º de ESO y 1.º de Bachillerato, 15-17 años) |
|
| Leer y escribir desigualdades (1.º y 2.º de ESO, 12-14 años) |
|
| Valor posicional y cifras (3.º y 4.º de Primaria, 8-10 años) |
|
Cómo calcularlo con Excel
| Base a | 2 |
| Exponente k | 100 |
| Log decimal k×log10(a) | =B2*LOG10(B1) |
| Número de cifras (parte entera + 1) | =ENTERO(B3)+1 |
| Base a | 2 |
| Exponente k | 100 |
| Log decimal k×log10(a) | =B2*LOG10(B1) |
| Parte decimal del log decimal | =B3-ENTERO(B3) |
| Primera cifra | =ENTERO(10^B4) |
| Base a (decimal menor que 1) | 0,5 |
| Exponente k | 100 |
| Log decimal k×log10(a) | =B2*LOG10(B1) |
| Posición decimal de la primera cifra no nula | =-ENTERO(B3) |
LOG10 es el logaritmo decimal y ENTERO da el mayor número entero que no supera al número (la parte entera, o función parte entera). ENTERO redondea hacia abajo también con negativos (ENTERO(-30,1) es -31), así que «=-ENTERO(B3)» de la tercera tabla da directamente la posición decimal.
Con los números del ejemplo, la primera tabla muestra 31 (cifras), la segunda muestra 1 (la primera cifra) y la tercera muestra 31 (la posición decimal 31).
Excel calcula con unas 15 cifras de precisión, así que, cuando el exponente es muy grande, la respuesta puede desviarse en 1 cerca de una potencia de 10.
Cómo calcularlo con Hojas de cálculo de Google
| Base a | 2 |
| Exponente k | 100 |
| Log decimal k×log10(a) | =B2*LOG10(B1) |
| Número de cifras (parte entera + 1) | =ENTERO(B3)+1 |
| Base a | 2 |
| Exponente k | 100 |
| Log decimal k×log10(a) | =B2*LOG10(B1) |
| Parte decimal del log decimal | =B3-ENTERO(B3) |
| Primera cifra | =ENTERO(10^B4) |
| Base a (decimal menor que 1) | 0,5 |
| Exponente k | 100 |
| Log decimal k×log10(a) | =B2*LOG10(B1) |
| Posición decimal de la primera cifra no nula | =-ENTERO(B3) |
Copia la tabla entera, pégala en la celda A1 y cambia la base y el exponente por tus propios números.
Cómo calcularlo con Python
import math
a = 2 # base (número entero de 2 o más)
k = 100 # exponente (la potencia)
# Con el logaritmo decimal (la misma idea que el método a mano)
log_value = k * math.log10(a)
digit_count = math.floor(log_value) + 1 # parte entera + 1 = número de cifras
fractional = log_value - math.floor(log_value)
leading_digit = math.floor(10 ** fractional) # primera cifra a partir de la parte decimal
print(f"Logaritmo decimal: {log_value}")
print(f"Número de cifras: {digit_count}, primera cifra: {leading_digit}")
# Cálculo exacto (los enteros de Python no tienen límite de cifras, así que se puede comprobar calculando el valor completo)
actual = a ** k
print(f"Número de cifras real: {len(str(actual))}, primera cifra real: {str(actual)[0]}")
# Para un decimal menor que 1 (en qué posición decimal está la primera cifra de 0,5 elevado a 100), el logaritmo decimal es negativo
position = -math.floor(100 * math.log10(0.5))
print(f"La primera cifra no nula de 0,5 elevado a 100 aparece en la posición decimal {position}")
La fórmula en LaTeX y otras notaciones matemáticas (para copiar)
log₁₀(aᵏ) = k log₁₀ a
\log_{10} a^{k} = k \log_{10} a
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>log</mi><mn>10</mn></msub>
<msup><mi>a</mi><mi>k</mi></msup>
<mo>=</mo>
<mi>k</mi>
<msub><mi>log</mi><mn>10</mn></msub>
<mi>a</mi>
</mrow>
</math>
log_10 (a^k) = k log_10 a
Log10[a^k] == k*Log10[a]
log10(a^k) = k*log10(a);
log10(a^k) == k*log10(a)
log_10(a^k) = k log_10(a)
10ⁿ⁻¹ ≤ N < 10ⁿ
10^{n-1} \le N < 10^{n}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mn>10</mn><mrow><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
<mo>≤</mo>
<mi>N</mi>
<mo><</mo>
<msup><mn>10</mn><mi>n</mi></msup>
</mrow>
</math>
10^(n-1) <= N < 10^n
IntegerLength[a^k]
length(a^k);
floor(log10(a^k)) + 1
10^(n-1) ≤ N < 10^n
log₁₀ d ≤ f < log₁₀(d+1)
\log_{10} d \le f < \log_{10} (d+1)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>log</mi><mn>10</mn></msub>
<mi>d</mi>
<mo>≤</mo>
<mi>f</mi>
<mo><</mo>
<msub><mi>log</mi><mn>10</mn></msub>
<mo>(</mo><mi>d</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>)</mo>
</mrow>
</math>
log_10 d <= f < log_10 (d+1)
First[IntegerDigits[a^k]]
trunc(10^frac(k*log10(a)));
floor(10^(mod(k*log10(a), 1)))
log_10(d) ≤ f < log_10(d+1)
10⁻ᵐ ≤ N < 10⁻ᵐ⁺¹
10^{-m} \le N < 10^{-m+1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mn>10</mn><mrow><mo>−</mo><mi>m</mi></mrow></msup>
<mo>≤</mo>
<mi>N</mi>
<mo><</mo>
<msup><mn>10</mn><mrow><mo>−</mo><mi>m</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
</mrow>
</math>
10^(-m) <= N < 10^(-m+1)
-Floor[Log10[a^k]]
-floor(log10(a^k));
-floor(log10(a^k))
10^(-m) ≤ N < 10^(-m+1)
Cómo pedirle a ChatGPT que haga el cálculo
Eres un asistente de cálculo para logaritmos decimales y número de cifras. Haz los cálculos siguientes ejecutando realmente código de Python y basa tu respuesta únicamente en los números del resultado de la ejecución (no respondas con cálculo mental ni con suposiciones). 1. ¿Cuántas cifras tiene 2 elevado a 100? Hállalo sumando 1 a la parte entera de k × log10(a) y contando directamente con len(str(2**100)), y comprueba que coinciden. 2. Halla la primera cifra (la de más a la izquierda) de 2 elevado a 100 a partir de la parte decimal del logaritmo decimal y compárala con el valor real. 3. ¿En qué posición decimal aparece la primera cifra distinta de cero de 0,5 elevado a 100? Hállalo con -floor(100 × log10(0,5)). Muestra las fórmulas que has usado y los números del resultado de la ejecución.
Cómo usar
-
1Introduce los númerosEscribe en los campos los números con los que quieres calcular
-
2CalculaHaz clic en el botón «Calcular»
-
3Consulta el resultadoEl resultado aparece al instante. En la misma página también encontrarás el desarrollo del cálculo y la explicación de la fórmula
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