Mantisse
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Le terme mantisse (du latin mantissa = addition) a plusieurs sens en mathématiques.
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[modifier] Définition originelle
Originairement, le terme de mantisse concernait la différence entre un nombre et sa partie entière. Pour un décimal positif, la mantisse représentait alors sa partie fractionnaire
- dans le nombre décimal 123,7585, la partie entière est 123 et la partie fractionnaire ou mantisse est 0,7585
- dans le nombre décimal négatif - 17,228, la partie entière est -18 et la mantisse est 0,772
C'est avec ce sens que l'on parle de mantisse et caractéristique d'un logarithme décimal
- dans log(123,7) = 2,09237, la caractéristique est 2 et la mantisse est 0,09237
- dans log(0,001237) = - 2,90763, la caractéristique est -3 et la mantisse est 0,09237
La mantisse et la caractéristique d'un logarithme décimal sont en rapport étroit avec l'écriture du nombre initial en notation scientifique : si x = a.10n avec a compris entre 1 et 10 (exclu) alors log10(x) = n + log10(a), n est alors la caractéristique et log10(a) la mantisse de log10(x)
C'est probablement l'écriture sous cette forme scientifique qui est à l'origine du glissement de sens du terme mantisse.
[modifier] Sens actuel
En informatique, la nécessité de trouver une écriture des nombres compatible avec la taille mémoire qu'on lui attribue a privilégié la notation scientifique et l'écriture en virgule flottante.
Dans l'écriture en notation scientifique du nombre x, où a est un nombre compris entre 1 et 10 (exclu), le nombre a est communément appelé la mantisse de x (le terme correct est significande), n l'exposant de x et le signe de x.
Un nombre décimal peut alors être connu avec une bonne précision par la donnée de ces trois valeurs : le signe, la mantisse et l'exposant.
Cependant, la base d'écriture des nombres en informatique est plus souvent la base binaire que la base décimale. On généralise alors la notion d'écriture scientifique à d'autres bases que la base 10: si et si a est compris entre 1 et b (exclu) alors est le signe de x, a est sa mantisse et n est son exposant dans la base b.
[modifier] Exemples sur une calculatrice scientifique
Essayons d'obtenir une valeur approchée avec la calculatrice et regardons comment elle se comporte.
- Avec un nombre A supérieur à 1010:
-
- Prenons A, le produit de deux entiers grands, 123456 et 654321 (écrire l'opération sur la machine).
- Lorsqu'on appuie sur la touche Résultat de la calculatrice, celle-ci affiche X = 8,077...10 (ou 8,077...e+10 selon).
- La mantisse a et l'exposant n sont parfaitement identifiables. a ≈ 8,077 et n = 10. Il faudrait donc écrire X ≈ 8,077 × 1010
- On peut aussi voir cela directement en tapant un nombre à plus de 10 chiffres.
- Avec un nombre B inférieur à 10-3:
-
- Prenons B, le quotient d'un entier petit par un grand, 2 et 3421 (écrire l'opération sur la machine).
- Lorsqu'on appuie sur la touche Résultat de la calculatrice, celle-ci affiche X = 5,846...- 04 (ou 5,846...e-04 selon).
- La mantisse a et l'exposant n sont parfaitement identifiables. a ≈ 5,846 et n = - 4. Il faudrait donc écrire X ≈ 5,846 × 10 - 4
- On peut aussi voir cela directement en tapant un nombre inférieur à 0,001.