เลขยกกำลังสอง

เลข ยกกำลัง ของสองคือจำนวนที่อยู่ในรูป2nโดยที่nเป็นจำนวนเต็มนั่นคือ ผลลัพธ์ของการยกกำลัง โดย ใช้เลขสองเป็นฐานและเลขชี้กำลังเป็นจำนวนเต็มn ในลำดับชั้นที่เติบโตอย่างรวดเร็ว2nจะมีค่าเท่ากับ อย่างแน่นอน ในลำดับชั้นของฮาร์ดี 2n มีค่าเท่ากับ... อย่างแน่นอน.
กำลังของสองที่มีเลขชี้กำลังไม่เป็นลบคือจำนวนเต็ม: 2⁰ = 1 , 2¹ = 2 และ 2ⁿ คือสองคูณตัวเองnครั้ง[ 1 ] [ 2 ]กำลังของ 2 สิบอันดับแรกสำหรับค่าn ที่ไม่เป็นลบ คือ:
เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว กำลังของสองที่มีเลขชี้กำลังติดลบจะเป็นเศษส่วน : สำหรับจำนวนเต็มบวกn , 2 − nคือหนึ่งส่วนสองคูณด้วยตัวเองn ครั้ง ดังนั้น กำลังติดลบของ 2 ตัวแรกๆ จึงได้แก่ 1/2, 1/4, 1/8 , 1/16เป็นต้นบางครั้งสิ่งเหล่านี้เรียกว่ากำลังผกผันของสองเพราะแต่ละตัวเป็นตัวผกผันการคูณของกำลังบวกของสอง
ฐานของระบบเลขฐานสอง
เนื่องจากเลข 2 เป็นฐานของระบบเลขฐานสองเลขยกกำลังของ 2 จึงพบได้บ่อยในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เมื่อเขียนในระบบเลขฐานสอง เลขยกกำลังของ 2 จะมีรูปแบบ 100...000 หรือ 0.00...001 เสมอ เช่นเดียวกับเลขยกกำลังของ 10ในระบบเลขฐานสิบ
วิทยาการคอมพิวเตอร์
สองยกกำลังnเขียนว่า2nคือจำนวนค่าที่บิตในคำไบนารีที่มีความยาวnสามารถตั้งค่าได้ โดยแต่ละบิตจะมีค่าได้สองค่า คำที่ตีความว่าแทนจำนวนเต็มในช่วงที่เริ่มต้นจากศูนย์ เรียกว่า "จำนวนเต็มไม่มีเครื่องหมาย" สามารถแทนค่าได้ตั้งแต่ 0 ( 000...000² ถึง2n − 1 ( 111...111² สองค่า การแสดงผลอีกแบบหนึ่ง เรียกว่า จำนวนเต็ม มีเครื่องหมายอนุญาตให้ค่าเป็นบวก ลบ และศูนย์ได้ ดูการแสดงผลจำนวนมีเครื่องหมาย ไม่ว่าจะเป็น แบบใดก็ตาม ค่าที่น้อยกว่ากำลังของสองหนึ่ง มักจะเป็นขอบเขตบนของจำนวนเต็มในคอมพิวเตอร์ไบนารี ด้วยเหตุนี้ ตัวเลขในรูปแบบนี้จึงปรากฏบ่อยครั้งในซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ ยกตัวอย่างเช่นเกมวิดีโอที่ทำงานบนระบบ 8 บิต อาจจำกัดคะแนนหรือจำนวนไอเท็มที่ผู้เล่นสามารถถือได้ไว้ที่ 255 ซึ่งเป็นผลมาจากการใช้ไบต์ซึ่งมีความยาว 8 บิตในการจัดเก็บตัวเลข ทำให้สามารถแทนค่าที่แตกต่างกันได้ 256 ค่า ตั้งแต่0ถึง2⁸ − 1 = 255ตัวอย่างเช่น ในเกมLegend of Zelda ภาคแรก ตัวละครหลักถูกจำกัดให้พกเงินรูปี (สกุลเงินของเกม) ได้เพียง 255 เหรียญ ในแต่ละครั้ง และเกมPac-Man ก็ มีหน้าจอแสดงการแพ้ที่ด่าน 256 ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดี
เลขยกกำลังของสองมักถูกใช้เพื่อกำหนดหน่วยในการวัดขนาดหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ ปัจจุบัน "ไบต์" โดยทั่วไปหมายถึงแปดบิต (อ็อกเท็ต ) ทำให้สามารถมีค่าได้ 2⁵⁶ ค่า (2⁸ ) (คำว่าไบต์เคยหมายถึง (และในบางกรณีก็ยังหมายถึง) กลุ่มของบิตที่ถูกกำหนดโดยบริบทของฮาร์ดแวร์ โดยทั่วไปจะมี 5 ถึง 32 บิต มากกว่าที่จะเป็นเพียงหน่วย 8 บิต) คำนำหน้า"กิโล"ร่วมกับ คำว่า "ไบต์"ถูกใช้โดยนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เพื่อหมายถึง...1024 (2 10 ) อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไป คำว่ากิโลถูกใช้ในระบบหน่วยสากลเพื่อหมายถึง1000 (10 3 ) ชุดคำนำหน้าไบนารีได้รับการกำหนดมาตรฐานแล้ว รวมถึงkibi (Ki) ซึ่งหมายถึง1024. รีจิสเตอร์ของโปรเซสเซอร์เกือบทั้งหมดมีขนาดเป็นกำลังสองของสองบิต โดย 8, 16, 32 หรือ 64 บิตเป็นขนาดที่พบได้ทั่วไป โดยสองขนาดหลังเป็นขนาดที่พบได้บ่อยที่สุด ยกเว้นในโปรเซสเซอร์ขนาดเล็กมาก
เลขยกกำลังของสองพบได้ในหลายๆ ที่เช่นกัน สำหรับฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ หลายๆ ตัว อย่างน้อยหนึ่งในขนาดของเซกเตอร์ จำนวนเซกเตอร์ต่อแทร็ก และจำนวนแทร็กต่อพื้นผิว จะเป็นเลขยกกำลังของสองขนาดของบล็อกตรรกะก็มักจะเป็นเลขยกกำลังของสองเช่นกัน
ตัวเลขที่มีความสัมพันธ์ใกล้เคียงกับกำลังของสองปรากฏอยู่ในงานออกแบบฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์หลายอย่าง เช่น จำนวนพิกเซลในความกว้างและความสูงของหน้าจอวิดีโอ ซึ่งจำนวนพิกเซลในแต่ละทิศทางมักจะเป็นผลคูณของกำลังของสองกับจำนวนน้อยๆ ตัวอย่างเช่น640 = 128 × 5และ480 = 32 × 15
จำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์และแฟร์มาต์
จำนวนเฉพาะที่น้อยกว่ากำลังของสองอยู่หนึ่ง เรียกว่าจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์ตัวอย่างเช่น จำนวนเฉพาะ31เป็นจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์ เพราะมันน้อยกว่า 32 อยู่ 1 (2⁵ )ในทำนองเดียวกัน จำนวนเฉพาะ (เช่น257 ) ที่มากกว่ากำลังบวกของสองอยู่หนึ่ง เรียกว่าจำนวนเฉพาะแฟร์มาต์ — เลขชี้กำลังนั้นเป็นกำลังของสองเศษส่วน ที่มี ตัวส่วนเป็นกำลังของสองเรียกว่าจำนวนตรรกยะไดอะดิกจำนวนที่สามารถแสดงได้ในรูปผลรวมของจำนวนเต็มบวกที่เรียงลำดับกัน เรียกว่าจำนวนสุภาพซึ่งก็คือจำนวนที่ไม่ใช่กำลังของสองนั่นเอง
องค์ประกอบของยูคลิดเล่มที่ 9
ลำดับเรขาคณิต 1, 2, 4, 8, 16, 32, ... (หรือในระบบเลขฐานสอง 1, 10, 100, 1000, 10000, 100000, ... ) มีความสำคัญในทฤษฎีจำนวน บทที่ 36 ของหนังสือElements เล่มที่ 9 พิสูจน์ว่า ถ้าผลรวมของ พจน์ nพจน์แรกของลำดับนี้เป็นจำนวนเฉพาะ (และเป็นจำนวนเฉพาะเมอร์เซนน์ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น) แล้วผลรวมนี้คูณด้วยพจน์ที่n จะได้เป็น จำนวนสมบูรณ์ตัวอย่างเช่น ผลรวมของ 5 พจน์แรกของอนุกรม1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31ซึ่งเป็นจำนวนเฉพาะ ผลรวม 31 คูณด้วย 16 (พจน์ที่ 5 ในอนุกรม) เท่ากับ 496 ซึ่งเป็นจำนวนสมบูรณ์
หนังสือเล่ม ที่ 9 ข้อเสนอที่ 35 พิสูจน์ว่า ในอนุกรมเรขาคณิต ถ้าลบพจน์แรกออกจากพจน์ที่สองและพจน์สุดท้ายในลำดับแล้ว ส่วนเกินของพจน์ที่สองต่อพจน์แรกจะเป็นเท่าใด ส่วนเกินของพจน์สุดท้ายต่อพจน์ทั้งหมดก่อนหน้านั้นก็จะเป็นเท่าใดเช่นกัน (นี่เป็นการกล่าวซ้ำสูตรอนุกรมเรขาคณิตที่เราได้กล่าวไว้ข้างต้น) เมื่อนำสูตรนี้ไปใช้กับอนุกรมเรขาคณิต 31, 62, 124, 248, 496 (ซึ่งได้มาจากการคูณทุกพจน์ด้วย 31 ของ 1, 2, 4, 8, 16) เราจะเห็นว่า 62 ลบ 31 หารด้วย 31 ได้เท่ากับ 496 ลบ 31 หารด้วยผลรวมของ 31, 62, 124, 248 ดังนั้น ผลรวมของตัวเลข 1, 2, 4, 8, 16, 31, 62, 124 และ 248 เท่ากับ 496 และตัวเลขเหล่านี้หาร 496 ลงตัวสมมติว่าpหาร 496 ลงตัว แต่ p ไม่อยู่ในกลุ่มตัวเลขเหล่านี้ สมมติว่าpqเท่ากับ16 × 31หรือ 31 หารq ลงตัว เหมือนกับที่pหาร 16 ลงตัว แต่p หาร 16 ไม่ลงตัว เพราะถ้าลงตัว p จะต้องอยู่ในกลุ่ม 1, 2, 4, 8 หรือ 16 ดังนั้น 31 ก็หารq ไม่ลงตัวเช่นกัน และเนื่องจาก 31 หาร qไม่ลงตัวและqมีค่าเท่ากับ 496 ทฤษฎีบทพื้นฐานทางเลขคณิตจึงบ่งชี้ว่าqต้องหาร 16 ลงตัวและต้องอยู่ในกลุ่ม 1, 2, 4, 8 หรือ 16 ให้qมีค่าเท่ากับ 4 ดังนั้นpต้องมีค่าเท่ากับ 124 ซึ่งเป็นไปไม่ได้ เพราะตามสมมติฐานแล้วpไม่อยู่ในกลุ่ม 1, 2, 4, 8, 16, 31, 62, 124 หรือ 248
เลขยกกำลังสอง 64 ตัวแรก
| n | 2 น. | n | 2 น. | n | 2 น. | n | 2 น. | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 16 | 65 536 | 32 | 4 294 967 296 | 48 | 281 474 976 710 656 | |||
| 1 | 2 | 17 | 131 072 | 33 | 8 589 934 592 | 49 | 562 949 953 421 312 | |||
| 2 | 4 | 18 | 262 144 | 34 | 17 179 869 184 | 50 | 1 125 899 906 842 624 | |||
| 3 | 8 | 19 | 524 288 | 35 | 34 359 738 368 | 51 | 2 251 799 813 685 248 | |||
| 4 | 16 | 20 | 1 048 576 | 36 | 68 719 476 736 | 52 | 4 503 599 627 370 496 | |||
| 5 | 32 | 21 | 2 097 152 | 37 | 137 438 953 472 | 53 | 9 007 199 254 740 992 | |||
| 6 | 64 | 22 | 4 194 304 | 38 | 274 877 906 944 | 54 | 18 014 398 509 481 984 | |||
| 7 | 128 | 23 | 8 388 608 | 39 | 549 755 813 888 | 55 | 36 028 797 018 963 968 | |||
| 8 | 256 | 24 | 16 777 216 | 40 | 1 099 511 627 776 | 56 | 72 057 594 037 927 936 | |||
| 9 | 512 | 25 | 33 554 432 | 41 | 2 199 023 255 552 | 57 | 144 115 188 075 855 872 | |||
| 10 | 1024 | 26 | 67 108 864 | 42 | 4 398 046 511 104 | 58 | 288 230 376 151 711 744 | |||
| 11 | 2048 | 27 | 134 217 728 | 43 | 8 796 093 022 208 | 59 | 576 460 752 303 423 488 | |||
| 12 | 4096 | 28 | 268 435 456 | 44 | 17 592 186 044 416 | 60 | 1 152 921 504 606 846 976 | |||
| 13 | 8192 | 29 | 536 870 912 | 45 | 35 184 372 088 832 | 61 | 2 305 843 009 213 693 952 | |||
| 14 | 16 384 | 30 | 1 073 741 824 | 46 | 70 368 744 177 664 | 62 | 4 611 686 018 427 387 904 | |||
| 15 | 32 768 | 31 | 2 147 483 648 | 47 | 140 737 488 355 328 | 63 | 9 223 372 036 854 775 808 |
เลขหลักสุดท้าย
เริ่มจาก 2 หลักสุดท้ายจะเป็นคาบด้วยคาบ 4 โดยมีวัฏจักร 2–4–8–6– และเริ่มจาก 4 สองหลักสุดท้ายจะเป็นคาบด้วยคาบ 20 รูปแบบเหล่านี้โดยทั่วไปเป็นจริงสำหรับกำลังใดๆ ก็ตาม เมื่อเทียบกับฐาน ใดๆ รูปแบบจะดำเนินต่อไปโดยที่แต่ละรูปแบบมีจุดเริ่มต้นที่2kและคาบคือลำดับการคูณของ 2 มอดูล 5kซึ่งคือφ (5k ) = 4 × 5k −1 (ดูกลุ่มการคูณของจำนวนเต็มมอดูล n )
พลังของ 1024
เลขยกกำลัง 2 10ตัวแรกๆจะมีค่ามากกว่าเลขยกกำลังเดียวกันของเล็กน้อย1000 (10 3 ) ค่าเลขยกกำลัง 11 แรกของ 2 10แสดงไว้ด้านล่าง:
| 2 0 | = | 1 | = 1000 0 | (ความคลาดเคลื่อน 0%) |
| 2 10 | = | 1024 | ≈ 1000 1 | (ความคลาดเคลื่อน 2.4%) |
| 2 20 | = | 1 048 576 | ≈ 1000 2 | (ความคลาดเคลื่อน 4.9%) |
| 2 30 | = | 1 073 741 824 | ≈ 1000 3 | (ความคลาดเคลื่อน 7.4%) |
| 2 40 | = | 1 099 511 627 776 | ≈ 1000 4 | (ความคลาดเคลื่อน 10.0%) |
| 2 50 | = | 1 125 899 906 842 624 | ≈ 1000 5 | (ความคลาดเคลื่อน 12.6%) |
| 2 60 | = | 1 152 921 504 606 846 976 | ≈ 1000 6 | (ความคลาดเคลื่อน 15.3%) |
| 2 70 | = | 1 180 591 620 717 411 303 424 | ≈ 1000 7 | (ความคลาดเคลื่อน 18.1%) |
| 2 80 | = | 1 208 925 819 614 629 174 706 176 | ≈ 1000 8 | (ความคลาดเคลื่อน 20.9%) |
| 2 90 | = | 1 237 940 039 285 380 274 899 124 224 | ≈ 1000 9 | (ความคลาดเคลื่อน 23.8%) |
| 2 100 | = | 1 267 650 600 228 229 401 496 703 205 376 | ≈ 1000 10 | (ความคลาดเคลื่อน 26.8%) |
ต้องใช้กำลังประมาณ 17 ของ 1024 เพื่อให้ได้ค่าเบี่ยงเบน 50% และต้องใช้กำลังประมาณ 29 ของ 1024 เพื่อให้ได้ค่าเบี่ยงเบน 100% ของกำลังเดียวกันของ 1000 [ 3 ]ดูBinary prefixesและIEEE 1541-2002ด้วย
เลขยกกำลังของสองที่มีเลขชี้กำลังเป็นเลขยกกำลังของสอง
เนื่องจากข้อมูล (โดยเฉพาะจำนวนเต็ม) และที่อยู่ของข้อมูลถูกจัดเก็บโดยใช้ฮาร์ดแวร์เดียวกัน และข้อมูลถูกจัดเก็บในอ็อกเท็ตหนึ่งตัวหรือมากกว่า ( 2 3 ) เลขชี้กำลังสองเท่าของสองจึงพบได้ทั่วไปในการคำนวณ เลขชี้กำลัง 21 ตัวแรกมีดังนี้:
| n | 2 น. | 2 2 n (ลำดับA001146ในOEIS ) | ตัวเลข |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 2 | 1 |
| 1 | 2 | 4 | 1 |
| 2 | 4 | 16 | 2 |
| 3 | 8 | 256 | 3 |
| 4 | 16 | 65 536 | 5 |
| 5 | 32 | 4 294 967 296 | 10 |
| 6 | 64 | 18 446 744 073 709 551 616 | 20 |
| 7 | 128 | 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456 | 39 |
| 8 | 256 | 115 792 089 237 316 195 423 570 ... 039 457 584 007 913 129 639 936 | 78 |
| 9 | 512 | 13 407 807 929 942 597 099 574 0 ... 946 569 946 433 649 006 084 096 | 155 |
| 10 | 1024 | 179 769 313 486 231 590 772 930 ... 304 835 356 329 624 224 137 216 | 309 |
| 11 | 2048 | 32 317 006 071 311 007 300 714 8 ... 193 555 853 611 059 596 230 656 | 617 |
| 12 | 4096 | 1 044 388 881 413 152 506 691 75 ... 243 804 708 340 403 154 190 336 | 1234 |
| 13 | 8192 | 1 090 748 135 619 415 929 462 98 997 186 505 665 475 715 792 896 | 2467 |
| 14 | 16 384 | 1 189 731 495 357 231 765 085 75 ... 460 447 027 290 669 964 066 816 | 4933 |
| 15 | 32 768 | 1 415 461 031 044 954 789 001 55 ... 541 122 668 104 633 712 377 856 | 9865 |
| 16 | 65 536 | 2 003 529 930 406 846 464 979 07 ... 339 445 587 895 905 719 156 736 | 19 729 |
| 17 | 131 072 | 4 014 132 182 036 063 039 166 06 ... 850 665 812 318 570 934 173 696 | 39 457 |
| 18 | 262 144 | 16 113 257 174 857 604 736 195 7 ... 753 862 605 349 934 298 300 416 | 78 914 |
| 19 | 524 288 | 259 637 056 783 100 077 612 659 ... 369 814 364 528 226 185 773 056 | 157 827 |
| 20 | 1 048 576 | 67 411 401 254 990 734 022 690 6 ... 009 289 119 068 940 335 579 136 | 315 653 |
ดูเพิ่มเติมที่เลขแฟร์มาต์ , เทเทรชันและไฮเปอร์โอเปอเรชัน § ไฮเปอร์โอเปอเร ชันล่าง
หลักสุดท้ายของเลขยกกำลังสองที่มีเลขชี้กำลังเป็นเลขยกกำลังสอง
ตัวเลขทั้งหมดที่มากกว่า 4 เหล่านี้ลงท้ายด้วยเลข 6 โดยเริ่มจาก 16 ตัวเลขสองหลักสุดท้ายจะเป็นคาบด้วยคาบ 4 โดยมีวัฏจักร 16–56–36–96– และเริ่มจาก 16 ตัวเลขสามหลักสุดท้ายจะเป็นคาบด้วยคาบ 20 รูปแบบเหล่านี้โดยทั่วไปเกิดขึ้นกับเลขยกกำลังใดๆ ก็ได้ เมื่อเทียบกับฐาน ใด ๆ ก็ได้ รูปแบบจะดำเนินต่อไปโดยที่แต่ละรูปแบบมีจุดเริ่มต้นที่2kและคาบคือลำดับการคูณของ 2 มอดูล5kซึ่งก็คือφ (5k ) = 4 × 5k − 1 (ดูกลุ่มการคูณของจำนวนเต็มมอดูล n )
ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับเลขยกกำลังของสองที่มีเลขชี้กำลังเป็นเลขยกกำลังของสอง
ในบริบทของตัวเลขตัวเลขเหล่านี้มักถูกเรียกว่า เลขยก กำลัง 2 ของแฟร์มาต์
ตัวเลขสร้างลำดับอตรรกยะ : สำหรับทุกลำดับของจำนวนเต็มบวกอนุกรม
ลู่เข้าสู่จำนวนอตรรกยะแม้ว่าลำดับนี้จะเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่ก็เป็นลำดับอตรรกยะที่เติบโตช้าที่สุดเท่าที่ทราบ[ 4 ]
กำลังของสองที่มีเลขชี้กำลังเป็นกำลังของสองในวิทยาการคอมพิวเตอร์
เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วชนิดข้อมูล คอมพิวเตอร์ จะมีขนาดเป็นกำลังของสอง ตัวเลขเหล่านี้จึงนับจำนวนค่า ที่สามารถแทนได้ ของชนิดข้อมูลนั้น ตัวอย่างเช่น คำ 32 บิตที่ประกอบด้วย 4 ไบต์ สามารถแทน ค่าที่แตกต่างกัน ได้ 2³²ค่าซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นเพียงรูปแบบบิต หรือโดยทั่วไปแล้วจะตีความได้ว่าเป็นจำนวนเต็มบวกหรือลบตั้งแต่ 0 ถึง2³²⁻¹หรือเป็นช่วงของจำนวนเต็มบวกหรือลบระหว่าง-2³¹ ถึง 2³¹⁻¹ สำหรับ ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการแสดงจำนวนเต็มบวก หรือลบโปรดดูที่ ส่วน เติมเต็มของสอง
เลขยกกำลังสองที่เลือก
- 2 2 =4
- จำนวนที่เป็นกำลังสองของสอง หรือกำลังแรกของสองหรือเตตระของสอง
- 2 8 =256
- จำนวนค่าที่แสดงโดย 8 บิตในหนึ่งไบต์ซึ่งเรียกอย่างเฉพาะเจาะจงว่าอ็อกเท็ต (โดยทั่วไปแล้ว คำว่าไบต์มักถูกนิยามว่าเป็นกลุ่มของบิตมากกว่าความหมายที่แท้จริงของปริมาณ 8 บิต ดังเช่นคำว่ากิโลไบต์ )
- 2 10 =1024
- การประมาณค่าไบนารีของกิโลหรือตัวคูณ 1000ซึ่งทำให้คำนำหน้าเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่น:1024 ไบต์ = 1 กิโลไบต์[ 5 ] (หรือกิบิไบต์ )
- 2 12 =4096
- ขนาด หน้าฮาร์ดแวร์ของ โปรเซสเซอร์ Intel x86ที่เข้ากันได้
- 2 15 =32 768
- จำนวนค่าที่ไม่เป็นลบสำหรับจำนวนเต็ม 16 บิตแบบมีเครื่องหมาย
- 2 16 =65 536
- จำนวนค่าที่แตกต่างกันที่สามารถแทนได้ในคำ เดียว บน โปรเซสเซอร์ 16 บิตเช่นโปรเซสเซอร์x86 ดั้งเดิม [ 6 ]
- ช่วงค่าสูงสุดของ ตัวแปร จำนวนเต็มสั้นใน ภาษาโปรแกรม C# , JavaและSQLช่วงค่าสูงสุดของ ตัวแปร WordหรือSmallintในภาษาโปรแกรมPascal
- จำนวนความสัมพันธ์ทวิภาคบนเซตที่มี 4 สมาชิก
- 2 20 =1 048 576
- การประมาณค่าไบนารีของเมกะหรือตัว คูณ 1,000,000ซึ่งทำให้คำนำหน้าเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่น:1,048,576 ไบต์ = 1 เมกะไบต์[ 5 ] (หรือเมบิไบต์ )
- 2 24 =16 777 216
- จำนวนสี ที่ไม่ซ้ำกัน ที่สามารถแสดงได้ในระบบสีแบบ TrueColorซึ่งเป็นระบบสีที่ใช้กันทั่วไปในจอคอมพิวเตอร์
- ตัวเลขนี้เป็นผลลัพธ์จากการใช้ระบบ RGBสามช่องสัญญาณโดยที่สีต่างๆ ถูกกำหนดด้วยค่าสามค่า (แดง เขียว และน้ำเงิน) อย่างอิสระ โดยมีค่าตั้งแต่ 0 (
00) ถึง 255 (FF) รวมทั้งสองค่า ซึ่งทำให้ แต่ละช่องสัญญาณมี 8 บิต หรือ รวมทั้งหมด 24 บิต ตัวอย่างเช่น สีดำสนิทคือ#000000, สีขาวสนิทคือ#FFFFFFพื้นที่ของสีที่เป็นไปได้ทั้งหมด16 777 216สามารถกำหนดได้โดย 16 6 (6 หลัก โดยแต่ละหลักมีค่าที่เป็นไปได้ 16 ค่า), 256 3 (3 ช่องสัญญาณ โดยแต่ละช่องมีค่าที่เป็นไปได้ 256 ค่า) หรือ 2 24 (24 บิต โดยแต่ละบิตมีค่าที่เป็นไปได้ 2 ค่า) - ขนาดของจำนวนเต็มที่ไม่ติดลบที่ใหญ่ที่สุด หรือแอดเดรสที่ใหญ่ที่สุดในคอมพิวเตอร์ที่มีรีจิสเตอร์หรือบัสข้อมูลขนาด 24 บิต
- 2 30 =1 073 741 824
- การประมาณค่าไบนารีของกิกะ - หรือตัวคูณ 1,000,000,000ซึ่งทำให้คำนำหน้าเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่น1,073,741,824 ไบต์ = 1 กิกะไบต์[ 5 ] ( หรือกิบิไบต์)
- 2 31 =2 147 483 648
- จำนวนค่าที่ไม่เป็นลบสำหรับจำนวนเต็ม 32 บิตแบบมีเครื่องหมาย เนื่องจาก เวลาในระบบ Unixวัดเป็นวินาที นับตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 1970 ดังนั้นจำนวนค่าที่ไม่เป็นลบจะหมดลงเมื่อถึงค่าที่กำหนด2,147,483,647 วินาที หรือ 03:14:07 UTC ของวันอังคารที่ 19 มกราคม 2038 บนคอมพิวเตอร์ 32 บิตที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Unix ซึ่งเป็นปัญหาที่รู้จักกันในชื่อปัญหาปี 2038
- 2 32 =4 294 967 296
- จำนวนค่าที่แตกต่างกันที่สามารถแทนได้ในคำ เดียว บนโปรเซสเซอร์32 บิต[ 7 ]หรือจำนวนค่าที่สามารถแทนได้ในดับเบิลเวิร์ดบน โปรเซสเซอร์ 16 บิตเช่นโปรเซสเซอร์x86 ดั้งเดิม [ 6 ]
- ช่วงค่าของ
intตัวแปรในภาษาโปรแกรมJava , C#และSQL - ช่วงของค่า a
CardinalหรือIntegerตัวแปรในภาษาโปรแกรมPascal - ช่วงค่าต่ำสุดของ ตัวแปร จำนวนเต็มยาวในภาษาโปรแกรมCและC++
- จำนวนที่อยู่ IP ทั้งหมด ภายใต้IPv4แม้ว่าตัวเลขนี้จะดูมาก แต่จำนวนที่อยู่ IPv4 แบบ 32 บิตที่มีอยู่ได้ถูกใช้หมดแล้ว (แต่ไม่ใช่สำหรับ ที่อยู่ IPv6 )
- จำนวนการดำเนินการไบนารีที่มีโดเมนเท่ากับเซต 4 องค์ประกอบใดๆ เช่นGF (4)
- 2 40 =1 099 511 627 776
- การประมาณค่าไบนารีของเทรา - หรือตัวคูณ 1,000,000,000,000ซึ่งทำให้คำนำหน้าเปลี่ยนไปตัวอย่างเช่น1,099,511,627,776 ไบต์ = 1 เทราไบต์ [ 5 ] หรือเทบิไบต์
- 2 50 =1 125 899 906 842 624
- การประมาณค่าไบนารีของเพตา - หรือตัวคูณ 1,000,000,000,000,0001 125 899 906 842 624ไบต์ = 1 เพตาไบต์[ 5 ]หรือเพบิไบต์
- 2 53 =9 007 199 254 740 992
- จำนวนที่สามารถแสดงค่าจำนวนเต็มทั้งหมดได้อย่างแม่นยำในรูปแบบเลขทศลอยความแม่นยำสองเท่า ของ IEEE และยังเป็นกำลังของ 2 ตัวแรกที่ขึ้นต้นด้วยเลข 9 ในระบบเลขฐานสิบด้วย
- 2 56 =72 057 594 037 927 936
- จำนวนคีย์ที่แตกต่างกันที่เป็นไปได้ในระบบเข้ารหัสสมมาตรDES 56 บิตที่ล้าสมัย
- 2 60 =1 152 921 504 606 846 976
- การประมาณค่าไบนารีของเอ็กซา - หรือตัวคูณ1,000,000,000,000,000,000,000 1 152 921 504 606 846 976ไบต์ = 1 เอ็กซาไบต์[ 5 ]หรือ เอ็กซิไบต์
- 2 63 =9 223 372 036 854 775 808
- จำนวนค่าที่ไม่ติดลบสำหรับจำนวนเต็ม 64 บิตแบบมีเครื่องหมาย
- 2 63 − 1 คือค่าสูงสุดทั่วไป (หรือเทียบเท่ากับจำนวนค่าบวก) สำหรับจำนวนเต็ม 64 บิตแบบมีเครื่องหมายในภาษาโปรแกรม
- 2 64 =18 446 744 073 709 551 616
- จำนวนค่าที่แตกต่างกันที่สามารถแสดงในคำ เดียว บน โปรเซสเซอร์ 64 บิตหรือจำนวนค่าที่สามารถแสดงในดับเบิลเวิร์ดบน โปรเซสเซอร์ 32 บิตหรือจำนวนค่าที่สามารถแสดงในควอดเวิร์ดบน โปรเซสเซอร์ 16 บิตเช่น โปรเซสเซอร์x86 ดั้งเดิม[ 6 ]
- ช่วงค่าของ ตัวแปรประเภท longในภาษาโปรแกรมJavaและC#
- ช่วงค่าของ ตัวแปร Int64หรือQWordในภาษาโปรแกรมPascal
- จำนวนรวมของที่อยู่ IPv6 ที่โดยทั่วไปจะกำหนดให้กับ LAN หรือซับเน็ตเดียว
- 2 64 − 1 คือจำนวนเมล็ดข้าวบนกระดานหมากรุกตามเรื่องเล่าเก่าแก่ที่ช่องแรกมีเมล็ดข้าว 1 เมล็ด และช่องถัดไปจะมีเมล็ดข้าวเป็นสองเท่าของช่องก่อนหน้า ด้วยเหตุนี้บางครั้งจึงเรียกตัวเลขนี้ว่า "เลขหมากรุก"
- 2 64 − 1 ยังเป็นจำนวนการเคลื่อนย้ายที่จำเป็นในการพิชิตหอคอยฮานอยเวอร์ชัน 64 แผ่นดิสก์ในตำนานอีกด้วย
- 2 68 =295 147 905 179 352 825 856
- เลขยกกำลัง 2 ตัวแรกที่มีตัวเลขทศนิยมครบทุกหลัก(ลำดับA137214ในOEIS )
- 2 70 =1 180 591 620 717 411 303 424
- การประมาณค่าไบนารีของเซตตา - หรือตัวคูณ1,000,000,000,000,000,000,000,0001 180 591 620 717 411 303 424ไบต์ = 1 เซตตาไบต์[ 5 ] (หรือเซบิไบต์ )
- 2 80 =1 208 925 819 614 629 174 706 176
- การประมาณค่าไบนารีของยอตตะ - หรือตัวคูณ1,000,000,000,000,000,000,000,000,0001 208 925 819 614 629 174 706 176ไบต์ = 1 ยอตตะไบต์[ 5 ] (หรือโยบิไบต์ )
- 2 86 =77 371 252 455 336 267 181 195 264
- 2 86คาด ว่าจะเป็น เลขยกกำลังของสองที่ใหญ่ที่สุดที่ไม่มีเลขศูนย์ในระบบเลขฐาน สิบ [ 8 ]
- 2 96 =79 228 162 514 264 337 593 543 950 336
- จำนวนที่อยู่ IPv6 ทั้งหมด ที่โดยทั่วไปจะมอบให้กับหน่วยงานลงทะเบียนอินเทอร์เน็ตในท้องถิ่นใน รูปแบบ CIDRผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตจะได้รับ/ 32ซึ่งหมายความว่า มีบิตให้ใช้ 128 − 32 = 96บิตสำหรับที่อยู่ (ตรงข้ามกับการกำหนดเครือข่าย) ดังนั้นจึงมี ที่อยู่ 2⁹⁶ที่อยู่
- 2 108 = 324 518 553 658 426 726 783 156 020 576 256
- เลขยกกำลังของ 2 ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่ทราบ ซึ่งไม่มีเลข 9 อยู่ในระบบเลขฐานสิบ(ลำดับA035064ในOEIS )
- 2 126 = 85 070 591 730 234 615 865 843 651 857 942 052 864
- เลขยกกำลังของ 2 ที่มากที่สุดเท่าที่ทราบ ซึ่งไม่มีตัวเลขคู่ที่เท่ากันติดกัน(ลำดับA050723ในOEIS )
- 2 128 = 340 282 366 920 938 463 463 374 607 431 768 211 456
- จำนวนที่อยู่ IP ทั้งหมด ที่มีอยู่ภายใต้IPv6จำนวนตัวระบุที่ไม่ซ้ำกันทั่วโลก (UUID) ที่แตกต่างกัน โดย หลักสุดท้ายต้องมากกว่าจำนวนสูงสุดที่สามารถบรรจุลงในรูปแบบจุดลอยตัวความแม่นยำเดี่ยว 32 บิตของ IEEE หนึ่งหน่วยและจำนวนคีย์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่แตกต่างกันในพื้นที่คีย์AES 128 บิต(การเข้ารหัสแบบสมมาตร)
- 2 168 = 374 144 419 156 711 147 060 143 317 175 368 453 031 918 731 001 856
- เลขยกกำลังของ 2 ที่มากที่สุดเท่าที่ทราบ ซึ่งไม่มีตัวเลขทศนิยมครบทุกหลัก (ในกรณีนี้คือเลข 2 หายไป) (ลำดับA137214ในOEIS )
- 2 192 = 6 277 101 735 386 680 763 835 789 423 207 666 416 102 355 444 464 034 512 896
- จำนวนคีย์ที่แตกต่างกันทั้งหมดที่เป็นไปได้ในพื้นที่คีย์ 192 บิตของ AES (การเข้ารหัสแบบสมมาตร)
- 2 229 = 862 718 293 348 820 473 429 344 482 784 628 181 556 388 621 521 298 319 395 315 527 974 912
- 2 229คือเลขยกกำลังของสองที่มากที่สุดที่ทราบกันดี ซึ่งมีจำนวนศูนย์น้อยที่สุดเมื่อเทียบกับเลขยกกำลัง เมติน ซาริยาร์ ตั้งข้อสันนิษฐานว่า ตัวเลขทุกตัวตั้งแต่ 0 ถึง 9 มีแนวโน้มที่จะปรากฏในจำนวนครั้งที่เท่ากันในการขยายทศนิยมของเลขยกกำลังของสองเมื่อเลขยกกำลังเพิ่มขึ้น (ลำดับA330024ในOEIS )
- 2 256 = 115 792 089 237 316 195 423 570 985 008 687 907 853 269 984 665 640 564 039 457 584 007 913 129 639 936
- จำนวนคีย์ที่แตกต่างกันทั้งหมดที่เป็นไปได้ในพื้นที่คีย์AES 256 บิต(การเข้ารหัสแบบสมมาตร)
- 21024 = 179 769 313 486 231 590 772 930 ... 304 835 356 329 624 224 137 216 (309 หลัก)
- หลักสุดท้ายต้องมีค่ามากกว่าค่าสูงสุดที่สามารถจัดเก็บได้ในรูปแบบเลขทศลอยความแม่นยำสองเท่า 64 บิตของ IEEE หนึ่งหน่วย (ดังนั้น หลักสุดท้ายจึงต้องมีค่ามากกว่าค่าสูงสุดที่สามารถแสดงได้ในหลายๆ โปรแกรม เช่นMicrosoft Excel หนึ่งหน่วย )
- 216 384 = 1 189 731 495 357 231 765 085 75 ... 460 447 027 290 669 964 066 816 ((4933หลัก)
- หลักสุดท้ายต้องมีค่ามากกว่าจำนวนสูงสุดที่สามารถจัดเก็บได้ในรูปแบบจุดลอยตัวความแม่นยำสูง 128 บิต IEEE หรือ รูปแบบจุดลอยตัวความแม่นยำสูง 80 บิต x86 อยู่หนึ่งหน่วย
- 265 536 = 2 003 529 930 406 846 464 979 07 ... 339 445 587 895 905 719 156 736 ((19,729หลัก )
- การทำซ้ำครั้งที่ห้าของ 2 ภายใต้การทำซ้ำ
- 2262 144 = 16 113 257 174 857 604 736 195 7 ... 753 862 605 349 934 298 300 416 (( 78,914หลัก)
- หลักสุดท้ายต้องมีค่ามากกว่าค่าสูงสุดที่สามารถจัดเก็บได้ในรูปแบบเลขทศลอยความแม่นยำแปดเท่า 256 บิตของ IEEE อยู่หนึ่งหน่วย
- 2136 279 841 = 8 816 943 275 038 332 655 539 39 ... 665 555 076 706 219 486 871 552 (( 41,024,320 หลัก )
- มากกว่าจำนวนเฉพาะที่ใหญ่ที่สุดที่ทราบณ เดือนตุลาคม2024 อยู่หนึ่ง [ 9 ]
- 28 589 934 592 = 96 303 501 339 204 130 142 137 0 ... 499 373 822 575 361 336 016 896 (( 2,585,827,973 หลัก )
- น้อยกว่าจำนวนเฟอร์มาต์ ที่เล็กที่สุด ซึ่งยังไม่ทราบว่าเป็นจำนวนเฉพาะในปี 2026 อยู่ หนึ่ง[ 10 ]
- 2713 739 807 325 663 489 766 475 852 620 783 120 641 = 414 533 118 748 612 868 176 806 ... 555 801 394 430 921 043 607 552 (214 857 091 104 455 254 035 802 532 723 729 912 718หลัก)
- จำนวนหลักที่น้อยที่สุดซึ่งอัลกอริทึมการคูณO ( n log n ) ของ Harvey และ van der Hoeven (2019) [ 11 ]เร็วกว่า อัลกอริทึม Schönhage –Strassen
- 2 265 536 =... 833 548 068 862 693 010 305 614 986 891 826 277 507 437 428 736 (≈6.031 226 063 × 10 19 727หลัก)
- การทำซ้ำครั้งที่หกของ 2 ภายใต้การทำซ้ำสี่ครั้ง
- 2 218 233 954 =... 575 880 368 045 713 680 680 151 005 454 394 104 213 003 042 816 (≈3.733 937 161 × 10 5 488 966หลัก)
- น้อยกว่าเลขเฟอร์มาต์ ที่เล็กที่สุด ที่ทราบว่าเป็นจำนวนประกอบอยู่หนึ่งหน่วยณ ปี 2026[ 10 ]
- เมกะ
- เท่ากับ 2 ในรูปห้าเหลี่ยมตามสัญลักษณ์ Steinhaus–Moser ; อยู่ระหว่างและใน สัญกร ณ์ลูกศรขึ้นของ Knuth [ 12 ]
- หมายเลขของโมเซอร์
- เท่ากับ 2 ในรูปหลายเหลี่ยมขนาดใหญ่ในสัญกรณ์ Steinhaus–Moser โดยที่คำว่า "ขนาดใหญ่" เป็นไปตามที่นิยามไว้ข้างต้น
เลขยกกำลังสองในทฤษฎีดนตรี
ในการเขียนโน้ตดนตรีค่าของโน้ตที่ไม่ถูกดัดแปลงทั้งหมดจะมีระยะเวลาเท่ากับโน้ตตัวเต็มหารด้วยเลขยกกำลังของสอง ตัวอย่างเช่นโน้ตครึ่ง (1/2) โน้ตหนึ่งในสี่ (1/4) โน้ตหนึ่งในแปด (1/8) และโน้ตหนึ่งในสิบหก (1/16) โน้ต ที่มีจุดหรือโน้ตที่ถูกดัดแปลงอื่นๆ จะมีระยะเวลาที่แตกต่างออกไป ในเครื่องหมายกำหนดจังหวะ ตัวเลขด้านล่าง ซึ่งก็คือ หน่วยจังหวะซึ่งสามารถมองได้ว่าเป็นตัวส่วนของเศษส่วน มักจะเป็นเลขยกกำลังของสองเสมอ
ถ้าอัตราส่วนของความถี่ของเสียงสองเสียงเป็นกำลังของสองช่วงห่างระหว่างเสียงเหล่านั้นจะเป็นอ็อกเทฟ เต็ม ในกรณีนี้ โน้ตที่สอดคล้องกันจะมีชื่อเดียวกัน
ความบังเอิญทางคณิตศาสตร์, จากซึ่งมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างช่วงห่าง 7 เซมิโทนในระบบเสียงเท่ากันกับคู่ห้าสมบูรณ์ในระบบเสียงเที่ยงตรง : ถูกต้องประมาณ 0.1% คู่ห้าที่ยุติธรรมเป็นพื้นฐานของการปรับจูนแบบพีทาโกเรียน ความแตกต่างระหว่างคู่ห้าที่ยุติธรรมสิบสองคู่และคู่แปดเจ็ดคู่คือคอมมาพีทาโกเรียน[ 13 ]
คุณสมบัติอื่นๆ


ผลรวมของสัมประสิทธิ์ทวินาม แบบ n-เลือก ทั้งหมด เท่ากับ2nพิจารณาเซตของจำนวนเต็มไบนารีn หลักทั้งหมด จำนวนสมาชิกของ เซตนี้ คือ2n นอกจากนี้ยังเป็นผลรวมของจำนวนสมาชิกของเซตย่อยบางเซต ด้วยได้แก่ เซตย่อยของจำนวนเต็มที่ไม่มีเลข 1 (ประกอบด้วยจำนวนเดียว เขียนเป็น 0 จำนวน nตัว) เซตย่อยที่มีเลข 1 เพียงตัวเดียว เซตย่อยที่มีเลข 1 สองตัว และอื่นๆ ไปจนถึงเซตย่อยที่มี เลข 1 จำนวน nตัว (ประกอบด้วยจำนวนที่เขียนเป็น 1 จำนวน nตัว) แต่ละเซตย่อยเหล่านี้จะเท่ากับสัมประสิทธิ์ทวินามที่กำหนดโดยดัชนีnและจำนวนเลข 1 ที่กำลังพิจารณา (ตัวอย่างเช่น มีจำนวนไบนารีแบบ 10-เลือก-3 ที่มีสิบหลักซึ่งมีเลข 1 อยู่สามตัวพอดี)
ปัจจุบัน เลขยกกำลังของสองเป็นจำนวนเกือบสมบูรณ์แบบเพียง ชนิดเดียวที่เรารู้จัก
จำนวนสมาชิกของเซตกำลังของเซตaจะเท่ากับ2 | a | เสมอ โดยที่| a |คือจำนวนสมาชิกของเซตa
จำนวนจุดยอดของไฮเปอร์คิวบ์nมิติคือ2nในทำนองเดียวกัน จำนวน หน้า ( n − 1)หน้าของครอสโพลีโทปnมิติก็คือ2n เช่นกันและสูตรสำหรับจำนวนหน้าx ของครอสโพลีโทป nมิติคือ
ผลรวมของข้อแรกเลขยกกำลังสอง (เริ่มต้นจาก)) กำหนดโดย
สำหรับโดยที่ เป็นจำนวนเต็มบวกใดๆ
ดังนั้น ผลรวมของกำลัง
สามารถคำนวณได้ง่ายๆ โดยการประเมินค่า:(ซึ่งเป็น "เลขหมากรุก")
ผลรวมของส่วนกลับของกำลังสองเท่ากับ1ผลรวมของส่วนกลับของกำลังสองของสอง (กำลังสี่) เท่ากับ 1/3
กำลังธรรมชาติที่เล็กที่สุดของสองซึ่งการแสดงทศนิยมเริ่มต้นด้วย 7 คือ[ 14 ]
จำนวนยกกำลังของ 2 ทุกจำนวน (ยกเว้น 1) สามารถเขียนเป็นผลรวมของจำนวนกำลังสองสี่จำนวนได้ 24 วิธีจำนวนยกกำลังของ 2 คือจำนวนธรรมชาติที่มากกว่า 1 ซึ่งสามารถเขียนเป็นผลรวมของจำนวนกำลังสองสี่จำนวนได้ด้วยวิธีน้อยที่สุด
ในฐานะ ที่ เป็น พหุนามจริงa n + b nจะไม่สามารถแยกตัวประกอบได้ก็ต่อเมื่อnเป็นกำลังของสอง (ถ้าnเป็นจำนวนคี่a n + b nจะหารลงตัวด้วยa + bและถ้าnเป็นจำนวนคู่แต่ไม่ใช่กำลังของสองnสามารถเขียนได้เป็นn = mpโดยที่mเป็นจำนวนคี่ และดังนั้นซึ่งหารลงตัวด้วยa p + b p ) แต่ในโดเมนของจำนวนเชิงซ้อนพหุนาม(โดยที่n ≥ 1) สามารถแยกตัวประกอบได้เสมอเป็น แม้ว่าnจะเป็นกำลังของสองก็ตาม
เลขยกกำลังของ 2 ที่ทราบกันดีว่ามีตัวเลขหลักคู่ทั้งหมด ได้แก่ 2¹ = 2, 2² = 4, 2³ = 8, 2⁶ = 64 และ2¹¹ =2048 . [ 15 ]กำลัง 3 อันดับแรกของ 2 ที่มีตัวเลขทุกหลักยกเว้นหลักสุดท้ายเป็นเลขคี่คือ 2 4 = 16, 2 5 = 32 และ 2 9 = 512 กำลังของ 2 ถัดไปในรูปแบบ 2 nควรมีnอย่างน้อย 6 หลัก กำลังของ 2 เพียงอย่างเดียวที่มีตัวเลขทุกหลักแตกต่างกันคือ 2 0 = 1 ถึง 2 15 =32 768 , 2 20 =1 048 576และ 2 29 =536 870 912
พลังลบของสอง
รหัส Huffmanให้การบีบอัดข้อมูลแบบไม่สูญเสีย ที่ดีที่สุด เมื่อความน่าจะเป็นของสัญลักษณ์ต้นทางทั้งหมดเป็นกำลังลบของสอง[ 16 ]