Степени двойки

Таблица степеней двойки от 2⁰ до 2¹²⁸ и отрицательных степеней, калькулятор 2ⁿ, проверка числа и степени двойки в информатике

СтепеньЗначение
21
22
24
28
216
232
264
2128
2256
2512
2байт в 1 килобайт1 024
22 048
24 096
28 192
216 384
232 768
265 536
2131 072
2262 144
2524 288
2байт в 1 мегабайт1 048 576
22 097 152
24 194 304
28 388 608
216 777 216
233 554 432
267 108 864
2134 217 728
2268 435 456
2536 870 912
2байт в 1 гигабайт1 073 741 824
22 147 483 648
24 294 967 296

Выделены степени 2¹⁰, 2²⁰, 2³⁰ … – это килобайт, мегабайт, гигабайт в байтах

Степени двойки – числа вида 2ⁿ: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 и дальше, каждое вдвое больше предыдущего. Здесь таблица степеней двойки от 2⁰ до 2¹²⁸ и отрицательных степеней, калькулятор 2ⁿ для степеней до 10 000 с точным значением и проверка, является ли число степенью двойки. На вкладке «Информатика» – степени двойки в единицах информации.

Таблица степеней двойки

Первые степени двойки полезно помнить наизусть: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 и 1024 – это два в степени от 1 до 10. Дальше удобно опираться на то, что два в десятой степени примерно равно тысяче: два в двадцатой степени – около миллиона (точно 1 048 576), в тридцатой – около миллиарда (1 073 741 824), в сороковой – около триллиона.

СтепеньЗначениеПримерно
2 в степени 101 024тысяча
2 в степени 1665 53665 тысяч
2 в степени 201 048 576миллион
2 в степени 301 073 741 824миллиард
2 в степени 324 294 967 2964,3 миллиарда
2 в степени 401 099 511 627 776триллион
2 в степени 6418 446 744 073 709 551 61618,4 квинтиллиона

Нулевая и отрицательные степени двойки

Два в нулевой степени равно 1: при уменьшении показателя степени на единицу значение уменьшается вдвое, и от 2 получаем 1. Продолжая делить пополам, получаем отрицательные степени двойки: 0,5, 0,25, 0,125 и дальше. В общем виде 2⁻ⁿ = 1 / 2ⁿ. Отрицательные степени двойки всегда записываются конечной десятичной дробью, потому что 1 / 2ⁿ = 5ⁿ / 10ⁿ.

Свойства степеней двойки

  • Произведение: 2ᵃ × 2ᵇ = 2ᵃ⁺ᵇ, например 2³ × 2⁴ = 2⁷ = 128.
  • Частное: 2ᵃ / 2ᵇ = 2ᵃ⁻ᵇ, например 2¹⁰ / 2⁶ = 2⁴ = 16.
  • Степень степени: (2ᵃ)ᵇ = 2ᵃᵇ, например (2³)² = 2⁶ = 64.
  • Сумма всех предыдущих степеней на единицу меньше следующей: 1 + 2 + 4 + … + 2ⁿ⁻¹ = 2ⁿ − 1.
  • Последняя цифра положительных степеней повторяется с периодом 4: 2, 4, 8, 6, 2, 4, 8, 6…

Последнее свойство объясняет старую задачу про шахматную доску: если на первую клетку положить одно зерно, на вторую – два и удваивать дальше, на 64 клетках окажется 2⁶⁴ − 1 = 18 446 744 073 709 551 615 зерен – больше, чем собрало человечество за всю историю.

Степени двойки в информатике

Компьютер хранит данные в двоичном виде, поэтому степени двойки встречаются в информатике постоянно. N бит позволяют записать 2ᴺ разных значений: в байте 8 бит – 256 значений, от 0 до 255. Чтобы закодировать N вариантов, нужно столько бит, чтобы 2ⁱ было не меньше N: для 100 вариантов – 7 бит, потому что два в седьмой степени – 128.

Объем памяти тоже считают степенями двойки: в кибибайте 1024 байта, в мебибайте – 1024 кибибайта, в гибибайте – 1024 мебибайта. Производители дисков используют десятичные единицы: 1 ТБ = 10¹² байт. Поэтому диск на 1 ТБ операционная система показывает как 931 ГБ – это 10¹² / 2³⁰ ≈ 931,3. Перевести единицы помогает конвертер байтов в гигабайты, а записать число в двоичной системе – перевод из десятичной в двоичную.

Как проверить, что число – степень двойки

В двоичной записи степень двойки – единица с нулями: 2⁵ = 100000. Поэтому у нее ровно одна единица, а у числа n − 1 все разряды ниже этой единицы заполнены единицами. Отсюда проверка программистов: n & (n − 1) = 0. Без компьютера можно делить число на 2: если в конце получилась единица без остатков – это степень двойки. Возвести в любую другую степень поможет калькулятор степеней.

Вопросы о степенях двойки

Чему равно 2 в 10 степени?

Два в десятой степени – 1024. Это число близко к тысяче, поэтому 1024 байта назвали килобайтом.

Чему равно 2 в нулевой степени?

Единице: любое число, кроме нуля, в нулевой степени равно 1. Это следует из правила 2ⁿ / 2ⁿ = 2ⁿ⁻ⁿ = 2⁰ = 1.

Чему равно 2 в минус первой степени?

2⁻¹ = 1/2 = 0,5. Отрицательная степень – это единица, деленная на ту же положительную степень: 2⁻³ = 1/8 = 0,125.

Сколько будет 2 в 32 степени?

Два в 32 степени – 4 294 967 296: столько адресов в протоколе IPv4 и столько разных значений хранит 32-битное число.

Почему в килобайте 1024 байта, а не 1000?

Память компьютера адресуется двоичными числами, и удобнее брать степень двойки. Для точности ввели отдельные названия: 1024 байта – кибибайт (КиБ), а 1000 байт – килобайт (кБ).

Как узнать, является ли число степенью двойки?

В двоичной записи у степени двойки ровно одна единица: 64 = 1000000. Программисты проверяют это выражением n & (n − 1) = 0.

Похожие калькуляторы

Вам также могут быть полезны следующие тематические калькуляторы: