反比計算機
依 y = k 除以 x 的關係,求出比例常數與新的應變數值。
求解反比關係
輸入一組已知的 x 與 y,再提供新的 x 值,以計算對應的 y 值。
關於反比
反比描述一個量增加、另一個量減少,而兩者乘積保持固定的關係。標準方程式為 y = k 除以 x,其中 x 與 y 是變數,k 是比例常數。兩邊同乘 x,可得 k = x 乘以 y。只要知道一組對應值,其乘積就能確定整個反比關係,並用來計算其他任意一組對應值。
這與正比不同。正比關係中,y 除以 x 保持不變,x 加倍時 y 也加倍。反比關係中,x 乘以 y 保持不變,x 加倍時 y 減半。x 變成三倍,y 就變為原來的三分之一。圖形為雙曲線而非直線;常數不為零時,曲線會逐漸靠近兩條座標軸,但不碰到它們。辨認哪個量保持固定,是選擇正確模型的關鍵。
本計算機先將初始 x 與 y 相乘求出 k,再用 k 除以新的 x 值,得到對應的新 y 值。例如,x 為 2 時 y 為 12,常數就是 24。當 x 變成 8,y 為 24 除以 8,也就是 3。2 乘以 12 和 8 乘以 3 的乘積相同,證明兩點屬於同一反比關係。
反比出現在許多實際情境中。距離固定時,行程時間與平均速度成反比。工作總量固定且符合理想假設時,完成時間可與生產效率相同的工人人數成反比。波以耳定律指出,溫度固定時氣體壓力與體積成反比。波的傳播速度不變時,波長與頻率成反比。齒輪轉速與齒數也是常見的機械範例。
兩個 x 值都不能使用零,因為除以零沒有定義。負值在數學上有效,雙曲線會依 k 的正負分布在相應的兩個相對象限,但實際應用可能限制時間或距離等量必須為正。可輸入小數,結果只在顯示時四捨五入。解讀計算值前,請先確認反比模型是否適合原本的情境。
反比範例
| 已知值與新值 | 計算值 | 核對 |
|---|---|---|
| x1 = 2, y1 = 12, x2 = 8 | k = 24, y2 = 3 | 兩組座標的乘積皆等於 24。 |
| x1 = 5, y1 = 7, x2 = 14 | k = 35, y2 = 2.5 | x 增加時 y 減少,乘積維持不變。 |
| x1 = 10, y1 = 6, x2 = 4 | k = 60, y2 = 15 | x 減少時,與其成反比的 y 值會增加。 |
| x1 = -3, y1 = 8, x2 = 6 | k = -24, y2 = -4 | 帶正負號的實數仍能保持乘積固定。 |
如何使用反比計算機
- 輸入一組已知對應值中的 x 座標。
- 輸入對應的初始 y 值。
- 提供要查找對應 y 值的新 x 值,且不得為零。
- 選取「求解反比」,查看比例常數與新的 y 值。
反比常見問題
如何辨認反比關係?
將每組觀察到的 x 與 y 相乘。若所有乘積皆等於同一個非零常數,資料便符合反比模型。
什麼是比例常數?
常數 k 是任意一組對應 x 與 y 的乘積,決定反比關係的尺度和正負。
為什麼 x 不能等於零?
方程式以 k 除以 x,而除以零沒有定義。圖形可以接近 x 等於零的位置,但不會包含該處的點。
反比可以使用負數嗎?
可以,只要 x 不為零,代數上允許輸入負實數。負值答案是否有意義,取決於模型所描述的量。
反比與負相關相同嗎?
不同。反比是精確的方程式 y = k 除以 x;負相關僅描述一個值上升時,另一個值通常下降的整體趨勢。