Lineaire functie berekenen (formule opstellen uit twee punten of uit de richtingscoëfficiënt en een punt, met snijpunten)
Kies een modus en vul de coördinaten van twee punten in (of de richtingscoëfficiënt en de coördinaten van één punt). Vul je ook een x in, dan wordt ook de waarde van y bij die x berekend.
Inhoudsopgave
-
Wat je op deze pagina kunt doen
-
Waarvoor is deze berekening handig?
-
Zo werkt het
-
Formules en grafieken
-
Vergelijking van een lineaire functie \(y = mx + b\) (met de richtingscoëfficiënt en het snijpunt met de y-as)
-
De richtingscoëfficiënt \(m\) (veranderingssnelheid) berekenen uit twee punten
-
Het snijpunt met de y-as \(b\) berekenen uit de richtingscoëfficiënt en één punt
-
Waar de lijn de x-as en de y-as snijdt (de snijpunten met de assen)
-
-
Symbolen en begrippen
-
Handig om vooraf te weten
-
Berekenen met Excel
-
Berekenen met Google Spreadsheets
-
Berekenen met Python
-
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
-
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
-
Kenmerken van DataChef
-
Gerelateerde functies
-
Alle rekenmachines van NumberChef
Wat je op deze pagina kunt doen
- Stel meteen de vergelijking \(y = mx + b\) op van de lijn door twee punten \((x_1;\ y_1)\) en \((x_2;\ y_2)\), door alleen de coördinaten in te vullen
- Je kunt ook een modus kiezen die de vergelijking vindt uit de richtingscoëfficiënt \(m\) en één punt op de lijn
- De richtingscoëfficiënt (veranderingssnelheid) wordt getoond met de stappen van \(m = \dfrac{\Delta y}{\Delta x}\). Antwoorden staan als zo ver mogelijk vereenvoudigde breuken (exacte waarden)
- Het vindt ook waar de lijn de x-as en de y-as snijdt en de waarde van \(y\) bij een \(x\) die je kiest, en tekent een grafiek van de lijn
- Hebben de twee punten dezelfde x-coördinaat, zodat de lijn geen lineaire functie is, dan meldt het dat de lijn de verticale lijn “x = constante” is en legt het uit waarom
- Een heldere uitleg van de formules en formules om te kopiëren voor Excel, Google Spreadsheets en Python vind je ook op deze pagina
Waarvoor is deze berekening handig?
Een prijs die bestaat uit “een vast bedrag plus een bedrag per gebruikte eenheid” is precies de lineaire functie \(y = mx + b\): het snijpunt met de y-as \(b\) is het vaste bedrag en de richtingscoëfficiënt \(m\) is de prijs per eenheid. Een taxi die € 3,50 instaptarief rekent plus € 2,50 per kilometer kost bijvoorbeeld \(y = 2{,}5x + 3{,}5\), dus een rit van 4 km kost \(2{,}5 \times 4 + 3{,}5 = 13{,}50\) euro.
De prijs per eenheid en het vaste bedrag uitrekenen uit twee maandrekeningen (twee punten van verbruik en bedrag) is precies “de vergelijking opstellen uit twee punten”. Een voorbeeld is een energiecontract met vaste kosten plus een prijs per kWh.
Een veer rekt evenredig uit met het gewicht dat eraan hangt (de wet van Hooke), dus de totale lengte van de veer, “beginlengte + uitrekking”, is een lineaire functie. Een veer met een beginlengte van 10 cm die 2 cm uitrekt per gewichtje, heeft lengte \(y = 2x + 10\) (\(x\) is het aantal gewichtjes).
Stel je de vergelijking op uit twee metingen in een proef (twee punten), dan kun je de lengte voorspellen voor gewichten die je nog niet hebt geprobeerd. Het is een klassiek voorbeeld dat natuurkunde en wiskunde in de onderbouw verbindt.
Gemiddeld wordt de lucht ongeveer 0,6 °C kouder bij elke 100 m die je stijgt (dit heet de temperatuurgradiënt). Ken je de temperatuur beneden, dan geeft een lineaire functie een ruwe schatting van de temperatuur boven. Is het bijvoorbeeld 20 °C aan het begin van het pad, dan is de temperatuur op \(x\) honderd meter hoger ongeveer \(y = 20 - 0{,}6x\), dus op een top 1.000 m hoger (\(x = 10\)) is het ongeveer 14 °C.
De werkelijke temperatuur hangt ook af van het weer en de luchtvochtigheid, dus dit is geen exacte formule, maar het is een praktische benadering om te bepalen wat je bij een wandeling aantrekt.
Bedrijfskosten hebben vaak de vorm “vaste kosten zoals huur + variabele kosten per gemaakt product”, en dat is ook een lineaire functie: het snijpunt met de y-as zijn de vaste kosten en de richtingscoëfficiënt zijn de variabele kosten per product.
De kostenlijn vergelijken met de omzetlijn laat zien “hoeveel je moet verkopen om winst te maken” (het break-evenpunt). Het is een veelgebruikte eerste stap in een ondernemingsplan.
Fahrenheit (°F), dat in de VS wordt gebruikt, en Celsius (°C), dat in de meeste andere landen wordt gebruikt, hangen precies samen via de lineaire functie \(F = 1{,}8C + 32\). Met richtingscoëfficiënt 1,8 en snijpunt met de y-as 32 is het een bekend voorbeeld van een exact lineair verband.
Zo is 20 °C gelijk aan \(1{,}8 \times 20 + 32 = 68\) °F. Je kunt deze formule direct gebruiken om een weerbericht uit de VS of een oventemperatuur in een Amerikaans recept te lezen.
Formules en grafieken
Symbolen en begrippen
Symbolen
| \(y = mx + b\) | y is gelijk aan m x plus b | De vorm met richtingscoëfficiënt en snijpunt met de y-as van een lineaire functie: \(m\) is de richtingscoëfficiënt en \(b\) het snijpunt met de y-as. In Nederlandse schoolboeken schrijf je dit meestal als \(y = ax + b\), met \(a\) als rc. |
| \(m\) | m | De richtingscoëfficiënt (veranderingssnelheid): hoeveel y toeneemt als x met 1 toeneemt. Op deze pagina heet die \(m\); in Nederlandse schoolboeken meestal \(a\). |
| \(b\) | b | Het snijpunt met de y-as: de waarde van y als x = 0, dat is de hoogte waarop de grafiek de y-as snijdt. |
| \(x_1,\ y_1\) | x één, y één | De coördinaten van punt 1. Het kleine getal rechtsonder heet een index; het geeft aan “welk punt” (het is geen vermenigvuldiging of exponent). |
| \(\Delta\) | delta | De Griekse hoofdletter delta, de Griekse D, van “difference” (verschil). Die staat voor “verandering”. \(\Delta x\) is de verandering van x en \(\Delta y\) is de verandering van y. |
| \(\left(-\dfrac{b}{m},\ 0\right)\) | min b gedeeld door m, nul | Het punt waar de lijn de x-as snijdt. De y-coördinaat is 0 en de x-coördinaat is \(-\dfrac{b}{m}\), de oplossing van de vergelijking \(mx + b = 0\). |
| \((0,\ b)\) | nul, b | Het punt waar de lijn de y-as snijdt. De x-coördinaat is 0 en de y-coördinaat is het snijpunt met de y-as \(b\) zelf. |
Begrippen
| lineaire functie (lineair verband) | Een functie van de vorm \(y = mx + b\). De grafiek is een rechte lijn. Het woord “lineair” zegt dat x alleen in de eerste macht voorkomt. Je leert dit in de onderbouw (klas 2, 13-14 jaar). |
| functie | Een regel die voor elk getal dat je invoert precies één getal teruggeeft. Zie het als een machine: stop \(x\) erin en er komt \(y\) uit. Stop je bijvoorbeeld 3 in de machine \(y = 2x + 1\), dan komt er 7 uit. |
| richtingscoëfficiënt (helling) | Een getal dat aangeeft “hoeveel de lijn stijgt of daalt bij elke 1 naar rechts” (stijging gedeeld door horizontale afstand). Een positieve richtingscoëfficiënt stijgt van links naar rechts, een negatieve daalt en een richtingscoëfficiënt van 0 geeft een horizontale lijn. |
| veranderingssnelheid | De verandering van y gedeeld door de verandering van x, \(\dfrac{\Delta y}{\Delta x}\). Bij een lineaire functie is die overal hetzelfde en gelijk aan de richtingscoëfficiënt \(m\). |
| snijpunt met de y-as (startgetal) | De y-coördinaat van het punt waar de grafiek de y-as snijdt (de waarde van y als x = 0). Bij de lineaire functie \(y = mx + b\) is dat \(b\). (Het snijpunt met de x-as is waar de grafiek de x-as snijdt.) |
| recht evenredig (recht evenredig verband) | Een verband van de vorm \(y = kx\). Verdubbelt of verdrievoudigt x, dan verdubbelt of verdrievoudigt y ook. Het is de bijzondere lineaire functie waarvan het snijpunt met de y-as \(b\) 0 is (de lijn gaat door de oorsprong). Je leert het in de onderbouw (klas 1-2, 12-14 jaar). |
| coördinaten | Een paar getallen \((x;\ y)\) dat de plaats van een punt geeft. De horizontale positie is de x-coördinaat en de verticale positie is de y-coördinaat. |
| assenstelsel (coördinatenstelsel) | Een vlak dat ontstaat als een horizontale getallenlijn (de x-as) en een verticale getallenlijn (de y-as) elkaar haaks snijden. Het is het raster waarop je grafieken tekent. |
| oorsprong | Het punt \((0;\ 0)\) waar de x-as en de y-as elkaar snijden. Het wordt geschreven als \(O\). |
| snijpunt | Het punt waar twee lijnen elkaar snijden. Op deze pagina vind je de punten waar een lijn de x-as en de y-as snijdt. |
| verandering van y | Hoeveel een waarde is toegenomen, berekend als “daarna − daarvoor” (de verandering van x vind je op dezelfde manier). Is de waarde gedaald, dan is de verandering negatief. |
| constante | Een vast getal dat niet verandert. In een vergelijking als “x = 2” is de 2 een constante, en de vergelijking staat voor de verticale lijn waarvan de x-coördinaat altijd 2 is. |
| constante functie | Een functie waarvan de y-waarde altijd hetzelfde is, wat x ook is. De vergelijking heeft de vorm \(y = b\) en de grafiek is een horizontale lijn evenwijdig aan de x-as. Het is \(y = mx + b\) met \(m = 0\); sommige boeken rekenen het tot de lineaire functies en andere niet. |
Handig om vooraf te weten
Dit helpt je om de berekening op deze pagina echt te begrijpen, en niet alleen op de knop te drukken.
Als je vastloopt, is het herhalen van deze onderwerpen de snelste weg vooruit.
| Positieve en negatieve getallen (klas 1, 12-13 jaar) |
|
| Het assenstelsel (groep 7-8, 10-12 jaar) |
|
| Recht evenredige verbanden (klas 1-2, 12-14 jaar) |
|
| Formules en vergelijkingen (klas 1-3, 12-15 jaar) |
|
| Rekenen met breuken (groep 6-8, 9-12 jaar) |
|
Berekenen met Excel
| x-coördinaat punt 1, x1 | 1 |
| y-coördinaat punt 1, y1 | 3 |
| x-coördinaat punt 2, x2 | 4 |
| y-coördinaat punt 2, y2 | 9 |
| Richtingscoëfficiënt m (veranderingssnelheid) | =(B4-B2)/(B3-B1) |
| Snijpunt met de y-as b | =B2-B5*B1 |
| Snijpunt met de x-as (x waar de lijn de x-as snijdt) | =-B6/B5 |
| Richtingscoëfficiënt m | 2 |
| x-coördinaat van het punt, x1 | 3 |
| y-coördinaat van het punt, y1 | 7 |
| Snijpunt met de y-as b | =B3-B1*B2 |
| x waarvoor je y zoekt | 5 |
| Waarde van y bij die x | =B1*B5+B4 |
| Richtingscoëfficiënt m | 2 |
| Snijpunt met de y-as b | 1 |
| Snijpunt met de x-as (x waar de lijn de x-as snijdt) | =-B2/B1 |
| y waar de lijn de y-as snijdt | =B2 |
De eerste tabel vindt de vergelijking uit de twee punten (1; 3) en (4; 9): de richtingscoëfficiënt m is 2, het snijpunt met de y-as b is 1 (de vergelijking van de lijn is y = 2x + 1) en het snijpunt met de x-as is −0,5. “/” is delen en “*” is vermenigvuldigen.
De tweede tabel werkt vanuit de richtingscoëfficiënt 2 en het punt (3; 7): het snijpunt met de y-as b is 1 en y is 11 als x = 5.
De derde tabel vindt alleen waar de lijn de assen snijdt, uit de vergelijking (richtingscoëfficiënt en snijpunt met de y-as). Hebben de twee punten dezelfde x-coördinaat, dan is de deler 0 en verschijnt een fout (#DEEL/0!). Dat komt overeen met het feit dat de richtingscoëfficiënt niet gedefinieerd is (de lijn is geen lineaire functie).
Berekenen met Google Spreadsheets
| x-coördinaat punt 1, x1 | 1 |
| y-coördinaat punt 1, y1 | 3 |
| x-coördinaat punt 2, x2 | 4 |
| y-coördinaat punt 2, y2 | 9 |
| Richtingscoëfficiënt m (veranderingssnelheid) | =(B4-B2)/(B3-B1) |
| Snijpunt met de y-as b | =B2-B5*B1 |
| Snijpunt met de x-as (x waar de lijn de x-as snijdt) | =-B6/B5 |
| Richtingscoëfficiënt m | 2 |
| x-coördinaat van het punt, x1 | 3 |
| y-coördinaat van het punt, y1 | 7 |
| Snijpunt met de y-as b | =B3-B1*B2 |
| x waarvoor je y zoekt | 5 |
| Waarde van y bij die x | =B1*B5+B4 |
| Richtingscoëfficiënt m | 2 |
| Snijpunt met de y-as b | 1 |
| Snijpunt met de x-as (x waar de lijn de x-as snijdt) | =-B2/B1 |
| y waar de lijn de y-as snijdt | =B2 |
Berekenen met Python
from fractions import Fraction
# Coördinaten van de twee punten (een breuk zoals 3/4 schrijf je als Fraction(3, 4))
x1, y1 = Fraction(1), Fraction(3)
x2, y2 = Fraction(4), Fraction(9)
slope = (y2 - y1) / (x2 - x1) # richtingscoëfficiënt m (veranderingssnelheid) = Δy ÷ Δx
intercept = y1 - slope * x1 # snijpunt met de y-as b = y1 − m×x1
print(f"Richtingscoëfficiënt m = {slope}")
print(f"Snijpunt met de y-as b = {intercept}")
print(f"Vergelijking van de lijn: y = {slope}x + {intercept}")
if slope != 0:
print(f"Snijdt de x-as in: ({-intercept / slope}, 0)")
print(f"Snijdt de y-as in: (0, {intercept})")
x_value = Fraction(5) # de x waarvoor je y zoekt
print(f"Als x = {x_value}, is y = {slope * x_value + intercept}")
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
y = mx + b
y = mx + b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<mi>m</mi><mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<mi>b</mi>
</mrow>
</math>
y = m x + b
y == m x + b
y := m*x + b;
y = m*x + b;
y = mx + b
m = (y₂ − y₁) ÷ (x₂ − x₁)
m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
m = (y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)
(y2 - y1)/(x2 - x1)
m := (y2 - y1)/(x2 - x1);
m = (y2 - y1)/(x2 - x1);
m = (y_2 - y_1)/(x_2 - x_1)
b = y₁ − mx₁
b = y_1 - m x_1
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>=</mo>
<msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>−</mo>
<mi>m</mi>
<msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub>
</mrow>
</math>
b = y_1 - m x_1
y1 - m x1
b := y1 - m*x1;
b = y1 - m*x1;
b = y_1 - m x_1
x = −b ÷ m
x = -\frac{b}{m}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mo>−</mo>
<mfrac><mi>b</mi><mi>m</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
x = -b/m
-b/m
x := -b/m;
x = -b/m;
x = −b/m
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
Je bent een rekenassistent voor lineaire functies. Voer de volgende berekening uit door daadwerkelijk Python-code uit te voeren en baseer je antwoord alleen op de getallen uit het resultaat van de uitvoering (geef dus geen antwoord uit je hoofd of op gevoel). Stel de vergelijking y = mx + b op van de lijn door de twee punten (1; 3) en (4; 9). Laat het volgende zien: 1. De richtingscoëfficiënt m (veranderingssnelheid), met de stappen van Δy/Δx 2. Het snijpunt met de y-as, b 3. De vergelijking van de lijn y = mx + b 4. De coördinaten van de punten waar de lijn de x-as en de y-as snijdt 5. De waarde van y als x = 5 Gebruik in Python de module fractions uit de standaardbibliotheek om exact te rekenen, en laat de formules zien die je hebt gebruikt en de getallen uit het resultaat van de uitvoering. Is een antwoord een breuk, geef die dan zo ver mogelijk vereenvoudigd.
Zo werkt het
-
1Vul je getallen inTyp de getallen waarmee je wilt rekenen in de invoervelden
-
2BerekenKlik op de knop “Berekenen”
-
3Bekijk het resultaatHet resultaat verschijnt meteen. Op dezelfde pagina vind je ook de uitwerking van de berekening en de uitleg van de formule
Kenmerken van DataChef
Geen voorkennis nodig – intuïtieve en eenvoudige bediening
Zonder persoonlijke gegevens op te geven
Bestand wordt automatisch verwijderd zodra je op "Downloaden" klikt
Geen bronvermelding vereist
Geen toestemming vooraf nodig