請選擇正比或反比,再輸入圖形通過的一點的坐標。輸入想知道 y 值的 x,也會計算該 x 對應的 y 值。
這個頁面可以做什麼
- 只要輸入通過的一點的坐標,就能立即求出正比的式子 \(y = ax\)、反比的式子 \(y = \dfrac{a}{x}\) 和比例常數 \(a\)
- 比例常數依國中七年級學的方法,以「\(y\) 除以 \(x\) 的值」(反比是「\(x\) 乘以 \(y\) 的值」)附計算過程求出。答案以 \(-\dfrac{2}{3}\) 這種約分好的分數(精確值)顯示
- 也能計算指定的 \(x\) 對應的 \(y\) 值(可省略)
- 也會顯示 \(x = -6\)~\(6\) 的對應表和圖形(正比=通過原點的直線、反比=雙曲線)
- 坐標除了小數、負數,也可以輸入 3/4 這樣的分數
這個計算有什麼用?
一顆 NT$30 的蘋果買 \(x\) 顆時,金額可以表示成 \(y = 30x\)。單價就是比例常數,個數變成 2 倍,金額也會變成 2 倍。「買 8 顆要多少錢?」這種心算估計,就是正比的式子本身。
秤重販售(每 100 公克多少元)、加油(每公升多少元)也是同樣的原理,沒有大量購買折扣時,金額和個數、數量成正比。
以固定速率行駛的車,移動距離和時間成正比(時速 60 公里就是 \(y = 60x\))。另外,油耗每公升 20 公里的車,用 \(x\) 公升汽油能跑的距離是 \(y = 20x\),可以用來估計「剩下 30 公升還能跑幾公里」。
雖然前提是速率和油耗可以視為固定的估算,但這是規劃旅行、開車出遊時最常用的正比計算。
前往 120 公里外的目的地時,所需時間是 \(y = \dfrac{120}{x}\)(\(x\) 是時速)。速率變成 2 倍,所需時間就變成一半,是反比的典型例子。
「速率 × 時間=距離(固定)」這種乘積固定的關係,就是反比的特徵。可以用來比較火車和公車的所需時間,或規劃配速。
600 張傳單由 \(x\) 人平分發送,每人的張數是 \(y = \dfrac{600}{x}\) 張。人數變成 2 倍,每個人的負擔就變成一半。
把總量固定的工作平均分配的場合(活動準備、分配資料輸入等),這個反比的計算可以當作人力規劃的參考。
彈簧的伸長量和懸掛的砝碼重量成正比(虎克定律,國中自然科會學到)。掛 20 公克伸長 4 公分的彈簧,伸長量是 \(y = 0.2x\)(\(x\) 是公克數),比例常數表示彈簧有多容易伸長。
彈簧秤(用彈簧的伸長來量重量的工具)就是利用這個性質。不過,彈簧拉得太長而無法恢復原狀的範圍內不成立,這是有條件的定律。
公式與圖形
符號與用語解說
符號
| \(x,\ y\) | x、y | 表示一起變化的兩個量(變數)的文字。「可以是各種值、還沒決定的數」習慣用字母表後面的字母 \(x,\ y,\ z\) 表示(據說來自數學家笛卡兒的用法)。 |
| \(a\) | a | 表示比例常數的文字。「固定的數(常數)」習慣用字母表前面的字母 \(a,\ b,\ c\) 表示。不管是正比 \(y = ax\) 還是反比 \(y = \dfrac{a}{x}\),只要 \(a\) 決定了,整個式子就決定了。 |
| \((2,\ 6)\) | 2,6(坐標) | 表示點的位置的坐標寫法。括號內左邊是 \(x\) 坐標,右邊是 \(y\) 坐標。「通過點 \((2,\ 6)\)」的意思是「\(x = 2\) 時 \(y = 6\)」。 |
| \(\div\)、\(\times\) | 除以、乘以 | 除法、乘法的符號。比例常數在正比中用 \(y \div x\),在反比中用 \(x \times y\) 求出。代數式中會省略乘號,寫成 \(ax\)(意思是 \(a \times x\))。 |
| \(\neq\) | 不等於 | 表示「不相等」的符號,是在等號上畫一條斜線的形狀。正比、反比定義中的「\(a \neq 0\)」,意思是「\(a\) 是 0 以外的數」。 |
用語
| 正比 | \(x\) 變成 2 倍、3 倍……時,\(y\) 也變成 2 倍、3 倍……的關係,也叫正比例。式子是 \(y = ax\)(\(a \neq 0\)),圖形是通過原點的直線。台灣在國小六年級入門,國中七年級學式子和圖形。 |
| 反比 | \(x\) 變成 2 倍、3 倍……時,\(y\) 變成 \(\dfrac{1}{2}\) 倍、\(\dfrac{1}{3}\) 倍……的關係,也叫反比例。式子是 \(y = \dfrac{a}{x}\)(\(a \neq 0\)),\(x \times y\) 的值永遠固定。圖形是雙曲線。 |
| 比例常數 | 正比 \(y = ax\)、反比 \(y = \dfrac{a}{x}\) 中的 \(a\)。是決定式子形狀的「固定的數」,正比的 \(y \div x\)、反比的 \(x \times y\),不管在哪一點都是這個值。 |
| 函數 | 放入一個數,就會依固定的規則得到唯一一個數的對應關係。正比和反比都是決定 \(x\) 的值後 \(y\) 的值就唯一決定,所以都是函數。 |
| 變數 | 可以是各種值的文字。正比、反比中的 \(x\) 和 \(y\) 是變數,和比例常數 \(a\) 這種「固定的數(常數)」有所區別。 |
| 坐標 | 用 \((x,\ y)\) 這組數表示點的位置。橫向位置是 \(x\) 坐標,縱向位置是 \(y\) 坐標。圖形就是把符合式子的 \((x,\ y)\) 的點全部集合起來的圖。 |
| 原點 | 坐標平面的中心 \((0,\ 0)\)。英文叫 origin,符號 \(O\) 就是它的字首。正比的圖形一定通過原點。 |
| 雙曲線 | 反比的圖形中出現的一組平滑的兩條曲線。會無限接近 \(x\) 軸、\(y\) 軸,但永遠不會相交。 |
| 對應表 | 把 \(x\) 的值和對應的 \(y\) 的值排成一組組的表。課本用它來確認正比、反比的性質(變成 2 倍、3 倍……時怎麼變)。 |
建議先了解的基礎知識
為了能「理解意思」地使用這個頁面的計算,這裡整理了建議先了解的基礎知識。
卡住的時候,回到這裡的內容複習是最快的方法。
| 正負數(國中七年級,12~13 歲) |
|
| 代數式(國中七年級,12~13 歲) |
|
| 坐標(國中七年級,12~13 歲) |
|
| 分數的計算(國小五年級~國中七年級,10~13 歲) |
|
| 一起變化的兩個量(國小六年級,11~12 歲) |
|
用 Excel 計算的方法
| 通過點的 x 坐標 | 2 |
| 通過點的 y 坐標 | 6 |
| 比例常數 a = y ÷ x | =B2/B1 |
| 想知道 y 值的 x | 5 |
| y 的值 = a × x | =B3*B4 |
| 通過點的 x 坐標 | 2 |
| 通過點的 y 坐標 | 6 |
| 比例常數 a = x × y | =B1*B2 |
| 想知道 y 值的 x | 8 |
| y 的值 = a ÷ x | =B3/B4 |
| 比例常數 a | 3 | ||||||
| x | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
| y = ax | =B2*$B$1 | =C2*$B$1 | =D2*$B$1 | =E2*$B$1 | =F2*$B$1 | =G2*$B$1 | =H2*$B$1 |
| 比例常數 a | 12 | |||||||
| x | -4 | -3 | -2 | -1 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| y = a/x | =$B$1/B2 | =$B$1/C2 | =$B$1/D2 | =$B$1/E2 | =$B$1/F2 | =$B$1/G2 | =$B$1/H2 | =$B$1/I2 |
第 1 個表是通過點 (2, 6) 的正比的例子,比例常數 a 是 3,x = 5 時的 y 是 15。
第 2 個表是通過同一點 (2, 6) 的反比的例子,a 是 12,x = 8 時的 y 是 1.5(= 3/2)。
第 3、第 4 個表是製作和課本一樣的「x 一列、y 一列的對應表」的表。像 $B$1 這樣加上 $,把公式往右複製時,對比例常數儲存格的參照也不會跑掉。反比的表沒有 x = 0,是因為不能除以 0(反比在 x = 0 時沒有定義)。
用 Google 試算表計算的方法
| 通過點的 x 坐標 | 2 |
| 通過點的 y 坐標 | 6 |
| 比例常數 a = y ÷ x | =B2/B1 |
| 想知道 y 值的 x | 5 |
| y 的值 = a × x | =B3*B4 |
| 通過點的 x 坐標 | 2 |
| 通過點的 y 坐標 | 6 |
| 比例常數 a = x × y | =B1*B2 |
| 想知道 y 值的 x | 8 |
| y 的值 = a ÷ x | =B3/B4 |
| 比例常數 a | 3 | ||||||
| x | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 |
| y = ax | =B2*$B$1 | =C2*$B$1 | =D2*$B$1 | =E2*$B$1 | =F2*$B$1 | =G2*$B$1 | =H2*$B$1 |
| 比例常數 a | 12 | |||||||
| x | -4 | -3 | -2 | -1 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| y = a/x | =$B$1/B2 | =$B$1/C2 | =$B$1/D2 | =$B$1/E2 | =$B$1/F2 | =$B$1/G2 | =$B$1/H2 | =$B$1/I2 |
用 Python 計算的方法
from fractions import Fraction
# 圖形通過的點 (x1, y1)(3/4 這樣的分數可以寫成 Fraction(3, 4))
x1 = Fraction(2)
y1 = Fraction(6)
# 正比 y = ax:比例常數是「y 除以 x 的值」
constant_direct = y1 / x1
print(f"比例常數 a = {constant_direct} → 式子 y = {constant_direct}x")
# 反比 y = a/x:比例常數是「x 乘以 y 的值」
constant_inverse = x1 * y1
print(f"比例常數 a = {constant_inverse} → 式子 y = {constant_inverse}/x")
# 指定的 x 對應的 y 值
x_value = Fraction(8)
print(f"正比: x = {x_value} 時 y = {constant_direct * x_value}")
print(f"反比: x = {x_value} 時 y = {constant_inverse / x_value}")
用 LaTeX 等數學式語言的寫法(可直接複製)
y = ax
y = ax
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mrow>
</math>
y = a x
y == a x
y := a*x;
y = a*x;
y = ax
a = y ÷ x
a = \frac{y}{x}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>y</mi>
<mi>x</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
a = y/x
a == y/x
a := y/x;
a = y/x;
a = y/x
y = a/x
y = \frac{a}{x}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>y</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>a</mi>
<mi>x</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
y = a/x
y == a/x
y := a/x;
y = a/x;
y = a/x
a = x × y
a = xy
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>=</mo>
<mi>x</mi>
<mi>y</mi>
</mrow>
</math>
a = x y
a == x y
a := x*y;
a = x*y;
a = xy
請 ChatGPT 幫忙計算的方法
你是數學(正比與反比)的計算助理。請務必實際執行 Python 程式碼來進行下面的計算,並只以執行結果的數值作為回答的根據(不要用心算或推測回答)。 y 和 x 成正比,圖形通過點 (2, 6)。 1. 比例常數 a(y 除以 x 的值),以及用 x 表示 y 的式子 2. x = 5 時 y 的值 另外,若 y 和 x 成反比,且圖形通過同一點 (2, 6), 3. 比例常數 a(x 乘以 y 的值),以及用 x 表示 y 的式子 4. x = 8 時 y 的值(同時以約分好的分數和小數表示) 請在 Python 中使用標準函式庫的 fractions 模組精確計算,並列出計算用的公式和執行結果的數值。
使用方法
-
1輸入數值在輸入欄中輸入要計算的數值
-
2計算按下「計算」按鈕
-
3查看結果計算結果會立即顯示。計算的思路和公式的解說,也都能在同一個頁面查看
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