變分(Variation)計算器
處理正變、反變、聯變與部變,輸入條件求常數 k(部變另求 a)並計算未知數。
輸入資料
計算結果
重點速覽:變分描述兩變數間的比例關係。正變 y 隨 x 成正比:y = k x(k>0)。反變 y 與 x 成反比:y = k / x。聯變 y 與多變數連乘成正比:y = k x z。部變 y 由「定值部分 + 正變部分」組成:y = a + k x。先用一組(或兩組)已知條件求常數 k(部變另求 a),再代回求未知數。
計算公式
正變:y = k x ⇒ k = y / x。
反變:y = k / x ⇒ k = x y。
聯變:y = k x z ⇒ k = y / (x z)。
部變:y = a + k x ⇒ 兩點解 a, k:k = (y₂−y₁)/(x₂−x₁),a = y₁ − k x₁。
$$y=kx$$$$y=\frac{k}{x}$$$$y=kxz$$$$y=a+kx$$使用說明
- 選擇變分類型(正變 / 反變 / 聯變 / 部變)。
- 輸入已知條件 x₁, y₁(聯變加 z₁)。
- 在正變/反變/聯變:於 x₂, y₂ 中留一個空白作為未知數。
- 部變:再輸入第二點 (x₂, y₂) 與目標 x₃。系統求 k(與 a)並算出未知數。
變分類型速查
| 類型 | 關係 | 常數 | 例子 |
|---|---|---|---|
| 正變 | y = k x | k = y/x | 速度固定時路程∝時間 |
| 反變 | y = k / x | k = x y | 時間∝1/速率 |
| 聯變 | y = k x z | k = y/(xz) | 體積∝長×闊 |
| 部變 | y = a + k x | a, k 由兩點定 | 成本=固定+變動 |
正變/反變/聯變的 k 一般取正;部變的 a, k 可正可負。
情境案例
反變:y 與 x 成反比,x=2 時 y=6,求 x=4 時 y
k = x₁ y₁ = 2 × 6 = 12。
y₂ = k / x₂ = 12 / 4 = 3。
正變:y = k x,x=3 時 y=12,求 x=5 時 y
k = 12 / 3 = 4。
y₂ = 4 × 5 = 20。
部變:y = a + k x,(1,5) 與 (3,9),求 x=5 時 y
k = (9−5)/(3−1) = 2;a = 5 − 2×1 = 3。
y = 3 + 2×5 = 13。
聯變:y = k x z,(2,3) 得 y=12,求 (4,3) 時 y
k = 12 / (2×3) = 2。
y₂ = 2 × 4 × 3 = 24。
常見問題
正變和反變的分別?
正變 y 隨 x 增大而增大(y=kx);反變 y 隨 x 增大而減小(y=k/x)。關鍵在常數 k 的擺放位置。
什麼是部變(Partial variation)?
部變是「一部分固定、一部分正變」:y = a + kx。例如成本 = 固定開支 + 單位變動成本×數量。需要兩組條件才能同時定出 a 與 k。
聯變是什麼?
聯變(Joint variation)指 y 同時與多個變數成正比,例如 y = k x z。求 k 時用 y/(x z)。
k 可以為負嗎?
嚴格「正變/反變」的 k 取正;但部變與一般代數中 k 可為負。本工具不強制正號,依輸入計算。
DSE 怎麼考變分?
常給一段情境(如「y 與 x 成反比」),先寫出關係式、求 k,再代入新條件求未知數,或反過來由 y 求 x。
相關工具
參考資料
內容審核:計算主義科學團隊。四種變分常數求法與代入步驟已驗證。