Menu

Уравнение прямой y = mx + b

y = mx + b — самый полезный способ записать прямую, потому что каждое из двух чисел делает ровно одну видимую вещь. Подвигайте их и посмотрите какую.

Автор: Nethanel Bar, Сооснователь и генеральный директор

Обновлено

Уравнение одной и той же прямой можно записать несколькими способами, и y = mx + b — тот, в котором стоит быть беглым. Не потому, что он правильнее, а потому, что его видно: два числа в нём отвечают тем двум вещам, которые вы заметили бы у прямой, если бы вам её нарисовали, — насколько она наклонена и где она стоит.

Подвигайте ползунки. Смотрите, что меняет каждый и, что важнее, что он оставляет как было.

Наклон m1
Сдвиг b1
y = x + 1подъём / сдвиг1/1пересекает ось y в(0, 1)

Двигайте m — прямая поворачивается вокруг точки. Двигайте b — вся прямая едет вверх или вниз.

m — наклон, b — высота

Сначала потяните b. Прямая ровно скользит вверх и вниз и в точности сохраняет наклон. Так происходит потому, что b — это значение y при x = 0: подставьте 0 в y = mx + b, первое слагаемое исчезнет и останется y = b. Значит b — та высота, на которой прямая пересекает ось y, а это и есть смысл слов «точка пересечения с осью y». Это точка на рисунке.

Теперь потяните m. Прямая поворачивается вокруг этой точки и никогда её не покидает, потому что изменение m не может изменить значение при x = 0.

Штриховая лестница на рисунке — это то, что m означает. Начните от точки пересечения, сделайте шаг вправо, и m скажет, насколько вы поднялись (или опустились): m = rise/run. При m = 2 вы идёте на один вправо и на два вверх; при m = 1/2 — на один вправо и на половину вверх. Сделайте m отрицательным, и лестница пойдёт вниз — в этом всё содержание фразы «отрицательный наклон значит под уклон».

Поставьте m в 0, и слагаемое с x исчезнет совсем: горизонтальная прямая на высоте b.

Как прочитать это по графику

Так как m и b действуют независимо, можно идти и в обратную сторону. Дана прямая:

  1. Найдите, где она пересекает ось y. Это число — b.
  2. От этого пересечения отсчитайте один вправо и посмотрите, насколько нужно подняться или опуститься, чтобы снова оказаться на прямой. Это m.

Вот прямая, которую можно прочитать:

Graph-6-5-4-3-2-112345-6-5-4-3-2-112345xyy = 2x - 1
Она пересекает ось y в -1, а один шаг вправо поднимает на два. Значит m = 2 и b = -1.

Если при подсчёте выходит неудобное число, отсчитайте дальше: пройти два вбок и обнаружить, что поднялись на три, значит m = 3/2. Наклон — это дробь, и оставить его дробью точнее, чем округлить: именно поэтому ползунок выше показывает 1/2 и никогда 0,5.

Приведение к этому виду

Большинство уравнений приходят не в таком виде. Привести их — это два действия: оставить y в одиночестве, а потом привести в порядок остальное.

Прочитайте последнюю строку: y = -2/3x+2. Значит эта прямая идёт вниз с наклоном две трети и пересекает ось y в 2 — ни того, ни другого не было видно в исходном уравнении. В этом и весь смысл преобразования.

Заметьте, что дробь остаётся дробью. -2/3 в десятичном виде — -0.6666..., и это не наклон, а его округление. У прямой, построенной по такому числу, ошибка растёт тем сильнее, чем дальше вы уходите.

Попробуйте сами

Преобразуйте это уравнение сами. Пишите столько строк, сколько нужно: каждая проверяется.

Когда это начнёт получаться быстро, те же два действия справятся с любой прямой, которую вам дадут, включая те, где дроби стоят в неудобных местах.

Частые вопросы

Что такое уравнение прямой с угловым коэффициентом?
Это прямая, записанная как y = mx + b, где m — угловой коэффициент (наклон), а b — точка пересечения с осью y. Преимущество перед другими способами записи той же прямой в том, что оба числа читаются сразу: не нужно ничего считать, чтобы понять, насколько прямая наклонена и где она пересекает ось y.
Что на самом деле делают m и b?
m управляет наклоном, b — высотой. Изменение m поворачивает прямую вокруг точки, где она пересекает ось y; изменение b сдвигает всю прямую вверх или вниз, не меняя наклона. Поскольку они действуют независимо, график можно читать в обе стороны — от уравнения к картинке и от картинки к уравнению.
Как привести уравнение к этому виду?
Оставьте y в одиночестве с одной стороны, а потом приведите в порядок другую. Перенесите все слагаемые, кроме y, в другую часть, а затем разделите на то, что стоит при y. Получится y = (что-то)x + (что-то), и эти два «что-то» и есть m и b.
Как выглядит отрицательный наклон?
Прямая идёт вниз слева направо. Положительный наклон поднимается по мере движения вправо, отрицательный опускается, а наклон, равный нулю, даёт горизонтальную прямую на высоте b. Знак m — самое полезное, что стоит проверить первым, потому что он сразу отсекает половину возможных ответов.
Почему вертикальную прямую нельзя записать как y = mx + b?
Потому что у вертикальной прямой одно и то же x для всех y — то есть это вовсе не правило, превращающее x в y, — а её наклон был бы делением на ноль. Вертикальные прямые записывают как x = c. Это единственный случай, который эта форма не покрывает, и именно поэтому общий вид уравнения прямой существует до сих пор.

Связанные идеи

Coddy programming languages illustration

Изучайте математику с Coddy

НАЧАТЬ