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斜截式

y = mx + b 是写直线最有用的方式,因为其中两个数各自只做一件看得见的事。动一动它们,看看分别是哪件事。

作者 Nethanel Bar, 联合创始人兼 CEO

最后更新

同一条直线的方程有好几种写法,而 y = mx + b 是最值得熟练掌握的一种。不是因为它更正确,而是因为你能看见它:其中的两个数,对应着别人给你画一条直线时你会注意到的两件事,它有多陡,以及它在哪个位置。

拖动滑块。看看每个滑块改变了什么,更重要的是,它没有改变什么。

m 管倾斜,b 管高低

先拖动 b。直线笔直地上下滑动,陡峭程度丝毫不变。这是因为 b 是 x 等于 0 时 y 的值:把 0 代入 y = mx + b,第一项就消失了,剩下 y = b。所以 b 是直线与 y 轴相交处的高度,这就是“y 轴截距”的意思。它就是图中的那个点。

再拖动 m。直线绕着那个点转动,始终不离开它,因为改变 m 不会改变 x = 0 处的值。

图中虚线画的台阶,就是 m 的含义。从截距出发,向右走一步,m 告诉你会往上(或往下)走多远:m = rise/run,即竖直变化量除以水平变化量。m = 2 时,向右一步、向上两步;m = 1/2 时,向右一步、向上半步。把 m 设为负数,台阶就往下走,“斜率为负表示下坡”说的就是这件事。

把 m 设为 0,含 x 的项就完全消失了:一条高度为 b 的水平线。

从图像上读出来

因为 m 和 b 互不影响,所以可以倒过来读。给你一条直线:

  1. 找到它与 y 轴的交点。这个数就是 b。
  2. 从这个交点出发,向右数一格,看要往上或往下走多远才能回到直线上。这就是 m。

来读一条直线:

Graph-6-5-4-3-2-112345-6-5-4-3-2-112345xyy = 2x - 1
它与 y 轴交于 -1,向右走一步就上升两格。所以 m = 2,b = -1。

如果数出来的数不好看,就多数几格:向右走两格,发现上升了三格,就是 m = 3/2。斜率是一个分数,保留分数比四舍五入更准确,所以上面的滑块显示的是 1/2,而从不显示 0.5。

化成斜截式

大多数方程并不是以斜截式的形式出现的。把它们化成斜截式只需两步:让 y 单独留在一边,再整理剩下的部分。

看最后一行:y = -2/3x+2。所以这条直线以三分之二的坡度下降,与 y 轴交于 2,这两点在原方程里都看不出来。这正是值得去变形的全部理由。

注意分数保留为分数。-2/3 写成小数是 -0.6666……,那不是斜率,而是斜率的近似值。按这个数画出的直线,走得越远,误差越大。

试一题

自己来变形这个方程。需要几行就写几行,每一行都会被检查。

等你做得熟练了,同样的两步就能处理你遇到的每一条直线,包括那些分数出现在别扭位置的直线。

常见问题

斜截式是什么?

就是把直线写成 y = mx + b 的形式,其中 m 是斜率,b 是 y 轴截距。和同一条直线的其他写法相比,它的优点是两个数都能直接读出来:不用做任何计算,就能知道直线有多陡、在哪里与 y 轴相交。

m 和 b 分别起什么作用?

m 控制倾斜程度,b 控制高低位置。改变 m,直线绕着它与 y 轴的交点转动;改变 b,整条直线上下平移,陡峭程度不变。因为两者互不影响,所以你可以双向读图:从方程到图像,或者从图像到方程。

怎样把方程化成斜截式?

让 y 单独留在一边,再整理另一边。把所有不含 y 的项移到另一边,然后除以 y 前面的系数。结果是 y = (某个数)x + (某个数),这两个数就是 m 和 b。

斜率为负的直线是什么样子?

从左往右是下坡。斜率为正时,往右走直线上升;斜率为负时,往右走直线下降;斜率为零时,是一条高度为 b 的水平线。m 的符号是最值得先检查的,因为它马上就能排除一半可能的答案。

为什么竖直的直线不能写成 y = mx + b?

因为竖直直线上每个 y 对应的 x 都相同,它根本不是一条把 x 变成 y 的规则,而且它的斜率会是除以零。竖直直线要写成 x = c。这是斜截式唯一无法涵盖的情况,这也是一般式依然存在的原因。

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