線型函數

線型函數的函數曲線就是一條直線。它的基本形式是



其中 ab 是兩個 (實數) 常數。 例如攝氏溫標 C 與華氏溫標 F 之間的換算關係, 就是一個線型函數:


就如同我們所熟悉的,函數也經常寫成 的型態。所以,線型函數也可以寫成

如果 a = 0 則線型函數就退化成常數函數 (constant function), 它的圖形就變成一條水平線 (平行於 x 軸的直線)。 否則, 所描述的直線必定與 x 軸和 y 軸各交於一點, 分別稱為 x 截點與 y 截點。

參數 a 是線型函數的 斜率 (slope)。 當斜率是 0 的時候,圖形是水平線。 當斜率為正數時,直線向右傾,這個函數 漸增 (increasing)。 當斜率為負數時,直線向左傾,這個函數 漸減 (decreasing)。 斜率的絕對值越大,直線就越「陡」。 但是線型函數的圖形不能陡到變成垂直線 (垂直於 x 軸的直線), 因為,根據函數的定義,垂直線根本就不是一個函數曲線。 以下兩個動畫,分別示意 a (斜率) 和 b (y 截點) 對於函數圖形的影響。
y = x + b, b = -8 .. 8

y = a*x, a = 0 .. -2y = a*x, a = 0 .. 2
   

定義函數 的變化率



線型函數從任何一點 x1 到它右邊另一點 x2 的變化率都是一樣的,都是

同學們可能會在線性代數這門課裡面學到所謂線性映射。 線性映射和線性函數是不太一樣的。 簡單地說,通過原點 (也就是 b = 0) 的線型函數, 是一維的線性映射。 當 b 不是 0 的時候,線型函數不是線性映射。

習題

  1. 題目
  2. 下列哪條直線的斜率最大?哪條最小?
  3. 給定任意兩點 x1x2, 一個線型函數從 x1x2 和從 x2x1 的變化率是一樣呢? 還是同值異號?
  4. 假設某租車公司提供兩種方案 A 和 B。 方案 A 每日租金 1600 元但每跑一公里收 6 元。 方案 B 每日租金 2000 元但每跑一公里收 4 元。 如果您只打算租一天,請問該怎樣選擇才省錢? 如果打算租三天呢?
  5. 若直線 L 的函數式是 3x + 4y - 12 = 0 請問 Lx 軸和與 y 軸交點之間的距離是多少?

Created: Oct 11, 1996
Last Revised: Sep 7, 2001
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