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變量
(統計學名詞)
鎖定
在初等數學中,變量是表示數字的字母字符,具有任意性和未知性。把變量當作是顯式數字一樣,對其進行代數計算,可以在單個計算中解決很多問題。
變量的概念也是微積分的基礎。通常,函數y = f(x)涉及兩個變量y和x,分別表示函數的值和參數。術語“變量”來源於當參數(也稱為“函數的變量”)變化時,值相應變化。
類似地,在計算機科學中,變量是表示計算機存儲器中表示的一些值的名稱(通常是字母字符或字)。在數學邏輯中,變量是表示理論的未指定術語的符號,或者是理論的對象,在不參考其可能的直觀解釋的情況下被操縱。
- 中文名
- 變量
- 外文名
- Variable
- 學 科
- 數學
- 屬 性
- 表示數字的字母字符
- 性 質
- 任意性、未知性
- 相關名詞
- 離散變量
變量簡介
在初等數學中,變量是表示數字的字母字符,具有任意性和未知性。把變量當作是顯式數字一樣,對其進行代數計算,可以在單個計算中解決很多問題。
變量的概念也是微積分的基礎。通常,函數y = f(x)涉及兩個變量y和x,分別表示函數的值和參數。術語“變量”來源於當參數(也稱為“函數的變量”)變化時,值相應變化。
類似地,在計算機科學中,變量是表示計算機存儲器中表示的一些值的名稱(通常是字母字符或字)。在數學邏輯中,變量是表示理論的未指定術語的符號,或者是理論的對象,在不參考其可能的直觀解釋的情況下被操縱。
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變量詞源
“變量”來自一個拉丁文字,變數詞,“變”,意思是”可以改變“。
變量概念的演變
弗朗索瓦·維埃特(FrançoisViète)在十六世紀末提出了通過字母表示已知和未知數字的現象,現在稱為變量,並將其與計算結果一樣計算為數字,以便通過簡單的替換獲得結果。弗朗索瓦·維埃特的慣例是將輔音用於未知數的已知值和元音。
1637年,笛卡爾發明了在方程中用x,y和z來表示未知數的慣例。“與弗朗索瓦·維埃特的慣例相反,笛卡兒的慣例仍然普遍使用。
從16世紀60年代開始,艾薩克·牛頓和威廉·萊布尼茲獨立開發了微積分,其主要包括研究一個可變量的無窮小變化如何引起作為第一個變量(數量)的函數的另一個量的相應變化。近一個世紀以後,萊昂哈德歐拉確定了微積分的術語,併為函數f,其變量x及其值y引入了符號y = f(x)的符號。直到19世紀末,這個詞變量幾乎全部提到了參數和函數的值。
在19世紀下半葉,微積分似乎沒有形式化,例如無法區分的連續的功能。為了解決這個問題,卡爾·維埃斯特拉斯介紹了一種新的形式,其中包括通過正式定義取代極限的直觀概念。舊的限制概念是“當變量x變化並趨向於a時,則f(x)趨向於L”,而沒有“傾向”的任何準確定義。維爾斯特拉斯用公式取代了這句話
其中五個變量都不是變化的。
變量特殊變量
常見的是,許多變量出現在相同的數學公式中,起着不同的作用。 引入了一些名稱或限定詞來區分它們。 例如,一般三次方程
被解釋為具有五個變量,其中四個,a,b,c,d被認為是給定的數字。第五個變量x被理解為一個未知數,方程的解,一個希望得到的解。為了區分它們,變量x被稱為未知,而其他變量被稱為參數或係數,或有時是常數,儘管最後一個術語對於方程是不正確的,並且應該被保留用於左側的這個方程式。
在函數的上下文中,術語變量通常涉及函數的參數。這在句子中通常是這樣的,例如“真實變量的函數”,“x是函數的變量f:x↦f(x)”,“f是變量x的函數”(意思是該函數由變量x)引用。
在相同的上下文中,獨立於x的變量定義常量函數,因此稱為常量。例如,積分常數是一個任意的常數函數,它被添加到特定的反義詞以獲得其他反義詞。由於多項式和多項式函數之間的強關係,術語“常數”通常用於表示多項式的係數,這是不確定的常數函數。
變量因變量和獨立變量
在微積分及其在物理學和其他科學中的應用,考慮一個變量,比如y,其可能的值取決於另一個變量的值,例如x是相當普遍的。在數學上,因變量y表示x的函數的值。為了簡化公式,對於因變量y和將x映射到y的函數,使用相同的符號通常是有用的。例如,物理系統的狀態取決於可測量的數量,例如壓力,温度,空間位置...,並且當系統演變時,所有這些量都是不同的,即它們是時間的函數。在描述系統的公式中,這些量由依賴於時間的變量表示,因此被隱含地視為時間的函數。
因此,在公式中,因變量是隱式地是另一個(或其他幾個)變量的函數的變量。一個獨立變量是一個不依賴的變量。
變量依賴或獨立的屬性往往不是內在的。例如,在符號f(x,y,z)中,三個變量可以是獨立的,符號表示三個變量的函數。另一方面,如果y和z取決於x(是因變量),則符號表示單個獨立變量x的函數。
變量舉例
如果一個定義從實數到實數的函數f
那麼x是一個變量,代表定義的函數的參數,它可以是任何實數。
變量i是個求和變量,其依次指定整數1,2,...,n,而n是參數(它不是在公式內變化)。
在多項式的理論中,通常將2維的多項式表示為ax2 + bx + c,其中a,b和c稱為係數(假定固定,即所考慮的問題的參數),而x稱為一個變量。 當研究這個多項式的多項式函數時,這個x代表函數參數。 當研究多項式作為一個對象時,x被認為是一個不確定的,並且通常用大寫字母寫入,以指示這個狀態。
變量符號
在數學中,變量通常由單個字母表示。 然而,這個字母經常跟着一個下標,如x2,這個下標可能是一個數字,另一個變量(xi),甚至一個數學表達式。 在計算機科學的影響下,人們可能會在純數學中遇到一些變數名字,其中包含幾個字母和數字。
繼17世紀法國哲學家和數學家RenéDescartes之後,字母表開頭的字母,例如 a,b,c通常用於已知的值和參數,字母表末尾的字母,例如 x,y,z和t通常用於函數的未知數和變量。
例如,二次函數通常寫成:
其中a,b和c是參數(也稱為常數,因為它們是常量函數),而x是函數的變量。 一個更明確的方式來表示這個功能
這使得x的函數參數狀態清晰,從而隱含了a,b和c的常量狀態。 由於c出現在x的常數函數的項中,所以稱為常數項。
數學的具體分支和應用通常對變量具有特定的命名約定。 具有相似角色或意義的變量通常被分配連續的字母。 例如,3D座標空間中的三個軸通常稱為x,y和z。 在物理學中,變量的名稱在很大程度上取決於它們描述的物理量,但存在各種命名約定。 在概率和統計學中常常遵循的慣例是使用X,Y,Z作為隨機變量的名稱,為表示相應實際值的變量保留x,y,z。
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變量統計變量
1.離散變量
離散變量亦可叫離散指標,是指僅能表現為整體取值的指標。可通過數數得到,最小單位的情況下只能是整數,只能被有限次分割。如職工人數、企業數。
2.連續變量
連續變量亦可叫連續指標,通過計算得到,最小單位的情況下可以是小數,能被無限次分割。如人的身高。
- 參考資料
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- 1. Syracuse University. "Appendix One Review of Constants and Variables". cstl.syr.edu. Archived from the original on 2014-01-16.
- 2. ""Variable" Origin". dictionary.com. Retrieved 18 May 2015.
- 3. Fraleigh, John B. (1989). A First Course in Abstract Algebra (4 ed.). United States: Addison-Wesley. p. 276. ISBN 0-201-52821-5.
- 4. Tom Sorell, Descartes: A Very Short Introduction, (2000). New York: Oxford University Press. p. 19.
- 5. William L. Hosch (editor), The Britannica Guide to Algebra and Trigonometry, Britannica Educational Publishing, The Rosen Publishing Group, 2010, ISBN 1615302190, 9781615302192, page 71
- 6. Foerster, Paul A. (2006). Algebra and Trigonometry: Functions and Applications, Teacher's Edition (Classics ed.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 0-13-165711-9.
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