参数方程(Parametric Equations)的直观速查表

代数(Algebra)实际上关乎关系。事物是如何联系的?它们是一起运动,还是分开运动,又或者完全独立?

普通方程假设一种“输入到输出”的连接。也就是说,我们取一个输入(x=3),将其代入关系($y=x^2$)中,然后观察结果(y=9)。

但这是看待一个场景的唯一方式吗?设定 $y=x^2$ 意味着 y 仅仅因为 x 而改变。但也可能是 y 恰好等于 $x^2$,而某个隐藏因素同时改变了它们两者(该因素将 x 变为 3,同时也将 y 变为 9)。

作为一个真实世界的例子:气温每超过 70 度 1 度,我们的便利店就卖出 x 瓶防晒霜和 $x^2$ 品脱冰淇淋。

我们 可以 像这样写出代数关系:

\displaystyle{\text{ice cream} = (\text{sunscreen})^2}

而且这是正确的……但具有误导性!

该方程暗示防晒霜直接改变了冰淇淋的需求,而实际上是隐藏变量(温度)同时改变了它们两者!

写成两个独立的方程要好得多

\displaystyle{\text{sunscreen} = \text{temperature} - 70}

\displaystyle{\text{ice cream} = (\text{temperature} - 70)^2}

它们直接指出了因果关系。“温度影响冰淇淋”和“温度影响防晒霜”这两个观点澄清了情况,而试图把共同的“温度”部分提取出来会让我们丢失信息。参数方程(Parametric equations)让我们更接近真实世界的关系。

parametric equation steps

不要去想时间。只需寻找根本原因。

一位读者指出,几乎每个参数方程教程都用时间作为示例参数。我们被“参数方程涉及时间”这句话反复灌输,以至于忘记了关键洞见:参数指向的是 原因。我们为何改变?(也许是因为时间,或温度,又或者防晒霜真的让你想吃冰淇淋。)

大多数代数方程都铺陈出像 $y = x^2$ 这样的连接。参数方程提醒我们看得更深一些(我直到最近才明白;之前我一直困在“时间/物理”的思维定式里)。

当然,并非每种设定都有隐藏参数,但这难道不值得一看吗?

更新: Eddie Woo 制作了一个绝妙的类比视频。

观看完整系列(第2部分, 第3部分),我真的很喜欢他解释这个词的历史(para=旁边,即你看到的变量旁边还有一个隐藏变量)。谢谢 Eddie!

本系列其他文章

  1. 理解代数(Algebra):我们为何要对方程因式分解?
  2. 参数方程(Parametric Equations)的直观速查表
  3. 二次方程公式(Quadratic Formula)的直观理解
  4. 斜截式(Slope-Intercept Form)的直观理解
  5. 函数图像(Graphed Functions)的直观理解
  6. 多项式(Polynomials)的直观理解

加入 45 万月度读者

喜欢这篇文章?还有更多内容能帮你建立持久、直观的数学理解。加入通讯以获取额外内容和最新更新。