比率用一个数字概括一个场景,比如“每日收入”。不幸的是,这隐藏了 如何 结果是如何产生的。
例如,看看两家企业:
- Annie’s Art Gallery 每天售出一件价值$1000的画作
- Frank’s Fish Emporium 每天售出250条鳟鱼,每条$4
按数字来看,它们都是每天1000美元的业务,对吧?哈。
以下是每个企业的实际表现:
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交易是驱动收入的支柱,但在每天多少美元的描述中,它们被忽略了。在研究一个概念时,将结果分解为“力道(Oomph)”和“频率(Often)”:
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有了力道和频率,我就能想象出两个不同的杠杆来增加。像“每天多少美元”这样的比率让我在思考时磕磕绊绊: “为了得到更好的结果,我需要1/天来改进……这意味着一天变得更短……这怎么可能?哦,那一定是每天用于每笔交易的时间比例……”.
何必自找麻烦?将比率改写,包含根本情况:力道是多少?发生的频率是多少?
马力、扭矩、RPM
在物理学中,我们用正式比率定义日常概念,比如“功率”:
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好吧。功率可以用比率来解释,但我们已经进入了反向思维模式。探索一个本就棘手的概念时,这不过是又多了一层麻烦。
这样如何:
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我认为更容易些。力道和频率可能意味着什么?
嗯,力道可能就是我们做的功(比如移动重物),而频率就是我们做的次数(你做了多少组?)。
在同一分钟内,假设Frank举起了100磅十次,而Annie举起了1000磅一次。根据公式,它们的功率相同(不过说实话,我更怕Annie)。
发动机机械师可能会这样理解功率:
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这意味着什么?
扭矩(Torque)就是力道,即发动机转一圈能移动多少重量(以及多远)(比如,移动500磅1英尺)
RPM(每分钟转数)是发动机转动的频率
摩托车发动机是为高频率设计的,即快速转动车轮。它不需要很大的扭矩——只要能拉动自身和几个乘客就行——但它需要一次又一次地将动力传递给车轮。
推土机是为“力道”设计的,比如推倒一堵墙。我们不需要非常频繁地使用这种工作,因为每分钟推倒一堵墙就很不错了,谢谢。
我不是物理学家或汽车专家,但至少可以通过力道/频率的比喻来概念化这些权衡。
齿轮可以改变给定发动机中力道和频率之间的权衡。如果你在上坡对抗重力,你更需要什么?如果你在高速公路上巡航?试图从静止起步?在光滑的雪地上行驶?刹车失灵需要减速?
力道/频率让我直觉思考,而功/时间则不能。
变体:电力
电功率与机械功率的比例相同:
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哎呀,这不清楚是什么意思。不如这样:
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凭空产生想法很难,但我们可以想象 某物 (一个小引擎?)正在电线内移动“Oomph”。如果我们称之为“电荷”,那么我们有:
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我们可以给这些子部分正式的名称:
电压(Oomph):每个电荷贡献的功
电流(Often):电荷通过导线的速度
现在我们得到熟悉的公式:
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Boomshakala!我对电没有很好的直觉,至少我的目标很明确:找到 类比 其中电压代表Oomph,电流代表Often。
而且,我们仍然可以尝试直观思考:冬天被门把手电到,那是Oomph还是Often?电池应该最大化哪个属性?对于通过顽固的输电线传输能量,哪个更好?(Vive la résistance!)
这些比例认为每种功率都归结为通用的功/时间计算。Oomph/Often的比喻让我们在一个场景中思考扭矩/RPM,在另一个场景中思考电压/电流。
究竟发生了什么?参数,宝贝。
Oomph/Often的观点让我们思考比例的真实原因。不是美元和天数,而是思考实际交易如何影响结果:
我们能提高每笔交易的规模吗?
我们能增加每天的交易次数吗?
正式地,我们引入了一个 新参数 来解释这种相互作用。要将比率a/b改变为由x参数化的形式,我们可以这样做:
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我们改变视角,将x视为关键成分。在数学中,我们经常切换视角来简化问题:
与其问观察者发生了什么,不如改变参数问运动者看到了什么?(角度 vs. 弧度.)
我们能将一个巨大的函数视为由更小的函数参数化吗?(参见 链式法则.)
我们能否用赔率表示概率,而不是百分比?(这会让 贝叶斯定理(Bayes Theorem) 更容易。)
调整参数是一种将不直观的想法转化为直观想法的方式。由于我不习惯自然思考倒置单位,我让自己更轻松:处理两次乘法,而不是一次除法。
数学愉快。