一次函式影像繪製 y = ax + b(免費線上工具)

免費線上繪製 y = ax + b 的一次函式影像。輸入斜率 a 和截距 b,即可計算任意 x 對應的 y 值,滑鼠懸停影像可檢視精確座標。

什麼是一次函數的圖形

一次函數以 y = ax + b 的形式表示,其圖形必為直線。a 是斜率,決定「x 每增加1時 y 變化多少」;b 是截距,決定「圖形與 y 軸相交的高度」。這兩個數一經確定,直線便隨之唯一確定,因此作圖所需的輸入也僅有斜率與截距兩項。

本工具只需填入斜率與截距即可繪出直線,並一併算出 y 截距與 x 截距。x 截距由解 y = 0 得出,即 x = −b ÷ a;當斜率為0時直線與 x 軸平行,故顯示為「無」。輸入任意的 x 也可求得該點的 y,把滑鼠移到圖形上,還會以泡泡顯示該處的座標。x 的顯示範圍亦可更改,因此可放大原點附近,或查看遠離截距的區域。

一次函數圖形的使用方式

  1. 輸入斜率與截距 填入斜率 a 與截距 b,直線便會當場繪出。把 a 取為負數即成為向右下降的直線。
  2. 決定 x 的顯示範圍 指定 xMin 與 xMax,即可只顯示想看的範圍。若 xMin 不小於 xMax 則不成其為範圍,會給出相應的錯誤提示。
  3. 求特定 x 所對應的 y 在「x 的值」中填入數字,即會算出對應的 y,比用肉眼從圖形上讀取更為準確。
  4. 確認截距 y 截距與 x 截距會自動顯示。在斜率為0的水平線上不與 x 軸相交,故 x 截距顯示為「無」。
  5. 讀取圖形上的座標 把滑鼠移到線上,該點的 (x, y) 會以泡泡顯示,適合快速確認大致的數值。

用好本工具的小技巧

  • 斜率 a 表示 x 每增加 1 時 y 的變化量。a > 0 時直線向右上方傾斜,a < 0 時向右下方傾斜。
  • 截距 b 是影像與 y 軸的交點(y 軸截距),等於 x = 0 時 y 的值。
  • x 軸截距(影像與 x 軸的交點)可通過令 y = 0 求解得到:x = −b ÷ a。若 a = 0,則無交點(水平線);若同時 b = 0,則 y = 0(即 x 軸本身)。
  • 將滑鼠懸停在影像上,可通過提示框檢視該點的 (x, y) 座標。若要求特定 x 對應的 y 值,請在左側輸入框中輸入 x 的值。

一次函數圖形的應用情境

國中、高中數學的學習

一點點改變斜率或截距重新繪製,即可用肉眼確認數值的變化如何體現在直線的方向與位置上。也可用於教科書習題的驗算。

作業的答案核對

可確認自己求得的 x 截距、y 截距,或特定 x 所對應的 y 值是否正確。

為按固定比例增減之事作出預估

像「基本費 b 元外加每單位 a 元」這樣的計費方式,或以固定速度前進的距離,凡按比例增加者皆可用一次函數表示。

考察兩條直線的關係

斜率相同而只改變截距則成平行;改變斜率的正負則相交的走向隨之改變。這也有助於確認二元一次聯立方程式的解正對應於交點。

與曲線相比較

若想與曲線對照,請使用二次函數圖形;若想再提高一次次數,請使用三次函數圖形

與一次函數相關的用語

一次函數
指以 y = ax + b(a ≠ 0)的形式表示的函數。因 x 的次數為1而得名,其圖形必為直線。
斜率
即式中的 a,表示 x 每增加1時 y 的增加量。為正則向右上升,為負則向右下降,為0則水平。絕對值越大,線越陡。
y 截距
指圖形與 y 軸相交之點的 y 座標,即式中的 b。與代入 x = 0 時的 y 值相同。
x 截距
指圖形與 x 軸相交之點的 x 座標。解 y = 0 可得 x = −b ÷ a。斜率為0時與 x 軸平行,故不存在。
正比例
指 y = ax 的形式,即截距為0的一次函數。其圖形必過原點。一次函數亦可視作正比例的圖形沿 y 軸方向平移 b 所得。
變化率
指 y 的增加量與 x 的增加量之比。在一次函數中無論取何處皆為定值,其值與斜率 a 一致。

常見問題

正比例函式 y = ax 是一次函式 y = ax + b 在截距 b = 0 時的特殊情形。正比例函式的影像必須過原點 (0, 0),而一次函式的影像在 y 軸方向偏移了 b 個單位。

令 y = 0 代入方程,解 0 = ax + b 得 x = −b ÷ a(a ≠ 0)。本工具會自動計算並顯示 x 軸截距。當 a = 0(水平線)時,直線平行於 x 軸,無 x 軸截距,工具顯示"無"。

影像為水平線 y = b,無論 x 取何值,y 始終等於 b。當 b = 0 時,影像與 x 軸重合。由於直線平行於 x 軸,不存在 x 軸截距。

適合。只需輸入斜率 a 和截距 b,即可即時看到函式影像,非常適合初中、高中一次函式的學習。支援計算指定 x 對應的 y 值,並可檢視 x 軸截距和 y 軸截距。將滑鼠懸停在影像上還可檢視任意點的座標。
工具君

閒話 ― 一次函式為何被稱為"線性函式"

一次函式(y = ax + b)在英語中稱為 "linear function"(線性函式)。"linear" 源自拉丁語 "linearis",意為"線的",因為其影像必然是一條直線。嚴格來說,數學上有時將 b = 0(過原點)的情形稱為"線性",將 b ≠ 0 的情形稱為"仿射"(affine),但在日常使用和大多數教學中,兩者都統稱為一次函式或線性函式。

一次函式是物理學、經濟學、統計學等眾多領域的基礎模型。例如,"以時速 60 公里行駛,t 小時後的行駛距離 y = 60t"就是斜率為 60、截距為 0 的一次函式。線性迴歸(最小二乘法)也是一種尋找最擬合數據的一次函式 y = ax + b 的方法。