升/跑法

代数

shēng/pǎo fǎ

升/跑法是描述斜率的一种方式:直线上两点间竖直变化量(升)除以水平变化量(跑)。

Formula

\text{slope} = \frac{\text{rise}}{\text{run}}
Visualization

Definition

升/跑法是求斜率的一种简单方法:"升"是两点之间上下移动的单位数,"跑"是向右移动的单位数,斜率就等于升除以跑。向上为正,向下为负,而跑则始终按向右(正方向)来度量。这正是差商 $(f(x + h) - f(x))/h$ 当 $h$ 趋近于 $0$ 时的几何解释,而差商正是导数的定义;对线性函数 $f(x) = mx + b$ 而言,无论 $h$ 取何值,差商都等于 $m$,这证实了一条直线的斜率处处不变。

Example

向上移动 $4$ 个单位、向右移动 $2$ 个单位,得到斜率 $4/2 = 2$;向下移动 $3$ 个单位、向右移动 $1$ 个单位,得到斜率 $-3/1 = -3$。从 $(2, 1)$ 到 $(5, 7)$,升 $= 7 - 1 = 6$,跑 $= 5 - 2 = 3$,所以斜率 $= 6/3 = 2$,与公式 $(y_2-y_1)/(x_2-x_1)$ 相符。对 $f(x) = 3x + 1$ 而言,$(f(x+h) - f(x))/h = 3h/h = 3$,即升/跑的值,与 $x$ 和 $h$ 无关。

Key Insight

想象爬山:升是你爬升的高度,跑是你向前走的距离,陡峭的山坡意味着较小的跑对应较大的升。你可以直接在图上选取两个清晰的格点,数一数上下(或下降)和左右的格数,就能读出斜率。这一想法的差商版本,正是取极限意义下的升/跑,而线性函数是唯一一种比值处处不变的函数,这也正是它们拥有唯一确定斜率的原因。