Kernen i enhver matematisk model er en sammenhæng mellem årsag og virkning. Den uafhængige variabel repræsenterer det input eller den 'årsag', som du kontrollerer eller ændrer, mens den afhængige variabel er den 'virkning' eller det resultat, som du observerer og måler, når den reagerer på disse ændringer.
Højdepunkter
Den uafhængige variabel er 'input', mens den afhængige er 'output'.
På en graf bevæger 'x' sig fra side til side, og 'y' bevæger sig op og ned.
En afhængig variabel kan ikke eksistere uden en uafhængig variabel til at definere den.
I naturvidenskab ændrer man generelt kun én uafhængig variabel ad gangen for at holde testene retfærdige.
Hvad er Uafhængig variabel?
Den inputværdi, der ændres eller styres i en matematisk ligning eller et matematisk eksperiment.
Typisk repræsenteret af bogstavet 'x' på et standardkoordinatplan.
Det er den variabel, som forskere eller matematikere manipulerer for at se, hvad der sker.
I en graf er den uafhængige variabel næsten altid plottet langs den vandrette x-akse.
Ændringer i denne variabel afhænger ikke af tilstanden af nogen anden variabel i systemet.
Almindelige eksempler omfatter tid, afstand eller mængden af et tilsat stof.
Hvad er Afhængig variabel?
Den outputværdi, der ændrer sig som reaktion på den uafhængige variabel.
Almindeligvis repræsenteret af bogstavet 'y' eller notationen f(x) i funktioner.
Dens værdi 'afhænger' fuldstændigt af inputtet leveret af den uafhængige variabel.
I en graf er den afhængige variabel plottet langs den lodrette Y-akse.
Det repræsenterer resultatet, resultatet eller den måling, der studeres.
Almindelige eksempler omfatter samlede omkostninger, temperaturændringer eller testresultater.
Sammenligningstabel
Funktion
Uafhængig variabel
Afhængig variabel
Rolle
Årsagen / Inputtet
Effekten / Outputtet
Grafakse
Vandret (X-akse)
Lodret (Y-akse)
Fælles symbol
x
y eller f(x)
Kontrollere
Direkte manipuleret
Målt/Observeret
Sekvens
Sker først
Sker som følge heraf
Funktionsnavn
Argumentet
Funktionens værdi
Detaljeret sammenligning
Årsags-virkningsdynamikken
Tænk på den uafhængige variabel som 'føreren' og den afhængige variabel som 'passageren'. Den uafhængige variabel er den, du har magten til at ændre, f.eks. hvor mange timer du studerer. Den afhængige variabel - din eksamenskarakter - er det resultat, der ændrer sig på grund af førerens handlinger.
Visualisering på en graf
Når man ser på en linjegraf, er der en grund til, at akserne er standardiserede. Ved at placere den uafhængige variabel på X-aksen (nederst) kan vi nemt spore 'fremskridtet' eller 'inputtet' og se, hvordan den afhængige variabel på Y-aksen (siden) stiger eller falder som reaktion. Dette layout er det universelle sprog for datavisualisering.
Funktionel afhængighed
I ligningen $y = 2x + 3$ er $x$ den uafhængige variabel, fordi du kan vælge et hvilket som helst tal at indsætte i den. Når du har truffet dette valg, er $y$ 'låst fast' – dens værdi bestemmes af den matematik, der udføres på $x$. Derfor kalder vi $y$ for en funktion af $x$.
Identifikation af variabler i scenarier
For at skelne dem fra hinanden i et virkeligt problem, så spørg dig selv: 'Hvilken påvirker den anden?' Hvis du måler, hvor meget en plante vokser baseret på mængden af vand, den får, er vandet uafhængigt (du kontrollerer det), og højden er afhængig (den reagerer på vandet).
Fordele og ulemper
Uafhængig
Fordele
+Under forskerkontrol
+Forudsigeligt udgangspunkt
+Let at standardisere
+Primær drivkraft for data
Indstillinger
−Begrænset af begrænsninger
−Skal vælges omhyggeligt
−Kan påvirkes af bias
−Kræver logisk valg
Afhængig
Fordele
+Giver de faktiske data
+Viser det endelige resultat
+Afspejler den virkelige verdens indflydelse
+Målbart resultat
Indstillinger
−Sværere at kontrollere
−Kan blive påvirket af støj
−Afhænger af nøjagtigheden af X
−Kan være misvisende, hvis X er forkert
Almindelige misforståelser
Myte
Den uafhængige variabel er altid tid.
Virkelighed
Selvom tid er en meget almindelig uafhængig variabel, fordi den bevæger sig fremad uanset andre faktorer, er den ikke den eneste. For eksempel kan tryk i fysik være den uafhængige variabel, der ændrer vands kogepunkt.
Myte
Et eksperiment kan kun have én af hver.
Virkelighed
I kompleks matematik og naturvidenskab kan man have flere uafhængige variabler (som sollys OG vand), der påvirker én afhængig variabel (plantevækst). Disse kaldes multivariate sammenhænge.
Myte
Den uafhængige variabel er altid 'til venstre' i en ligning.
Virkelighed
Ligninger kan skrives på mange måder, såsom $x = y/2$. Stol ikke på positionen; se i stedet på hvilken variabel der bruges til at beregne den anden.
Myte
Den afhængige variabel er altid det 'større' tal.
Virkelighed
Størrelse har intet at gøre med det. En meget stor uafhængig variabel (som 1.000.000 miles) kan resultere i en lille afhængig variabel (som mængden af brændstof tilbage i en tank).
Ofte stillede spørgsmål
Hvordan husker jeg hvilken er hvilken?
Brug akronymet 'DRY MIX'. DRY står for Dependent, Responding, Y-axis. MIX står for Manipulated, Independent, X-axis. Hvis du kan huske det, vil du altid vide, hvordan du plotter dem, og hvad de repræsenterer.
Kan en variabel være både uafhængig og afhængig?
Ikke i den samme beregning, men den kan bytte roller i forskellige kontekster. For eksempel er 'Studietimer' uafhængig af 'Testkarakter', men 'Studietimer' kan være en afhængig variabel, hvis du ser på, hvordan 'Mængde kaffe' påvirker din evne til at holde dig vågen.
Hvor placerer jeg disse variabler i en tabel?
Standard matematisk praksis er at placere den uafhængige variabel i venstre kolonne og den afhængige variabel i højre kolonne. Dette efterligner, hvordan vi læser fra venstre mod højre, hvor vi ser årsagen før virkningen.
Hvad sker der, hvis der ikke er nogen relation mellem dem?
I statistik, hvis den afhængige variabel ikke ændrer sig uanset hvad du gør med den uafhængige variabel, vil grafen vise en flad vandret linje. Det betyder, at variablerne er 'ukorrelerede'.
Hvorfor er 'x' normalt den uafhængige variabel?
Dette er en historisk konvention, der blev startet af René Descartes. Han valgte bogstaver fra slutningen af alfabetet (x, y, z) til variabler og bogstaver fra begyndelsen (a, b, c) til konstanter, og 'x' blev simpelthen standardvalget for input.
Hvad er en 'kontrolleret variabel' sammenlignet med disse to?
En kontrolleret variabel er noget, du holder præcis den samme, så det ikke ødelægger dine resultater. Hvis du for eksempel tester, hvordan forskellige gødningsstoffer (uafhængige) påvirker vækst (afhængige), skal du holde 'Plantetype' og 'Mængde sol' de samme – det er dine kontroller.
Hvordan fungerer disse variabler i computerprogrammering?
I en funktion som `calculateTotal(price, tax)` er parametrene `price` og `tax` uafhængige variabler. Den værdi, som funktionen returnerer – `total` – er den afhængige variabel.
Skal den uafhængige variabel altid være et tal?
Nej. I statistik kan uafhængige variabler være kategorier (som 'Køn' eller 'Biltype'). Disse kaldes 'kvalitative' uafhængige variabler, men de er stadig den 'årsag', der undersøges.
Dommen
Identificér den uafhængige variabel som den faktor, du ændrer, eller "udgangspunktet" for din beregning. Mærk den afhængige variabel som det resultat, du prøver at finde, eller det datapunkt, der forskydes, når den første variabel bevæger sig.