Kjernen i enhver matematisk modell er en sammenheng mellom årsak og virkning. Den uavhengige variabelen representerer inndataen eller «årsaken» du kontrollerer eller endrer, mens den avhengige variabelen er «effekten» eller resultatet du observerer og måler når det reagerer på disse endringene.
Høydepunkter
Den uavhengige variabelen er «input», mens den avhengige er «output».
På en graf beveger 'x' seg fra side til side og 'y' beveger seg opp og ned.
En avhengig variabel kan ikke eksistere uten en uavhengig variabel som definerer den.
I naturfag endrer man vanligvis bare én uavhengig variabel om gangen for å holde tester rettferdige.
Hva er Uavhengig variabel?
Inndataverdien som endres eller kontrolleres i en matematisk ligning eller et eksperiment.
Vanligvis representert med bokstaven 'x' på et standard koordinatplan.
Det er variabelen som forskere eller matematikere manipulerer for å se hva som skjer.
I en graf er den uavhengige variabelen nesten alltid plottet langs den horisontale X-aksen.
Endringer i denne variabelen avhenger ikke av tilstanden til noen annen variabel i systemet.
Vanlige eksempler inkluderer tid, avstand eller mengden av et tilsatt stoff.
Hva er Avhengig variabel?
Utgangsverdien som endres som respons på den uavhengige variabelen.
Vanligvis representert med bokstaven 'y' eller notasjonen f(x) i funksjoner.
Verdien «avhenger» helt av inputen som gis av den uavhengige variabelen.
I en graf er den avhengige variabelen plottet langs den vertikale Y-aksen.
Det representerer resultatet, resultatet eller målingen som studeres.
Vanlige eksempler inkluderer totalkostnad, temperaturendring eller testresultater.
Sammenligningstabell
Funksjon
Uavhengig variabel
Avhengig variabel
Rolle
Årsaken / Innspillet
Effekten / Utgangen
Grafakse
Horisontal (X-akse)
Vertikal (Y-akse)
Felles symbol
x
y eller f(x)
Kontroll
Direkte manipulert
Målt/Observert
Sekvens
Skjer først
Skjer som et resultat
Funksjonsnavn
Argumentet
Funksjonens verdi
Detaljert sammenligning
Årsak-virkningsdynamikken
Tenk på den uavhengige variabelen som «sjåføren» og den avhengige variabelen som «passasjeren». Den uavhengige variabelen er den du har mulighet til å endre, for eksempel hvor mange timer du studerer. Den avhengige variabelen – eksamensresultatet ditt – er resultatet som endres på grunn av sjåførens handlinger.
Visualisering på en graf
Når du ser på et linjediagram, er det en grunn til at aksene er standardiserte. Ved å plassere den uavhengige variabelen på X-aksen (nederst), kan vi enkelt spore «fremdriften» eller «inputen» og se hvordan den avhengige variabelen på Y-aksen (siden) stiger eller synker som respons. Dette oppsettet er det universelle språket for datavisualisering.
Funksjonell avhengighet
I ligningen $y = 2x + 3$ er $x$ den uavhengige variabelen fordi du kan velge et hvilket som helst tall å sette inn i den. Når du har gjort det valget, er $y$ «låst inne» – verdien bestemmes av matematikken utført på $x$. Det er derfor vi kaller $y$ en funksjon av $x$.
Identifisering av variabler i scenarier
For å skille dem fra hverandre i et virkelighetsnært problem, spør deg selv: «Hvilken påvirker den andre?» Hvis du måler hvor mye en plante vokser basert på mengden vann den får, er vannet uavhengig (du kontrollerer det) og høyden er avhengig (den reagerer på vannet).
Fordeler og ulemper
Selvstendig
Fordeler
+Under forskerkontroll
+Forutsigbart utgangspunkt
+Lett å standardisere
+Primær driver for data
Lagret
−Begrenset av begrensninger
−Må velges nøye
−Kan påvirkes av fordommer
−Krever logisk valg
Avhengig
Fordeler
+Gir de faktiske dataene
+Viser det endelige resultatet
+Reflekterer den virkelige verden
+Målbart resultat
Lagret
−Vanskeligere å kontrollere
−Kan bli påvirket av støy
−Avhenger av nøyaktigheten til X
−Kan være misvisende hvis X er feil
Vanlige misforståelser
Myt
Den uavhengige variabelen er alltid tid.
Virkelighet
Selv om tid er en veldig vanlig uavhengig variabel fordi den beveger seg fremover uavhengig av andre faktorer, er den ikke den eneste. For eksempel, i fysikk kan trykk være den uavhengige variabelen som endrer kokepunktet til vann.
Myt
Et eksperiment kan bare ha én av hver.
Virkelighet
I kompleks matematikk og naturfag kan man ha flere uavhengige variabler (som sollys OG vann) som påvirker én avhengig variabel (plantevekst). Disse kalles multivariate sammenhenger.
Myt
Den uavhengige variabelen er alltid «til venstre» i en ligning.
Virkelighet
Ligninger kan skrives på mange måter, for eksempel $x = y/2$. Ikke stol på posisjonen; se heller på hvilken variabel som brukes til å beregne den andre.
Myt
Den avhengige variabelen er alltid det 'større' tallet.
Virkelighet
Størrelse har ingenting med det å gjøre. En veldig stor uavhengig variabel (som 1 000 000 miles) kan resultere i en liten avhengig variabel (som mengden drivstoff som er igjen i en tank).
Ofte stilte spørsmål
Hvordan husker jeg hvilken som er hvilken?
Bruk akronymet «DRY MIX». DRY står for Dependent, Responding, Y-axis. MIX står for Manipulated, Independent, X-axis. Hvis du kan huske det, vil du alltid vite hvordan du plotter dem og hva de representerer.
Kan en variabel være både uavhengig og avhengig?
Ikke i samme beregning, men den kan bytte rolle i forskjellige kontekster. For eksempel er «Studerte timer» uavhengig av «Testkarakter», men «Studerte timer» kan være en avhengig variabel hvis du ser på hvordan «Mengde kaffe» påvirker evnen din til å holde deg våken.
Hvor legger jeg disse variablene i en tabell?
Standard matematisk praksis er å plassere den uavhengige variabelen i venstre kolonne og den avhengige variabelen i høyre kolonne. Dette etterligner hvordan vi leser fra venstre til høyre, og ser årsaken før virkningen.
Hva skjer hvis det ikke er noen sammenheng mellom dem?
I statistikk, hvis den avhengige variabelen ikke endres uavhengig av hva du gjør med den uavhengige variabelen, vil grafen vise en flat horisontal linje. Dette betyr at variablene er «ukorrelerte».
Hvorfor er 'x' vanligvis den uavhengige variabelen?
Dette er en historisk konvensjon startet av René Descartes. Han valgte bokstaver fra slutten av alfabetet (x, y, z) for variabler og bokstaver fra begynnelsen (a, b, c) for konstanter, og 'x' ble rett og slett standard førstevalg for input.
Hva er en «kontrollert variabel» sammenlignet med disse to?
En kontrollert variabel er noe du holder nøyaktig likt, slik at det ikke roter til resultatene dine. Hvis du for eksempel tester hvordan forskjellige gjødseltyper (uavhengige) påvirker vekst (avhengige), må du holde «Plantetype» og «Mengde sol» like – det er kontrollene dine.
Hvordan fungerer disse variablene i dataprogrammering?
I en funksjon som `calculateTotal(price, tax)` er parameterne `price` og `tax` uavhengige variabler. Verdien funksjonen returnerer – `total` – er den avhengige variabelen.
Må den uavhengige variabelen alltid være et tall?
Nei. I statistikk kan uavhengige variabler være kategorier (som «Kjønn» eller «Biltype»). Disse kalles «kvalitative» uavhengige variabler, men de er fortsatt «årsaken» som studeres.
Vurdering
Identifiser den uavhengige variabelen som faktoren du endrer eller «utgangspunktet» for beregningen din. Merk den avhengige variabelen som resultatet du prøver å finne eller datapunktet som forskyves når den første variabelen beveger seg.