斜率和线段
上面已经谈及图形的关键之点。现在我们来进一步讨论图形的一些重要方面。
大部分图形上面部有线段。例如,在图 1A—2 中,我们看到有一条描述消费品产量和投资品产量之间关系(或“规划”或“函数”)的曲线。我们往往需要知道关系的性质。在图形中,两个要素之间关系的一个重要特征是曲线的斜率。
例如,我们可能需要知道,如果增加一个单位的消费,这对投资品的生产将会发生什么影响。沿调轴的右移会导致沿 y 轴的下降(沿着图 1A—2 中的曲线移动便可证实这一点)。斜率是对 X 的变化和 y 的变化之间的关系的准确度量。
考虑一下图 1A—3 中所示的直线的情况。我们需要度量由直线 AE 的斜率所确定的 X 轴和 y 轴之间的数量关系。我们来计算 B、D 之间的斜率。设想从 B 到 D 的运动分作两个阶段,第一步作水平移动,表示 X 值增加一个单位(Y—值不变)。第二步作补偿性的垂直上移或垂直下侈,如图 1A—3 生产可能性边缘中的所了。这一补偿性的移动使 y 值有足够的变化,以便在 X 值增加一个单位以后我们仍然位于直线上。换句话悦,在图 1A—3 的两部分图形中,从 B 到 D 的移动可以分作(1)从 B 到 C 的水平移动(X 值变化一个单位),接着(2)从 C 到 D 补偿性移动一段距离 S,刚好回到直线 ABDE 上。
如果 BC 的长度为了增加一个单位,那么,CD 的长度(在图 1A—3 中标作 S)表示,对应于 X 的变化,Y 的变化率,在图形中,这种变化叫作直线ABDE 的斜率。
要计算直线的斜率很容易。斜率等于“高度比长度”。在(a)和(b)中,斜率的数值都是, 高度/长度=CD/BC=s/1=S。注意,在(a)中,CD 是负数,表示斜率为负,或者说表明 X 和 y 之间的反向关系。
以下是一些需要记忆的重要之点:
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斜率总是一个数。它度量 X 每变化个单位时 y 的变化。
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如果线段为直线,那么,斜率在线段的任何地方都是常数。
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线段的斜率说明了 X 和 y 之间具有数值为正或数值为负的关系。
当变量变化的方向一致时(即它们同时增加或同时减少)这是正数值的关系;相反的的关系意味着它们移动的方向相反(即一个变量减少时,另一个变量增加)。因此, 斜率为负就表明 X 和 Y 之间具有相反的关系,如图 1A—3 中的(α)所示。为什么?因
为 X 的增加引起 y 的减少。
有人发现把斜率看作是“高度比长度”很有帮助。“高度”是变量变动的垂直距离;在图 1A—3 中,高度便是从 C 到 D 的距离。“长度”是水平距离;在图 1A—3 中为 BC。在这个例子中,高度比长度就是 CD 比 Bc,因而斜率为 CD/BC。
人们有时把斜率和坡度混淆在一起。这个结论往往是正确的,但并不总是正确的。斜率取决于图形的标度。在图 1A—4 中,图(a)和(b)都精确描绘了相同的关系,两者都是准确的。但是在(b)中,水平标度比在(a) 中放大了,如果你细心计算,你就会发现它们的斜率的数值完全相同(都等于 1/2)。