在数学、物理学中,变数()又称-{zh-cn:变数;zh-tw:變量;zh-hk:變數}-,是表達式或公式中,没有固定的值而可以变动的数或量;該数或量可以是隨意的,也可能是未指定或未定的。表示变数的字母,统称为变元、元,即变元是一个用来表示值的符号。在初等數學中,也以未知数、未知量代称变数。
在语-{}-义上,变-{}-数(变-{}-量)相对于常数(常-{}-量)。变-{}-数(量)强调因果与依存关系;一个(自变)变了,另一个(因变)跟着变,即主从关系。变元强调结构与符号本身,仅为一个占位-{}-符,不讨论因果依存。
在其他科学中,英语 variable 亦称变项、變因,是任何欲观测或欲操纵的概念、屬性、情況、事物、因素,其在質或量(性質或數量)上可變。
在數學领域中,一个變數可以代表“某個數據”,但也可用以表示:一个数、一个向量、一个矩阵、一个函数、一个函数的参数、一个集合或一个集合的元素等数学符号表达的内容。
变数常见的例子如:一個函數 y = f(x) 有兩個變數(參數 x和值 y),當參數「變動」時,值也會相對應地「變動」。
起源及概念之演進
弗朗索瓦·韋達於16世紀末引入了使用字母表示已知及未知數字的想法,並將這些字母視同數字般運算,以在最後簡單代入數值求解。弗朗索瓦·韋達習慣會以子音字母表示已知值,以母音字母表示未知值 。
1637年,勒内·笛卡兒引入以x, y, z表示公式中的未知數,以a, b, c表示已知數的習慣,此一習慣至到今日依然常見。
1660年代起,艾薩克·牛頓及哥特佛萊德·萊布尼茲分別獨立發展出无穷小演算,主要研究一個「可變量」的無窮小變動如何導致另一個量(第一個變數(量)的函數值)相對應的變動。之後過了近一個世紀,李昂哈德·尤拉修正了無窮小微積分的用語,並引入y = f(x)的概念,f是個函數,具有參數x及值y。直到19世紀末,「變數」這一詞幾乎都被用來指函數的參數及值。
19世紀下半葉,人們發覺無窮小微積分的基礎似乎不夠形式化,不足以處理像是處處不可微之連續函數這類自相矛盾的問題。為了解決此類問題,卡爾·魏爾斯特拉斯引入了新的定義,以取代之前對極限的直觀概念。對極限,舊的概念描述「當「變數」x變動且趨近於a時,f(x)會趨近於L,其中的「趨近」並沒有明確的定義或上下文。魏爾斯特拉斯則將上述句子以下列公式取代:
:(\forall \epsilon >0) (\exists \eta >0) (\forall x) \;|x-a|
其中的5個變數均不被視為是變動的。
此一靜態公式導致今日對變數只是表示數學物件(可以是未知的,或可被給定集合中的任何元素取代)之符號的概念。。
统计学上
变量是统计学研究中对象的特征。它可以是定性的也可以是定量的,一个定量变量要么是离散的,要么是连续的。社会科学中研究变量的关系,通常採用數學中對應的觀念,把一个变量称为自变量(独立变量),另一个变量称之为因变量(依赖变量)。
參考文獻
參見
- 自变量和因变量
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