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平均变化率与割线计算器

计算 f(x) 在 [a,b] 上的平均变化率,以及经过两端点的割线,给出斜截式和点斜式。

以 x 作为变量输入 f(x),并给出两个区间端点 a 和 b。

关于此工具

平均变化率与割线计算器是一款免费的浏览器内工具,用于度量函数在一个区间上平均变化的快慢。给定 f(x) 和两个端点 a 与 b,平均变化率是差商 m = (f(b) − f(a)) / (b − a)——即连接曲线上两点 (a, f(a)) 和 (b, f(b)) 的割线的斜率。这是导数的离散、区间版本,而导数是单个点处的瞬时变化率。

所有算术运算都用一个小型表达式解析器在你的浏览器本地完成,因此你输入的内容不会离开你的设备。以 x 作为变量输入函数(例如 x^2、sin(x) 或 1/x)和两个端点,计算器会返回平均变化率(割线斜率)、两个端点 (a, f(a)) 和 (b, f(b)),以及割线本身的斜截式 y = m·x + c 和点斜式。

割线是微分学的基础:当第二个点 b 趋近 a 时,割线斜率趋近切线斜率,平均变化率变为瞬时变化率——即导数 f′(a)。对于 f(x) = x² 在 [1, 3] 上,平均变化率是 (9 − 1)/(3 − 1) = 4,因此割线是 y = 4x − 3。

常见问题

平均变化率的公式是什么?
它是区间 [a, b] 上的差商 m = (f(b) − f(a)) / (b − a)。它等于连接 f 图像上两点 (a, f(a)) 和 (b, f(b)) 的割线的斜率。
什么是割线?
割线是一条经过曲线上两点的直线。它的斜率是函数在这两点之间的平均变化率,其方程为 y = m(x − a) + f(a),其中 m 是该斜率。
割线与切线有何关联?
当两个端点彼此靠近(b → a)时,割线趋近切线,平均变化率趋近瞬时变化率——即导数 f′(a)。割线是切线的区间逼近。
x² 在 [1, 3] 上的平均变化率是多少?
f(1) = 1,f(3) = 9,因此平均变化率是 (9 − 1)/(3 − 1) = 8/2 = 4。所以经过 (1, 1) 和 (3, 9) 的割线是 y = 4x − 3。

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