第二節 日常生活中的應用
買賣中的反變

小榮是米店的東主,每個月他帶\(\;1\;\)萬元到批發市場買米。如果大米價格為每公斤\(\;x\;\)元,他可以買入\(\;y\;\)公斤的大米;

則它們的乘積\(\;xy\;\)是常數
  • \(\;1000\;\)
  • \(\;10000\;\)
元,我們也可以說\(\;y\;\)隨\(\;x\;\)
  • 正變
  • 反變
 

上個月,大米每公斤賣\(\;5\;\)元,小榮可以買入\(\;2000\;\)公斤; 這個月,大米漲價了\(\;60\%\;\)到每公斤
  • \(\;8\;\)
  • \(\;9\;\)
元,小榮只可以買
  • \(\;1250\;\)
  • \(\;1500\;\)
公斤,進貨量少了
  • \(\;37.5\%\;\)
  • \(\;60\%\;\)
 

小榮的朋友小發也是米店的東主,小發有著另外一套補貨策略:每個月都買入\(\;2000\;\)公斤大米。則小榮每個月買大米的錢隨大米價格
  • 正變
  • 反變
。 上個月,大米每公斤賣5元,小榮花了\(\;10000\;\)元;這個月,大米漲價了\(\;60\%\;\)到每公斤\(\;8\;\)元,小榮就要花
  • \(\;12000\;\)
  • \(\;16000\;\)
元,花多了
  • \(\;37.5\%\;\)
  • \(\;60\%\;\)
 

其實在一段關係\(\;xy=z\;\)中,如果\(\;x\;\),\(\;y\;\)和\(\;z\;\)皆非零,我們可以重寫作\(\;z/y=x\;\)。 如果保持\(\;z\;\)不變,則\(\;y\;\)隨\(\;x\;\)反變;如果保持\(\;x\;\)不變,則\(\;z\;\)隨\(\;y\;\)正變。

在補貨的例子中,對任何人來說,其所花的米錢必滿足以下關係: \[\mbox{買入大米量 }\times\mbox{ 大米價格} = \mbox{ 買米用錢};\] 小榮是保持買米用錢不變,小發則是保持買入大米量不變。

這兩個月裏,小發買大米的平均價格可以這樣算出: \begin{align*} \mbox{平均價格} &=\frac{\mbox{買米用錢}}{\mbox{買米量}}\\ &=\frac{2000\times 5+2000\times 8}{2000\times 2}\\ &=\frac{5+8}{2}\\ &=6.5\mbox{(元/公斤)} \end{align*} 這是兩個月價格的算術平均數,是我們熟悉。

同樣是這兩個月裏,小榮買大米的平均價格卻是這樣: \begin{align*} \mbox{平均價格} &=\frac{\mbox{買米用錢}}{\mbox{買米量}}\\ &=\frac{10000\times 2}{\frac{10000}{5}+\frac{10000}{8}}\\ &=\frac{2}{\frac{1}{5}+\frac{1}{8}}\\ &=6\frac{2}{13}\mbox{(元/公斤)} \end{align*} 這是兩個月價格的調和平均數

平均數的算法不一樣,是源於兩人買米策略不一樣。 其實對任意多個正數,我們可以證明其調和平均數,必不大於其算術平均數。只要價格有波動,小榮買米的平均價格,必低於小發買米的平均價格。

湊錢送禮

爺爺快九十大壽了,他有孫子孫女\(\;12\;\)人。長孫小東看上了一個價值\(\;36288\;\)元的金壽桃,小東打算與一眾堂兄弟姊妹湊錢買金壽桃給爺爺賀壽。當中,願意湊錢的人會平均分擔費用,則湊錢的人的負出與人數成反比。

同學可以透過互動素材,查看湊錢人數與其對應的人均費用。

變量的定義域不一定是整條實數線,在這例子中就只包括從\(\;1\;\)到\(\;12\;\)的整數。

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