Змінна у математиці (англ. variable, від лат. variabilis, «що піддається змінам») — символ, зазвичай літера, що позначає невизначений математичний об'єкт. У неформальному спілкуванні кажуть, що змінна представляє або позначає об'єкт, а будь-який допустимий кандидат на роль об'єкта є [en] змінної. Значення, які може приймати змінна, зазвичай одного типу, часто значеннями є числа. Більш конкретно, задіяні значення можуть утворювати множину, таку як множина дійсних чисел.
Об'єкт не завжди повинен існувати, або може бути невизначеним, чи існує хоча б один допустимий кандидат чи ні. Наприклад, можна представити два цілі числа за допомогою змінних p і q і вимагати, щоб значення квадрата p було подвоєним квадратом q, що в алгебраїчній нотації можна записати як p2 = 2 q2. Остаточний доказ того, що цю рівність неможливо задовольнити, коли p і q обмежені цілими числами, не є очевидним, але він був відомий з давніх часів і з тих пір мав великий вплив на математику.
Спочатку термін змінна використовувався переважно для аргументу функції, у цьому випадку аргумент може змінюватись в області визначення функції. Це пояснює вибір цього терміну. Крім того, змінні використовуються для позначення значень функцій, наприклад в .
Змінна може представляти невизначене число, яке залишається фіксованим під час вирішення задачі; у цьому випадку його часто називають параметром. Змінна може позначати невідоме число, яке необхідно визначити; у цьому випадку воно називається невідомим; наприклад, у квадратному рівнянні змінні є параметрами, а є невідомим.
Іноді один і той же символ можна використовувати для позначення як змінної, так і константи, тобто чітко визначеного математичного об'єкта. Наприклад, грецька літера π зазвичай позначає число π, але також використовується для позначення проєкції. Подібним чином літера e часто позначає число Ейлера, але її використовують для позначення непризначеного коефіцієнта для поліномів [en] та вищого степеня. Навіть символ використовується для позначення нейтрального елемента довільного поля. Ці два поняття використовуються майже однаково, тому зазвичай потрібно знати, чи позначає даний символ змінну чи константу.
Змінні часто використовуються для представлення матриць, функцій, їхніх аргументів, множин та їхніх елементів, векторів, просторів тощо.
У математичній логіці змінна є символом, який або представляє невизначену константу теорії, або підлягає кількісній оцінці.
Історія
Рання історія
Найдавніші приклади використання «невідомої величини» відносяться принаймні до стародавніх єгиптян у московському математичному папірусі (бл. 1500 р. до н. е.) де риторично описувалися проблеми з невідомими, які називаються «задачами Аха». «Задачі Аха» включають пошук невідомих величин (відомих як «аха», «купа»), якщо відома сума цих величин та їхніх частин (папірус Райнда також містить чотири подібні задачі). Наприклад, у задачі 19 потрібно обчислити кількість, взяту 1+1⁄2 рази та додану до 4, щоб отримати 10. У сучасних математичних позначеннях: . Приблизно в той же час у Месопотамії математика стародавнього вавилонського періоду (бл. 2000 р. до н. е. — 1500 р. до н. е.) була більш розвиненою і також вивчала квадратичні та кубічні рівняння.
У працях стародавньої Греції, таких як Начала Евкліда (бл. 300 р. до н. е.), математика описувалася геометрично. Наприклад, твердження 1 Книги II Начал Евкліда містить таке твердження:
«Якщо є дві прямі, і одна з них розділена на будь-яку кількість сегментів, прямокутник, обмежений двома прямими, дорівнює прямокутникам, обмеженим нерозділеною прямою та кожним із сегментів.»
Це відповідає алгебраїчній тотожності a(b+c)=ab+ac (дистрибутивність), але описується повністю геометрично. Евклід та інші грецькі геометри також використовували окремі літери для позначення геометричних точок і фігур. Такий тип алгебри тепер іноді називають [en].
Діофант [en] започаткував форму [en] у своїй [en] (бл. 200 р. н. е.), яка запровадила символічне маніпулювання виразами з невідомими та степенями, але без сучасних символів [en] (таких як рівність чи нерівність) або показників. Невідоме число називалося . Квадрат мав назву ; куб називався ; четвертий степінь називався ; а п'ятий степінь називався . Таким чином, вираз, записаний в сучасних позначеннях:буде записаний у синкопованій нотації Діофанта як:
У 7 столітті до нашої ери Брамагупта використовував різні кольори для представлення невідомих в алгебраїчних рівняннях у [en]. Один розділ цієї книги називається «Рівняння кількох кольорів». Грецькі та інші стародавні математичні досягнення часто потрапляли в пастку тривалих періодів застою, тому революційних змін у нотації було небагато, але ситуація почала змінюватися на початку раннього нового періоду.
Ранній новий період
Наприкінці 16 століття Франсуа Вієт запропонував ідею представлення відомих і невідомих чисел літерами, які сьогодні називаються змінними, і ідею обчислення з ними так, ніби вони є числами, з метою отримання результату шляхом простої заміни. Конвенція Вієта полягала в тому, щоб використовувати приголосні для відомих значень і голосні для невідомих.
У 1637 році Рене Декарт «запропонував конвенцію про представлення невідомих у рівняннях за допомогою x, y і z, а відомих — за допомогою a, b і c». На відміну від конвенції Вієта, конвенція Декарта все ще широко використовується. Історія літери x в математиці обговорювалася в статті Scientific American 1887 року.
Починаючи з 1660-х років Ісаак Ньютон і Готфрід Вільгельм Лейбніц незалежно один від одного розробили числення нескінченно малих величин, яке, по суті, полягає у вивченні того, як нескінченно мала зміна величини, що змінюється в часі і називається [en], викликає відповідну зміну іншої величини, яка є функцією першої змінної. Майже століття потому Леонард Ейлер закріпив термінологію числення нескінченно малих величин і ввів позначення y = f(x) для функції f, її змінної x і її значення y. До кінця 19 століття слово змінна стосувалося майже виключно аргументів і [en] функцій.
У другій половині 19 століття з'ясувалося, що основи числення нескінченно малих величин не були достатньо формалізовані, щоб мати справу з очевидними парадоксами, такими як неперервна функція, яка не є диференційованою в жодній точці. Щоб вирішити цю проблему, Карл Веєрштрасс запропонував новий формалізм, який полягає в заміні інтуїтивного поняття границі формальним визначенням. Попереднім визначенням границі було «коли змінна x змінюється і прямує до a, тоді f(x) прямує до L», без будь-якого точного визначення «прямує». Веєрштрасс замінив це речення формулою
в якому жодна з п'яти змінних не розглядається як змінна.
Це статичне формулювання призвело до сучасного поняття змінної, яка є просто символом, що представляє математичний об'єкт який або невідомий, або може бути замінений будь-яким елементом заданої множини (наприклад, множини дійсних чисел).
Позначення
Змінні, як правило, позначаються однією літерою, найчастіше з латинської абетки і рідше з грецької; літери можуть бути малими або великими. Після літери може стояти індекс: число (як у x2), інша змінна (xi), слово або абревіатура слова як позначка (xtotal) або математичний вираз (x2i+1). Під впливом інформатики, деякі назви змінних у чистій математиці складаються з кількох літер і цифр. Слідом за Рене Декартом (1596—1650), літери на початку англійської абетки, такі як a, b, c зазвичай використовуються для відомих значень і параметрів, а літери в кінці абетки, такі як x, y, z — для невідомих і змінних функцій. У друкованій математиці нормою є використання змінних і констант курсивом.
Наприклад, загальна квадратична функція умовно записується як ax2 + bx + c, де a, b і c — параметри (їх також називають константами, оскільки вони є сталими функціями), а x — змінна функції. Більш явним способом позначення цієї функції є x ↦ ax2 + bx + c, що пояснює статус x як аргументу функції і сталість a, b та c. Оскільки c зустрічається в виразі, який є постійною функцією x, його називають [en].
Різні розділи та застосування математики мають свої [en] змінних. Змінним зі схожими ролями або значеннями часто призначаються послідовні літери або та сама літера з різними нижніми індексами. Наприклад, три осі в тривимірному координатному просторі традиційно називаються x, y і z. У фізиці назви змінних значною мірою визначаються фізичною величиною, яку вони описують, але існують різні домовленості про найменування. Конвенція, якої часто дотримуються в теорії імовірності та статистиці полягає в використанні X, Y, Z для назв випадкових величин, залишаючи x, y, z для змінних, що представляють відповідні відомі або спостережувані значення.
Загальноприйняті імена змінних
- a, b, c, d (іноді розширюється до e, f) для параметрів або коефіцієнтів
- a0, a1, a2, … для ситуацій, коли різні літери незручні
- ai або ui для i-го члена послідовності або i-го коефіцієнта ряду
- f, g, h для функцій (як у f(x))
- i, j, k (іноді l або h) для змінних цілих чисел або індексів в індексованому сімействі або одиничних векторах
- l і w для довжини та ширини фігур
- l також для прямої (лінії) або в теорії чисел для простого числа, яке не дорівнює p
- n (або альтернативне позначення m) для фіксованого цілого числа, такого як кількість об'єктів або степінь полінома
- p для простого числа або імовірності
- q для степеня простого числа або частки
- r для радіуса, остачі або коефіцієнта кореляції
- t для часу
- x, y, z для трьох декартових координат точки в евклідовій геометрі або відповідних осей
- z для комплексного числа або в статистиці для змінної з нормальним розподілом
- α, β, γ, θ, φ для мір кутів
- ε (або альтернативне позначення δ) для як завгодно малого додатного числа
- λ для власного значення
- Σ (велика сигма) для суми або σ (маленька сигма) у статистиці для стандартного відхилення
- μ для середнього значення
Класифікація змінних
Зазвичай змінні відіграють різні ролі в одній і тій самій математичній формулі, і для їх розрізнення були введені назви або кваліфікатори. Наприклад, загальне кубічне рівняння
інтерпретується як таке, що має п'ять змінних: чотири з яких, a, b, c, d, вважаються заданими числами, а п'ята змінна, x, вважається невідомим числом. Щоб відрізнити їх, змінну x називають невідомою, а інші змінні називають параметрами або коефіцієнтами, або іноді константами, хоча остання термінологія є некоректною для рівняння та має бути зарезервована для функції, визначеної лівою частиною цього рівняння.
У контексті функцій термін змінна зазвичай відноситься до аргументів функцій. Зазвичай це має місце в таких реченнях, як «[en]», «x — змінна функції f : x ↦ f(x)», «f — функція змінної x» (це означає, що змінна x посилається на аргумент функції).
У цьому ж контексті змінні, які не залежать від x, визначають сталі функції і тому їх називають константами. Наприклад, стала інтегрування є довільною сталою функцією, яка додається до певної первісної, щоб отримати інші первісні. Через тісний зв'язок між поліномами та поліноміальними функціями, термін «константа» часто використовується для позначення коефіцієнтів полінома, які є сталими функціями невизначених величин.
Інші назви змінних включають:
- Невідоме — це змінна в рівнянні, яку потрібно знайти.
- [en] — це символ, який зазвичай називають змінною, що з'являється в многочлені або формальному степеневому ряді. Формально кажучи, невизначене — це не змінна, а константа в кільці многочленів або кільці формальних степеневих рядів. Однак через сильний зв'язок між поліномами або степеневими рядами та функціями, які вони визначають, багато авторів розглядають невизначені величини як особливий вид змінних.
- Параметр — це величина (зазвичай число), яка є частиною вхідних даних задачі та залишається постійною протягом усього розв'язання цієї задачі. Наприклад, у механіці маса і розмір твердого тіла є параметрами для вивчення його руху. В інформатиці, параметр має інше значення і позначає аргумент функції.
- Вільні і зв'язані змінні
- Випадкова величина — це різновид змінної, яка використовується в теорії ймовірностей та її застосуваннях.
Всі ці найменування змінних мають семантичний характер, а спосіб роботи з ними ([en]) є однаковим для всіх.
Залежні і незалежні змінні
В диференціальному та інтегральному численні та його застосуваннях до фізики та інших наук досить поширеним є розгляд змінної, скажімо y, можливі значення якої залежать від значення іншої змінної, скажімо x. З математичної точки зору, залежна змінна y представляє значення функції від x. Щоб спростити формули, часто корисно використовувати той самий символ для залежної змінної y та функції, що відображає x на y. Наприклад, стан фізичної системи залежить від вимірюваних величин, таких як тиск, температура, положення в просторі, …, і всі ці величини змінюються, коли система розвивається, тобто вони є функцією часу. У формулах, що описують систему, ці величини представлені змінними, які залежать від часу, і, таким чином, неявно розглядаються як функції часу.
Тому у формулі залежна змінна — це змінна, яка неявно є функцією іншої (або кількох інших) змінних. Незалежна змінна — це змінна, яка не є залежною.
Властивість змінної бути залежною або незалежною часто залежить від точки зору і не є її внутрішньою властивістю. Наприклад, у позначенні f(x, y, z), усі три змінні можуть бути незалежними, і це позначення представляє функцію трьох змінних. З іншого боку, якщо y і z залежать від x (є залежними змінними) тоді позначення представляє функцію однієї незалежної змінної x.
Приклади
Визначмо функцію f, яка приймає і повертає дійсні числа як
тоді x є змінною, що представляє аргумент функції, який може бути будь-яким дійсним числом.
В тотожності
змінна i є змінною підсумовування, яка по черзі позначає кожне з цілих чисел 1, 2, ..., n (вона також називається індексом оскільки її варіація стосується дискретного набору значень), тоді як n є параметром (не змінюється в межах формули).
У теорії многочленів поліном 2 ступеня зазвичай позначається як ax2 + bx + c, де a, b і c називаються коефіцієнтами (вони вважаються фіксованими, тобто параметрами задачі, що розглядається), а x називається змінною. Коли вивчають цей многочлен як частину поліноміальної функції, x означає аргумент функції. Коли многочлен розглядається як окремий об'єкт, x вважається невизначеним і часто пишеться з великої літери, щоб підкреслити цей статус.
Приклад: закон ідеального газу
Розглянемо рівняння, що описує закон ідеального газу, Це рівняння зазвичай інтерпретується як таке, що має чотири змінні та одну константу. Константою є kB, стала Больцмана. Одна зі змінних, N, кількість частинок, є додатним цілим числом (і, отже, дискретною змінною), тоді як інші три, P, V і T, які позначають тиск, об'єм та температуру, є безперервними змінними.
Можна змінити це рівняння, щоб отримати P як функцію інших змінних, Тоді P як функція інших змінних, є залежною змінною, а її аргументи, V, N і T, є незалежними змінними. Можна підійти до цієї функції більш формально та розглянути її область визначення та діапазон: у нотації функції, тут P – це функція .
Проте в експерименті, щоб визначити залежність тиску від однієї з незалежних змінних, необхідно зафіксувати всі змінні, крім однієї, скажімо T. Це призводить до функції де N і V тепер також розглядаються як константи. Математично це є [en] попередньої функції P.
Цей приклад ілюструє, як незалежні змінні та константи значною мірою залежать від прийнятої точки зору. Можна навіть розглядати kB як змінну щоб отримати функцію
Простір модулів
Розгляд констант і змінних може привести до концепції просторів модулів. Для ілюстрації розглянемо рівняння параболи, де всі a, b, c, x і y вважаються дійсними. Множина точок (x, y) у двовимірній площині, що задовольняє це рівняння, окреслює графік параболи. Тут, a, b і c розглядаються як константи, які визначають параболу, тоді як x і y є змінними.
Замість того, щоб розглядати a, b і c як змінні, ми спостерігаємо, що кожен набір із 3-кортежів (a, b, c) відповідає різній параболі. Тобто вони вказують координати у «просторі парабол», відомому як простір модулів парабол.
Див. також
- Основні типи шкал
- Категорійна змінна
- Лямбда-числення
- Латентна змінна
- Фізичні константи
- [en]
Посилання
- Sobolev, S.K. (originator). Individual variable. Encyclopedia of Mathematics (англ.). [en]. ISBN 1402006098. Процитовано 5 вересня 2024.
A symbol of a formal language used to denote an arbitrary element (individual) in the structure described by this language.
- Beckenbach, Edwin F (1982). College algebra (англ.) (вид. 5th). Wadsworth. ISBN 0-534-01007-5.
A variable is a symbol representing an unspecified element of a given set.
- Landin, Joseph (1989). An Introduction to Algebraic Structures (англ.). New York: [en]. с. 204. ISBN 0-486-65940-2.
A variable is a symbol that holds a place for constants.
- ISO 80000-2:2019 (PDF). Quantities and units, Part 2: Mathematics (англ.). International Organization for Standardization. Архів оригіналу за 15 вересня 2019. Процитовано 15 вересня 2019.
- Stover & Weisstein.
- van Dalen, Dirk (2008). Logic and Structure (PDF). Springer-Verlag (англ.) (вид. 4th): 57. doi:10.1007/978-3-540-85108-0. ISBN 978-3-540-20879-2.
- Feys, Robert; Fitch, Frederic Brenton (1969). Dictionary of symbols of mathematical logic (англ.). Amsterdam: North-Holland Pub. Co. LCCN 67030883.
- Shapiro, Stewart; Kouri Kissel, Teresa (2024), Classical Logic, у Zalta, Edward N.; Nodelman, Uri (ред.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (англ.) (вид. Spring 2024), Metaphysics Research Lab, Stanford University, процитовано 1 вересня 2024
- Clagett, Marshall. 1999. Ancient Egyptian Science: A Source Book. Volume 3: Ancient Egyptian Mathematics. Memoirs of the American Philosophical Society 232. Philadelphia: American Philosophical Society. ISBN 0-87169-232-5
- Boyer, Carl B. (Carl Benjamin) (1991). A History of Mathematics (англ.). New York: Wiley. ISBN 978-0-471-54397-8.
- Diophantine Equations. Submitted by: Aaron Zerhusen, Chris Rakes, & Shasta Meece. MA 330—002. Dr. Carl Eberhart. 16 February 1999.
- Boyer (1991). «Revival and Decline of Greek Mathematics». p. 178. «Головна відмінність діофантової синкопи від сучасної алгебраїчної нотації полягає у відсутності спеціальних символів для операцій і відношень, а також експоненціальної нотації»
- A History of Greek Mathematics: From Aristarchus to Diophantus. By Sir Thomas Little Heath. Pg 456
- A History of Greek Mathematics: From Aristarchus to Diophantus. By Sir Thomas Little Heath. Pg 458
- Tabak, 2014, с. 40.
- Fraleigh, 1989, 276.
- Sorell, 2000, p. 19.
- Scientific American (англ.). p. 148: Munn & Company. 3 вересня 1887.
- Edwards Art. 4
- Hosch, 2010, с. 71.
- Foerster, 2006, 18.
- Weisstein, Eric W. Sum. mathworld.wolfram.com (англ.). Процитовано 14 лютого 2022.
- Edwards Art. 5
- Edwards Art. 6
Джерела
- Змінна в логіці // Філософський енциклопедичний словник / В. І. Шинкарук (гол. редкол.) та ін. — Київ : Інститут філософії імені Григорія Сковороди НАН України : Абрис, 2002. — 742 с. — 1000 екз. — ББК 87я2. — ISBN 966-531-128-X.
- Edwards, Joseph (1892). An Elementary Treatise on the Differential Calculus (вид. 2nd). London: MacMillan and Co.
- Foerster, Paul A. (2006). Algebra and Trigonometry: Functions and Applications (вид. classics). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-165711-3.
- Fraleigh, John B. (1989). A First Course in Abstract Algebra (вид. 4th). United States: Addison-Wesley. ISBN 978-0-201-52821-3.
- Hosch, William L., ред. (2010). The Britannica Guide to Algebra and Trigonometry. Britannica Educational Publishing. ISBN 978-1-61530-219-2.
- Menger, Karl (1954). On Variables in Mathematics and in Natural Science. The British Journal for the Philosophy of Science. University of Chicago Press. 5 (18): 134—142. doi:10.1093/bjps/V.18.134. JSTOR 685170.
- Peregrin, Jaroslav (2000). Variables in Natural Language: Where do they come from? (PDF). У Böttner, Michael; Thümmel, Wolf (ред.). Variable-Free Semantics. Osnabrück Secolo. с. 46—65. ISBN 978-3-929979-53-4.
- Quine, Willard V. (1960). Variables Explained Away (PDF). Proceedings of the American Philosophical Society. American Philosophical Society. 104 (3): 343—347. JSTOR 985250.
- Sorell, Tom (2000). Descartes: A Very Short Introduction (англ.). New York: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-285409-4.
- Stover, Christopher; Weisstein, Eric W. Variable. У Weisstein, Eric W. (ред.). Wolfram MathWorld (англ.). Wolfram Research. Процитовано 22 листопада 2021.
- Tabak, John (2014). Algebra: Sets, Symbols, and the Language of Thought (англ.). Infobase Publishing. ISBN 978-0-8160-6875-3.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Ne plutati z Zminna programuvannya U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Zminna znachennya Zminna u matematici angl variable vid lat variabilis sho piddayetsya zminam simvol zazvichaj litera sho poznachaye neviznachenij matematichnij ob yekt U neformalnomu spilkuvanni kazhut sho zminna predstavlyaye abo poznachaye ob yekt a bud yakij dopustimij kandidat na rol ob yekta ye en zminnoyi Znachennya yaki mozhe prijmati zminna zazvichaj odnogo tipu chasto znachennyami ye chisla Bilsh konkretno zadiyani znachennya mozhut utvoryuvati mnozhinu taku yak mnozhina dijsnih chisel Ob yekt ne zavzhdi povinen isnuvati abo mozhe buti neviznachenim chi isnuye hocha b odin dopustimij kandidat chi ni Napriklad mozhna predstaviti dva cili chisla za dopomogoyu zminnih p i q i vimagati shob znachennya kvadrata p bulo podvoyenim kvadratom q sho v algebrayichnij notaciyi mozhna zapisati yak p2 2 q2 Ostatochnij dokaz togo sho cyu rivnist nemozhlivo zadovolniti koli p i q obmezheni cilimi chislami ne ye ochevidnim ale vin buv vidomij z davnih chasiv i z tih pir mav velikij vpliv na matematiku Spochatku termin zminna vikoristovuvavsya perevazhno dlya argumentu funkciyi u comu vipadku argument mozhe zminyuvatis v oblasti viznachennya funkciyi Ce poyasnyuye vibir cogo terminu Krim togo zminni vikoristovuyutsya dlya poznachennya znachen funkcij napriklad y displaystyle y v y f x displaystyle y f x Zminna mozhe predstavlyati neviznachene chislo yake zalishayetsya fiksovanim pid chas virishennya zadachi u comu vipadku jogo chasto nazivayut parametrom Zminna mozhe poznachati nevidome chislo yake neobhidno viznachiti u comu vipadku vono nazivayetsya nevidomim napriklad u kvadratnomu rivnyanni ax2 bx c 0 displaystyle ax 2 bx c 0 zminni a b c displaystyle a b c ye parametrami a x displaystyle x ye nevidomim Inodi odin i toj zhe simvol mozhna vikoristovuvati dlya poznachennya yak zminnoyi tak i konstanti tobto chitko viznachenogo matematichnogo ob yekta Napriklad grecka litera p zazvichaj poznachaye chislo p ale takozh vikoristovuyetsya dlya poznachennya proyekciyi Podibnim chinom litera e chasto poznachaye chislo Ejlera ale yiyi vikoristovuyut dlya poznachennya nepriznachenogo koeficiyenta dlya polinomiv en ta vishogo stepenya Navit simvol 1 displaystyle 1 vikoristovuyetsya dlya poznachennya nejtralnogo elementa dovilnogo polya Ci dva ponyattya vikoristovuyutsya majzhe odnakovo tomu zazvichaj potribno znati chi poznachaye danij simvol zminnu chi konstantu Zminni chasto vikoristovuyutsya dlya predstavlennya matric funkcij yihnih argumentiv mnozhin ta yihnih elementiv vektoriv prostoriv tosho U matematichnij logici zminna ye simvolom yakij abo predstavlyaye neviznachenu konstantu teoriyi abo pidlyagaye kilkisnij ocinci IstoriyaDlya shirshogo visvitlennya ciyeyi temi div en i Istoriya matematichnih poznachen Rannya istoriya Papirus Rajnda Najdavnishi prikladi vikoristannya nevidomoyi velichini vidnosyatsya prinajmni do starodavnih yegiptyan u moskovskomu matematichnomu papirusi bl 1500 r do n e de ritorichno opisuvalisya problemi z nevidomimi yaki nazivayutsya zadachami Aha Zadachi Aha vklyuchayut poshuk nevidomih velichin vidomih yak aha kupa yaksho vidoma suma cih velichin ta yihnih chastin papirus Rajnda takozh mistit chotiri podibni zadachi Napriklad u zadachi 19 potribno obchisliti kilkist vzyatu 1 1 2 razi ta dodanu do 4 shob otrimati 10 U suchasnih matematichnih poznachennyah 32x 4 10 textstyle frac 3 2 x 4 10 Priblizno v toj zhe chas u Mesopotamiyi matematika starodavnogo vavilonskogo periodu bl 2000 r do n e 1500 r do n e bula bilsh rozvinenoyu i takozh vivchala kvadratichni ta kubichni rivnyannya Storinka z Nachal Evklida U pracyah starodavnoyi Greciyi takih yak Nachala Evklida bl 300 r do n e matematika opisuvalasya geometrichno Napriklad tverdzhennya 1 Knigi II Nachal Evklida mistit take tverdzhennya Yaksho ye dvi pryami i odna z nih rozdilena na bud yaku kilkist segmentiv pryamokutnik obmezhenij dvoma pryamimi dorivnyuye pryamokutnikam obmezhenim nerozdilenoyu pryamoyu ta kozhnim iz segmentiv Ce vidpovidaye algebrayichnij totozhnosti a b c ab ac distributivnist ale opisuyetsya povnistyu geometrichno Evklid ta inshi grecki geometri takozh vikoristovuvali okremi literi dlya poznachennya geometrichnih tochok i figur Takij tip algebri teper inodi nazivayut en Diofant en zapochatkuvav formu en u svoyij en bl 200 r n e yaka zaprovadila simvolichne manipulyuvannya virazami z nevidomimi ta stepenyami ale bez suchasnih simvoliv en takih yak rivnist chi nerivnist abo pokaznikiv Nevidome chislo nazivalosya z displaystyle zeta Kvadrat z displaystyle zeta mav nazvu Dv displaystyle Delta v kub nazivavsya Kv displaystyle K v chetvertij stepin nazivavsya DvD displaystyle Delta v Delta a p yatij stepin nazivavsya DKv displaystyle Delta K v Takim chinom viraz zapisanij v suchasnih poznachennyah x3 2x2 10x 1 displaystyle x 3 2x 2 10x 1 bude zapisanij u sinkopovanij notaciyi Diofanta yak Kya zi Dyb Ma displaystyle mathrm K upsilon overline alpha zeta overline iota pitchfork Delta upsilon overline beta mathrm M overline alpha U 7 stolitti do nashoyi eri Bramagupta vikoristovuvav rizni kolori dlya predstavlennya nevidomih v algebrayichnih rivnyannyah u en Odin rozdil ciyeyi knigi nazivayetsya Rivnyannya kilkoh koloriv Grecki ta inshi starodavni matematichni dosyagnennya chasto potraplyali v pastku trivalih periodiv zastoyu tomu revolyucijnih zmin u notaciyi bulo nebagato ale situaciya pochala zminyuvatisya na pochatku rannogo novogo periodu Rannij novij period Naprikinci 16 stolittya Fransua Viyet zaproponuvav ideyu predstavlennya vidomih i nevidomih chisel literami yaki sogodni nazivayutsya zminnimi i ideyu obchislennya z nimi tak nibi voni ye chislami z metoyu otrimannya rezultatu shlyahom prostoyi zamini Konvenciya Viyeta polyagala v tomu shob vikoristovuvati prigolosni dlya vidomih znachen i golosni dlya nevidomih U 1637 roci Rene Dekart zaproponuvav konvenciyu pro predstavlennya nevidomih u rivnyannyah za dopomogoyu x y i z a vidomih za dopomogoyu a b i c Na vidminu vid konvenciyi Viyeta konvenciya Dekarta vse she shiroko vikoristovuyetsya Istoriya literi x v matematici obgovoryuvalasya v statti Scientific American 1887 roku Pochinayuchi z 1660 h rokiv Isaak Nyuton i Gotfrid Vilgelm Lejbnic nezalezhno odin vid odnogo rozrobili chislennya neskinchenno malih velichin yake po suti polyagaye u vivchenni togo yak neskinchenno mala zmina velichini sho zminyuyetsya v chasi i nazivayetsya en viklikaye vidpovidnu zminu inshoyi velichini yaka ye funkciyeyu pershoyi zminnoyi Majzhe stolittya potomu Leonard Ejler zakripiv terminologiyu chislennya neskinchenno malih velichin i vviv poznachennya y f x dlya funkciyi f yiyi zminnoyi x i yiyi znachennya y Do kincya 19 stolittya slovo zminna stosuvalosya majzhe viklyuchno argumentiv i en funkcij U drugij polovini 19 stolittya z yasuvalosya sho osnovi chislennya neskinchenno malih velichin ne buli dostatno formalizovani shob mati spravu z ochevidnimi paradoksami takimi yak neperervna funkciya yaka ne ye diferencijovanoyu v zhodnij tochci Shob virishiti cyu problemu Karl Veyershtrass zaproponuvav novij formalizm yakij polyagaye v zamini intuyitivnogo ponyattya granici formalnim viznachennyam Poperednim viznachennyam granici bulo koli zminna x zminyuyetsya i pryamuye do a todi f x pryamuye do L bez bud yakogo tochnogo viznachennya pryamuye Veyershtrass zaminiv ce rechennya formuloyu ϵ gt 0 h gt 0 x x a lt h displaystyle forall epsilon gt 0 exists eta gt 0 forall x x a lt eta L f x lt ϵ displaystyle Rightarrow L f x lt epsilon v yakomu zhodna z p yati zminnih ne rozglyadayetsya yak zminna Ce statichne formulyuvannya prizvelo do suchasnogo ponyattya zminnoyi yaka ye prosto simvolom sho predstavlyaye matematichnij ob yekt yakij abo nevidomij abo mozhe buti zaminenij bud yakim elementom zadanoyi mnozhini napriklad mnozhini dijsnih chisel PoznachennyaZminni yak pravilo poznachayutsya odniyeyu literoyu najchastishe z latinskoyi abetki i ridshe z greckoyi literi mozhut buti malimi abo velikimi Pislya literi mozhe stoyati indeks chislo yak u x2 insha zminna xi slovo abo abreviatura slova yak poznachka xtotal abo matematichnij viraz x2i 1 Pid vplivom informatiki deyaki nazvi zminnih u chistij matematici skladayutsya z kilkoh liter i cifr Slidom za Rene Dekartom 1596 1650 literi na pochatku anglijskoyi abetki taki yak a b c zazvichaj vikoristovuyutsya dlya vidomih znachen i parametriv a literi v kinci abetki taki yak x y z dlya nevidomih i zminnih funkcij U drukovanij matematici normoyu ye vikoristannya zminnih i konstant kursivom Napriklad zagalna kvadratichna funkciya umovno zapisuyetsya yak ax2 bx c de a b i c parametri yih takozh nazivayut konstantami oskilki voni ye stalimi funkciyami a x zminna funkciyi Bilsh yavnim sposobom poznachennya ciyeyi funkciyi ye x ax2 bx c sho poyasnyuye status x yak argumentu funkciyi i stalist a b ta c Oskilki c zustrichayetsya v virazi yakij ye postijnoyu funkciyeyu x jogo nazivayut en Rizni rozdili ta zastosuvannya matematiki mayut svoyi en zminnih Zminnim zi shozhimi rolyami abo znachennyami chasto priznachayutsya poslidovni literi abo ta sama litera z riznimi nizhnimi indeksami Napriklad tri osi v trivimirnomu koordinatnomu prostori tradicijno nazivayutsya x y i z U fizici nazvi zminnih znachnoyu miroyu viznachayutsya fizichnoyu velichinoyu yaku voni opisuyut ale isnuyut rizni domovlenosti pro najmenuvannya Konvenciya yakoyi chasto dotrimuyutsya v teoriyi imovirnosti ta statistici polyagaye v vikoristanni X Y Z dlya nazv vipadkovih velichin zalishayuchi x y z dlya zminnih sho predstavlyayut vidpovidni vidomi abo sposterezhuvani znachennya Zagalnoprijnyati imena zminnih a b c d inodi rozshiryuyetsya do e f dlya parametriv abo koeficiyentiv a0 a1 a2 dlya situacij koli rizni literi nezruchni ai abo ui dlya i go chlena poslidovnosti abo i go koeficiyenta ryadu f g h dlya funkcij yak u f x i j k inodi l abo h dlya zminnih cilih chisel abo indeksiv v indeksovanomu simejstvi abo odinichnih vektorah l i w dlya dovzhini ta shirini figur l takozh dlya pryamoyi liniyi abo v teoriyi chisel dlya prostogo chisla yake ne dorivnyuye p n abo alternativne poznachennya m dlya fiksovanogo cilogo chisla takogo yak kilkist ob yektiv abo stepin polinoma p dlya prostogo chisla abo imovirnosti q dlya stepenya prostogo chisla abo chastki r dlya radiusa ostachi abo koeficiyenta korelyaciyi t dlya chasu x y z dlya troh dekartovih koordinat tochki v evklidovij geometri abo vidpovidnih osej z dlya kompleksnogo chisla abo v statistici dlya zminnoyi z normalnim rozpodilom a b g 8 f dlya mir kutiv e abo alternativne poznachennya d dlya yak zavgodno malogo dodatnogo chisla l dlya vlasnogo znachennya S velika sigma dlya sumi abo s malenka sigma u statistici dlya standartnogo vidhilennya m dlya serednogo znachennyaKlasifikaciya zminnihZazvichaj zminni vidigrayut rizni roli v odnij i tij samij matematichnij formuli i dlya yih rozriznennya buli vvedeni nazvi abo kvalifikatori Napriklad zagalne kubichne rivnyannya ax3 bx2 cx d 0 displaystyle ax 3 bx 2 cx d 0 interpretuyetsya yak take sho maye p yat zminnih chotiri z yakih a b c d vvazhayutsya zadanimi chislami a p yata zminna x vvazhayetsya nevidomim chislom Shob vidrizniti yih zminnu x nazivayut nevidomoyu a inshi zminni nazivayut parametrami abo koeficiyentami abo inodi konstantami hocha ostannya terminologiya ye nekorektnoyu dlya rivnyannya ta maye buti zarezervovana dlya funkciyi viznachenoyi livoyu chastinoyu cogo rivnyannya U konteksti funkcij termin zminna zazvichaj vidnositsya do argumentiv funkcij Zazvichaj ce maye misce v takih rechennyah yak en x zminna funkciyi f x f x f funkciya zminnoyi x ce oznachaye sho zminna x posilayetsya na argument funkciyi U comu zh konteksti zminni yaki ne zalezhat vid x viznachayut stali funkciyi i tomu yih nazivayut konstantami Napriklad stala integruvannya ye dovilnoyu staloyu funkciyeyu yaka dodayetsya do pevnoyi pervisnoyi shob otrimati inshi pervisni Cherez tisnij zv yazok mizh polinomami ta polinomialnimi funkciyami termin konstanta chasto vikoristovuyetsya dlya poznachennya koeficiyentiv polinoma yaki ye stalimi funkciyami neviznachenih velichin Inshi nazvi zminnih vklyuchayut Nevidome ce zminna v rivnyanni yaku potribno znajti en ce simvol yakij zazvichaj nazivayut zminnoyu sho z yavlyayetsya v mnogochleni abo formalnomu stepenevomu ryadi Formalno kazhuchi neviznachene ce ne zminna a konstanta v kilci mnogochleniv abo kilci formalnih stepenevih ryadiv Odnak cherez silnij zv yazok mizh polinomami abo stepenevimi ryadami ta funkciyami yaki voni viznachayut bagato avtoriv rozglyadayut neviznacheni velichini yak osoblivij vid zminnih Parametr ce velichina zazvichaj chislo yaka ye chastinoyu vhidnih danih zadachi ta zalishayetsya postijnoyu protyagom usogo rozv yazannya ciyeyi zadachi Napriklad u mehanici masa i rozmir tverdogo tila ye parametrami dlya vivchennya jogo ruhu V informatici parametr maye inshe znachennya i poznachaye argument funkciyi Vilni i zv yazani zminni Vipadkova velichina ce riznovid zminnoyi yaka vikoristovuyetsya v teoriyi jmovirnostej ta yiyi zastosuvannyah Vsi ci najmenuvannya zminnih mayut semantichnij harakter a sposib roboti z nimi en ye odnakovim dlya vsih Zalezhni i nezalezhni zminni Dokladnishe Zalezhna i nezalezhna zminni V diferencialnomu ta integralnomu chislenni ta jogo zastosuvannyah do fiziki ta inshih nauk dosit poshirenim ye rozglyad zminnoyi skazhimo y mozhlivi znachennya yakoyi zalezhat vid znachennya inshoyi zminnoyi skazhimo x Z matematichnoyi tochki zoru zalezhna zminna y predstavlyaye znachennya funkciyi vid x Shob sprostiti formuli chasto korisno vikoristovuvati toj samij simvol dlya zalezhnoyi zminnoyi y ta funkciyi sho vidobrazhaye x na y Napriklad stan fizichnoyi sistemi zalezhit vid vimiryuvanih velichin takih yak tisk temperatura polozhennya v prostori i vsi ci velichini zminyuyutsya koli sistema rozvivayetsya tobto voni ye funkciyeyu chasu U formulah sho opisuyut sistemu ci velichini predstavleni zminnimi yaki zalezhat vid chasu i takim chinom neyavno rozglyadayutsya yak funkciyi chasu Tomu u formuli zalezhna zminna ce zminna yaka neyavno ye funkciyeyu inshoyi abo kilkoh inshih zminnih Nezalezhna zminna ce zminna yaka ne ye zalezhnoyu Vlastivist zminnoyi buti zalezhnoyu abo nezalezhnoyu chasto zalezhit vid tochki zoru i ne ye yiyi vnutrishnoyu vlastivistyu Napriklad u poznachenni f x y z usi tri zminni mozhut buti nezalezhnimi i ce poznachennya predstavlyaye funkciyu troh zminnih Z inshogo boku yaksho y i z zalezhat vid x ye zalezhnimi zminnimi todi poznachennya predstavlyaye funkciyu odniyeyi nezalezhnoyi zminnoyi x Prikladi Viznachmo funkciyu f yaka prijmaye i povertaye dijsni chisla yak f x x2 sin x 4 displaystyle f x x 2 sin x 4 todi x ye zminnoyu sho predstavlyaye argument funkciyi yakij mozhe buti bud yakim dijsnim chislom V totozhnosti i 1ni n2 n2 displaystyle sum i 1 n i frac n 2 n 2 zminna i ye zminnoyu pidsumovuvannya yaka po cherzi poznachaye kozhne z cilih chisel 1 2 n vona takozh nazivayetsya indeksom oskilki yiyi variaciya stosuyetsya diskretnogo naboru znachen todi yak n ye parametrom ne zminyuyetsya v mezhah formuli U teoriyi mnogochleniv polinom 2 stupenya zazvichaj poznachayetsya yak ax2 bx c de a b i c nazivayutsya koeficiyentami voni vvazhayutsya fiksovanimi tobto parametrami zadachi sho rozglyadayetsya a x nazivayetsya zminnoyu Koli vivchayut cej mnogochlen yak chastinu polinomialnoyi funkciyi x oznachaye argument funkciyi Koli mnogochlen rozglyadayetsya yak okremij ob yekt x vvazhayetsya neviznachenim i chasto pishetsya z velikoyi literi shob pidkresliti cej status Priklad zakon idealnogo gazu Rozglyanemo rivnyannya sho opisuye zakon idealnogo gazu PV NkBT displaystyle PV Nk text B T Ce rivnyannya zazvichaj interpretuyetsya yak take sho maye chotiri zminni ta odnu konstantu Konstantoyu ye kB stala Bolcmana Odna zi zminnih N kilkist chastinok ye dodatnim cilim chislom i otzhe diskretnoyu zminnoyu todi yak inshi tri P V i T yaki poznachayut tisk ob yem ta temperaturu ye bezperervnimi zminnimi Mozhna zminiti ce rivnyannya shob otrimati P yak funkciyu inshih zminnih P V N T NkBTV displaystyle P V N T frac Nk text B T V Todi P yak funkciya inshih zminnih ye zalezhnoyu zminnoyu a yiyi argumenti V N i T ye nezalezhnimi zminnimi Mozhna pidijti do ciyeyi funkciyi bilsh formalno ta rozglyanuti yiyi oblast viznachennya ta diapazon u notaciyi funkciyi tut P ce funkciya P R gt 0 N R gt 0 R displaystyle P mathbb R gt 0 times mathbb N times mathbb R gt 0 rightarrow mathbb R Prote v eksperimenti shob viznachiti zalezhnist tisku vid odniyeyi z nezalezhnih zminnih neobhidno zafiksuvati vsi zminni krim odniyeyi skazhimo T Ce prizvodit do funkciyi P T NkBTV displaystyle P T frac Nk text B T V de N i V teper takozh rozglyadayutsya yak konstanti Matematichno ce ye en poperednoyi funkciyi P Cej priklad ilyustruye yak nezalezhni zminni ta konstanti znachnoyu miroyu zalezhat vid prijnyatoyi tochki zoru Mozhna navit rozglyadati kB yak zminnu shob otrimati funkciyu P V N T kB NkBTV displaystyle P V N T k text B frac Nk text B T V Prostir modulivDiv takozh Prostir moduliv Rozglyad konstant i zminnih mozhe privesti do koncepciyi prostoriv moduliv Dlya ilyustraciyi rozglyanemo rivnyannya paraboli y ax2 bx c displaystyle y ax 2 bx c de vsi a b c x i y vvazhayutsya dijsnimi Mnozhina tochok x y u dvovimirnij ploshini sho zadovolnyaye ce rivnyannya okreslyuye grafik paraboli Tut a b i c rozglyadayutsya yak konstanti yaki viznachayut parabolu todi yak x i y ye zminnimi Zamist togo shob rozglyadati a b i c yak zminni mi sposterigayemo sho kozhen nabir iz 3 kortezhiv a b c vidpovidaye riznij paraboli Tobto voni vkazuyut koordinati u prostori parabol vidomomu yak prostir moduliv parabol Div takozhOsnovni tipi shkal Kategorijna zminna Lyambda chislennya Latentna zminna Fizichni konstanti en PosilannyaSobolev S K originator Individual variable Encyclopedia of Mathematics angl en ISBN 1402006098 Procitovano 5 veresnya 2024 A symbol of a formal language used to denote an arbitrary element individual in the structure described by this language Beckenbach Edwin F 1982 College algebra angl vid 5th Wadsworth ISBN 0 534 01007 5 A variable is a symbol representing an unspecified element of a given set Landin Joseph 1989 An Introduction to Algebraic Structures angl New York en s 204 ISBN 0 486 65940 2 A variable is a symbol that holds a place for constants ISO 80000 2 2019 PDF Quantities and units Part 2 Mathematics angl International Organization for Standardization Arhiv originalu za 15 veresnya 2019 Procitovano 15 veresnya 2019 Stover amp Weisstein van Dalen Dirk 2008 Logic and Structure PDF Springer Verlag angl vid 4th 57 doi 10 1007 978 3 540 85108 0 ISBN 978 3 540 20879 2 Feys Robert Fitch Frederic Brenton 1969 Dictionary of symbols of mathematical logic angl Amsterdam North Holland Pub Co LCCN 67030883 Shapiro Stewart Kouri Kissel Teresa 2024 Classical Logic u Zalta Edward N Nodelman Uri red The Stanford Encyclopedia of Philosophy angl vid Spring 2024 Metaphysics Research Lab Stanford University procitovano 1 veresnya 2024 Clagett Marshall 1999 Ancient Egyptian Science A Source Book Volume 3 Ancient Egyptian Mathematics Memoirs of the American Philosophical Society 232 Philadelphia American Philosophical Society ISBN 0 87169 232 5 Boyer Carl B Carl Benjamin 1991 A History of Mathematics angl New York Wiley ISBN 978 0 471 54397 8 Diophantine Equations Submitted by Aaron Zerhusen Chris Rakes amp Shasta Meece MA 330 002 Dr Carl Eberhart 16 February 1999 Boyer 1991 Revival and Decline of Greek Mathematics p 178 Golovna vidminnist diofantovoyi sinkopi vid suchasnoyi algebrayichnoyi notaciyi polyagaye u vidsutnosti specialnih simvoliv dlya operacij i vidnoshen a takozh eksponencialnoyi notaciyi A History of Greek Mathematics From Aristarchus to Diophantus By Sir Thomas Little Heath Pg 456 A History of Greek Mathematics From Aristarchus to Diophantus By Sir Thomas Little Heath Pg 458 Tabak 2014 s 40 Fraleigh 1989 276 Sorell 2000 p 19 Scientific American angl p 148 Munn amp Company 3 veresnya 1887 Edwards Art 4 Hosch 2010 s 71 Foerster 2006 18 Weisstein Eric W Sum mathworld wolfram com angl Procitovano 14 lyutogo 2022 Edwards Art 5 Edwards Art 6DzherelaZminna v logici Filosofskij enciklopedichnij slovnik V I Shinkaruk gol redkol ta in Kiyiv Institut filosofiyi imeni Grigoriya Skovorodi NAN Ukrayini Abris 2002 742 s 1000 ekz BBK 87ya2 ISBN 966 531 128 X Edwards Joseph 1892 An Elementary Treatise on the Differential Calculus vid 2nd London MacMillan and Co Foerster Paul A 2006 Algebra and Trigonometry Functions and Applications vid classics Upper Saddle River NJ Prentice Hall ISBN 978 0 13 165711 3 Fraleigh John B 1989 A First Course in Abstract Algebra vid 4th United States Addison Wesley ISBN 978 0 201 52821 3 Hosch William L red 2010 The Britannica Guide to Algebra and Trigonometry Britannica Educational Publishing ISBN 978 1 61530 219 2 Menger Karl 1954 On Variables in Mathematics and in Natural Science The British Journal for the Philosophy of Science University of Chicago Press 5 18 134 142 doi 10 1093 bjps V 18 134 JSTOR 685170 Peregrin Jaroslav 2000 Variables in Natural Language Where do they come from PDF U Bottner Michael Thummel Wolf red Variable Free Semantics Osnabruck Secolo s 46 65 ISBN 978 3 929979 53 4 Quine Willard V 1960 Variables Explained Away PDF Proceedings of the American Philosophical Society American Philosophical Society 104 3 343 347 JSTOR 985250 Sorell Tom 2000 Descartes A Very Short Introduction angl New York Oxford University Press ISBN 978 0 19 285409 4 Stover Christopher Weisstein Eric W Variable U Weisstein Eric W red Wolfram MathWorld angl Wolfram Research Procitovano 22 listopada 2021 Tabak John 2014 Algebra Sets Symbols and the Language of Thought angl Infobase Publishing ISBN 978 0 8160 6875 3