再请你回忆起平面几何上的一条定理来,那就是通过两个定点必能够画一条直线,而且也只能够画一条。所以,倘若你先在纸上画一条直线,只任意留下了两点,便将全线擦去,你若要再找出原来的那条直线,只需用你的尺子和铅笔将所留的两点连起来那就成了。你试试看,前后两条直线的位置有什么不同的地方没有?
前面说的只是点的位置,现在,我们更进一步来研究任意一段曲线,或是BC弧,我们也能够将它表示出来吗?
为了方便起见我和你先约束好:在水平线上从O起量出的距离我们用x代表,在垂直线上从O起量出的距离用y代表。这么一来,设若那段曲线上有一点P,从P向着OH和OV各画一条垂线,那么,无论P点在曲线上的什么地方,x和y都一定各有一个相应于这P点的位置的值。在BC一段曲线上,设想有一点P,从P向OH画一条垂线Pa,设若它和OH相交在a点;又从P向OV也画一条垂线Pb,设若它和OV相交在b点,Oa和Ob便是x和y相应于P点的值。你试在BC上另外取一点Q,依照这方法做起来,就可以看出x和y的值便不能同是Oa和Ob了。
接连在曲线BC上面,取一串的点,比如说是P1、P2、P3……从各点向OH和OV都画垂线,这就得出相应于P1、P2、P3……这些点的位置的x和y的值,x1、x2、x3……和y1、y2、y3……来。x的一串值x1、x2、x3……各都和y的一串值y1、y2、y3……中的一个相应。这些是你从图上一眼就会看得明白的。
倘若已将x和y的各自的一串值都画出,曲线BC的位置大体也就决定了。所以,实际上你若把P1、P2、P3……这一串点留着,而将曲线BC擦去,和前面画直线的一般,你就有方法能够再找出它来。因为x的每一个值,都相应于y的一串值中的一个,所以要决定曲线上的一点,我们就在OH上从O起取一段等于x的值,又在OV上从O起取一段等于相应于它的y的值。那么,这一点,就和前面的例子所说过的一般,便可完全决定。跟着,用同样的方法,将x的一串值和y的一串值都画出来,P1、P2、P3……这一串的点也就全然决定,曲线BC同样地也可将它决定了。
不过,这却要小心,前面我们说过,有了两点就可决定一条直线。在平面几何学上你还学过一条定理,有不在一条直线上的三点就可以决定一个圆周。但是一般的曲线,要有多少点才能将它决定,那是谁也回答不上来的,不是吗?曲线是弯来弯去的,没有画出来的时候哪个能完全明白它是怎样的弯法呢!所以,在实用上,真要由许多点来决定一条曲线,必须要画出很多的互相挨得很近的点,那条曲线才可以大体决定。并且这还须注意,无论怎样,倘然没有别的方法加以证明,你这样画出的总只是一条相近的曲线。
话说回头去,我们记好,以前所讲过的数学的函数的定义,把它来和这里所说的表示x和y的一串值的方法对照一番,这是有趣极了!我们既说,每一个x的值,都相应于y的一串值中的一个。那好,我们不是也就可以干干脆脆地说y是x的函数吗?要是掉过枪法,我们也就可以说x是y的函数。从这一点看起来,函数有些是可以用几何的方法表示的。
比如:y是x的函数,用几何的方法来表示就是这样:有一条曲线BC,又决定了x的大小,设若x等于Oa,我们实际上就可决定相当于它的y的值是Ob。
所以从解析数学这边看来,一个数学的函数是代表一条曲线的。但掉过头从几何那边看来,一条曲线就表示一个数学的函数。两边简直是合则双美的玩意儿。
要反过来说,也是非常容易的。假如有一个数学的函数:
y=f(x)
我们很能够给这函数一个几何的说明。