Как в учебнике
На рассматриваемой области запись $f(x)\propto g(x)$ означает существование постоянного множителя $c$, не зависящего от $x$, такого что $f(x)=c\,g(x)$ для всех допустимых $x$. Значение $c$ может зависеть от других параметров, которые в этом сравнении фиксированы.
Там, где $g(x)\ne0$, отношение $f(x)/g(x)$ должно оставаться равным $c$. Если $g(x)=0$, равенство требует и $f(x)=0$; делить на ноль при проверке нельзя. Пропорциональность проверяется на всей объявленной области, а не по одному удачному наблюдению.
При фиксированной цене за штуку стоимость пропорциональна количеству. Если добавить постоянную плату за доставку, зависимость $f(x)=cx+b$ с $b\ne0$ уже не является прямой пропорциональностью. Также $x$ и $x^2$ растут при $x>0$, но отношение $x^2/x=x$ непостоянно.
Постоянство коэффициента позволяет сравнивать любые две допустимые точки, а не только соседние наблюдения. Из $f(x)=c\,g(x)$ следует $f(x_1)g(x_2)=f(x_2)g(x_1)$; такая проверка не требует деления. Однако равенство в нескольких точках подтверждает лишь эти точки. Для утверждения на всей области нужна формула или обоснование модели. При смене единиц измерения численное значение коэффициента может измениться, поэтому единицы должны оставаться согласованными.
Определения и обозначения: Deep Learning: Notation.
На пальцах
При фиксированной цене одинаковых карандашей удвоение количества удваивает стоимость: каждую покупку связывает один и тот же множитель. Фиксированная доставка нарушает это правило, потому что при удвоении заказа сама не удваивается. Скидка за большую пачку тоже меняет множитель, даже при бесплатной доставке. Фраза «больше значит дороже» ещё не доказывает пропорциональность: курьер и отдел акций умеют испортить красивую формулу.
Пример
Учебная цена — 3 условные единицы за штуку. Пример сравнивает чек без доставки и с доставкой за 5 единиц.
Пропорциональность: постоянное отношение
Одна штука
Без доставки отношение цены к количеству равно 3.
Шаг 1 из 4: Одна штука
Все шаги текстом
Одна штука
Без доставки отношение цены к количеству равно 3.
- Количество; стоимость; отношение
- 1текущий3включён3включён
Две штуки
Количество удвоилось, стоимость тоже, отношение сохранилось.
- Количество; стоимость; отношение
- 2текущий6включён3включён
Стоимость доставки
Для одной штуки стоимость стала 8, отношение — 8.
- Количество; стоимость; отношение
- 1текущий8исключён8исключён
Проверка постоянства
Для двух штук отношение уже 5.5. Единого множителя нет.
- Количество; стоимость; отношение
- 2текущий11исключён5.5исключён
После добавления доставки итоговые суммы 8 и 11 имеют отношения к количеству 8 и 5.5. Их различия уже достаточно для опровержения единого коэффициента на этих заказах. Число 3 по-прежнему описывает карандаши внутри чека, однако весь чек ему больше не подчиняется. Типичная ошибка — проверить переменную часть стоимости и объявить пропорциональным результат вместе с постоянной доплатой.
Проверка пропорциональности требует постоянного отношения и явного указания зафиксированных параметров.