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博客园 - ace--碳水化合物

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算术平均值与几何平均值
ace--碳水化合物 · 2026-05-31 · via 博客园 - ace--碳水化合物

抱歉给你带来困扰。可能是公式写法或符号导致渲染失败。我重新写一个兼容性更好的版本,使用 $$ 块级公式,避免使用 \cdots 等可能不兼容的命令:


算术平均值与几何平均值

1. 算术平均值

定义: 所有数值之和除以数值的个数。

公式:

对于 n 个数 x₁, x₂, ..., xₙ:

\[A = \frac{x_1 + x_2 + ... + x_n}{n} \]

例子: 求 2, 4, 6 的算术平均值

\[A = \frac{2 + 4 + 6}{3} = \frac{12}{3} = 4 \]


2. 几何平均值

定义: 所有数值乘积的 n 次方根。

公式:

对于 n 个正数 x₁, x₂, ..., xₙ:

\[G = \sqrt[n]{x_1 \cdot x_2 \cdot ... \cdot x_n} \]

例子: 求 2, 4, 8 的几何平均值

\[G = \sqrt[3]{2 \times 4 \times 8} = \sqrt[3]{64} = 4 \]


3. 两者的重要不等式

对于任意正数,算术平均值 ≥ 几何平均值,当且仅当所有数相等时取等号:

\[\frac{x_1 + x_2 + ... + x_n}{n} \geq \sqrt[n]{x_1 x_2 ... x_n} \]

经典特例(两个数):

\[\frac{a + b}{2} \geq \sqrt{ab} \]


4. 举例对比

数据 算术平均值 几何平均值
2, 8 (2+8)/2 = 5 √(2×8) = 4
3, 3, 3 (3+3+3)/3 = 3 ∛(3×3×3) = 3
1, 4, 16 (1+4+16)/3 = 7 ∛(1×4×16) = 4

可以看到:

  • 当数据相等时,两者相等
  • 当数据不相等时,算术平均值 > 几何平均值

5. 应用场景

类型 适用场景
算术平均值 求平均成绩、平均收入等加法关系的数据
几何平均值 求平均增长率、平均比率等乘法关系的数据

例子: 某投资第一年涨 10%,第二年涨 50%,平均增长率用几何平均:

\[G = \sqrt{1.10 \times 1.50} \approx 1.284 \]

平均年增长率约为 28.4%,而不是算术平均的 30%。


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