调和平均数小于几何平均数(调和平均数 四种平均数大小关系证明)

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大家好,调和平均数小于几何平均数相信很多的网友都不是很明白,包括调和平均数 四种平均数大小关系证明也是一样,不过没有关系,接下来就来为大家分享关于调和平均数小于几何平均数和调和平均数 四种平均数大小关系证明的一些知识点,大家可以关注收藏,免得下次来找不到哦,下面我们开始吧!

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一、四大平均数的大小关系

1、四大平均数有平方平均数、算数平均数、几何平均数、调和平均数。他们的大小关系为:平方平均数≥算数平均数≥几何平均数≥调和平均数。平均数是统计学术语,是表示一组数据集中趋势的量数,是指在一组数据中所有数据之和再除以这组数据的个数。它是反映数据集中趋势的一项指标。

2、平均数是统计学中最常用的统计量,用来表明资料中各观测值相对集中较多的中心位置。在畜牧业、水产业生产实践和科学研究中,平均数被广泛用来描述或比较各种技术措施的效果、畜禽某些数量性状的指标等等。

3、统计平均数是用于反映现象总体的一般水平,或分布的集中趋势。数值平均数是总体标志总量对比总体单位数而计算的。

4、平均数是统计中的一个重要概念。小学数学里所讲的平均数一般是指算术平均数,也就是一组数据的和除以这组数据的个数所得的商。在统计中算术平均数常用于表示统计对象的一般水平,它是描述数据集中位置的一个统计量。既可以用它来反映一组数据的一般情况、和平均水平,也可以用它进行不同组数据的比较,以看出组与组之间的差别。

5、用平均数表示一组数据的情况,有直观、简明的特点,所以在日常生活中经常用到,如平均速度、平均身高、平均产量、平均成绩等等。

6、平均数、中位数和众数都是来刻画数据平均水平的统计量,它们各有特点。对于平均数大家比较熟悉,中位数刻画了一组数据的中等水平,众数刻画了一组数据中出现次数最多的情况。

7、平均数非常明显的优点之一是,它能够利用所有数据的特征,而且比较好算。另外,在数学上,平均数是使误差平方和达到最小的统计量,也就是说利用平均数代表数据,可以使二次损失最小。因此,平均数在数学中是一个常用的统计量。但是平均数也有不足之处,正是因为它利用了所有数据的信息,平均数容易受极端数据的影响。

二、调和平均数<=几何平均数<=算术平均数<=平方平均数,怎样证明

调和平均数≤几何平均数≤算术平均数≤平方平均数,结论如下:

1/[(1/a+1/b)/2]=<√(ab)=<(a+b)/2=<√[a^2+b^2)/2](a>0,b>0);

1、利用基础的几何和算术并且反向构建方程式可得:(a- b)^2>= 0,

即(a+ b)^2- 4ab>= 0,故a+ b>=√(4ab)= 2√(ab).

经过变形可得:√(ab)=<(a+b)/2,

2、利用上式的结论,可得:1/(1/a+ 1/b)= ab/(a+b)<= ab/ 2√(ab).

3、利用算式平方:因(a^2+ b^2)/ 2-(a/2+ b/2)^2=(a- b)^2/ 4>= 0,

故√((a^2+ b^2)/ 2)>=(a+ b)/2.

整理以上结果可得:1/[(1/a+1/b)/2]=<√(ab)=<(a+b)/2=<√[a^2+b^2)/2](a>0,b>0),即调和平均数≤几何平均数≤算术平均数≤平方平均数。

调和平均数,几何平均数,算术平均数,平方平均数的一般表示方法:

1、调和平均数:Hn=n/(1/a1+1/a2+...+1/an),(n>=0)

2、几何平均数:Gn=(a1a2...an)^(1/n),(n>=0)

3、算术平均数:An=(a1+a2+...+an)/n,(n>=0)

4、平方平均数:Qn=√ [(a1^2+a2^2+...+an^2)/n],(n>=0)

这四种平均数都满足Hn≤Gn≤An≤Qn的条件。

三、算数平均数,几何平均数,调和平均数之间的关系是什么

1、调和平均数≤几何平均数≤算术平均数≤平方平均数。

2、算术平均数、调和平均数、几何平均数是三种不同形式的平均数,分别有各自的应用条件。进行统计研究时,适宜采用算术平均数时就不能用调和平均数或几何平均数,适宜用调和平均数时,同样也不能采用其他两种平均数。但从数量关系来考虑,如果用同一资料(变量各值不相等)。

3、计算以上三种平均数的结果是:算术平均数大于几何平均数,而几何平均数又大于调和平均数。当所有的变量值都相等时,则这三种平均数就相等。它们的关系可用不等式表示:H≤G≤X。

4、调和平均数(harmonic mean)又称倒数平均数,是总体各统计变量倒数的算术平均数的倒数。调和平均数是平均数的一种。但统计调和平均数,与数学调和平均数不同,它是变量倒数的算术平均数的倒数。由于它是根据变量的倒数计算的,所以又称倒数平均数。调和平均数也有简单调和平均数和加权调和平均数两种。

5、在数学中调和平均数与算术平均数都是独立的自成体系的。计算结果前者恒小于等于后者。因而数学调和平均数定义为:数值倒数的平均数的倒数。但统计加权调和平均数则与之不同,它是加权算术平均数的变形,附属于算术平均数,不能单独成立体系。

6、且计算结果与加权算术平均数完全相等。主要是用来解决在无法掌握总体单位数(频数)的情况下,只有每组的变量值和相应的标志总量,而需要求得平均数的情况下使用的一种数据方法。

四、均值不等式中四个“平均数”的大小关系

1、平方平均数≥算数平均数≥几何平均数≥调和平均数

2、√[(a²+b²)/2]≥(a+b)/2≥√(ab)≥2/(1/a+1/b)

3、引理的正确性较明显,条件A≥0,B≥0可以弱化为A≥0,A+B≥0,有兴趣的同学可以想想如何证明(用数学归纳法)(或用二项展开公式更为简便)。

4、平均数表示一组数据集中趋势的量数,是指在一组数据中所有数据之和再除以这组数据的个数。它是反映数据集中趋势的一项指标。解答平均数应用题的关键在于确定“总数量”以及和总数量对应的总份数。

5、用平均数表示一组数据的情况,有直观、简明的特点,所以在日常生活中经常用到,如平均速度、平均身高、平均产量、平均成绩等等。

6、平均数非常明显的优点之一是,它能够利用所有数据的特征,而且比较好算。

7、在数学上,平均数是使误差平方和达到最小的统计量,也就是说利用平均数代表数据,可以使二次损失最小。因此,平均数在数学中是一个常用的统计量。但是平均数也有不足之处,正是因为它利用了所有数据的信息,平均数容易受极端数据的影响。

8、只有在数据分布偏态(不对称)的情况下,才会出现均值、中位数和众数的区别。所以说,如果是正态的话,用哪个统计量都行。如果偏态的情况特别严重的话,可以用中位数。

9、参考资料来源:百度百科——均值不等式

10、参考资料来源:百度百科——平均数

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