調和平均數


所有數字的倒數的算術平均數的倒數。

這個聽起來像繞口令一樣的定義拆成三步就很簡單了:

  1. 所有數字取倒數
  2. 計算這些倒數的算術平均數
  3. 對上一步的計算結果取倒數

 

舉例1:

順流速度30,逆流速度20,平均速度為多少?

速度=距離/時間,因為同一距離,所以分子相同。

假設距離為1,那么順流速度的分母為:1/30,逆流為:1/20。

分母平均數為:(1/30+1/20)/2

再用分子1除以分母平均數得出平均速度:2/(1/30+1/20)=2*30*20/(30+20)


 

如果你上山的速度是 2 米每秒,下山的速度是 6 米每秒(假設上山和下山走的是同一條山路)。那么,你全程的平均速度是多少?

    這是小學行程問題中最容易錯的題之一,是小孩子們死活也搞不明白的問題。答案不是 4 米每秒,而是 3 米每秒。不妨假設全程是 S 米,那么上山的時間就是 S/2 ,下山的時間就是 S/6 ,往返的總路程為 2S ,往返的總時間為 S/2 + S/6 ,因而全程的平均速度為 2S / (S/2 + S/6) = 3 。
    其實,我們很容易看出,如果前一半路程的速度為 a ,后一半路程的速度為 b ,那么總的平均速度應該小於 (a + b) / 2 。這是因為,你會把更多的時間花在速度慢的那一半路程上,從而把平均速度拖慢了。事實上,總的平均速度應該是 a 和 b 的調和平均數,即 2 / (1/a + 1/b) ,很容易證明調和平均數總是小於等於算術平均數的。

 


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