调和平均数
所有数字的倒数的算术平均数的倒数。
这个听起来像绕口令一样的定义拆成三步就很简单了:
- 所有数字取倒数
- 计算这些倒数的算术平均数
- 对上一步的计算结果取倒数
举例1:
顺流速度30,逆流速度20,平均速度为多少?
速度=距离/时间,因为同一距离,所以分子相同。
假设距离为1,那么顺流速度的分母为:1/30,逆流为:1/20。
分母平均数为:(1/30+1/20)/2
再用分子1除以分母平均数得出平均速度: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(假设上山和下山走的是同一条山路)。那么,你全程的平均速度是多少?
这是小学行程问题中最容易错的题之一,是小孩子们死活也搞不明白的问题。答案不是 4 米每秒,而是 3 米每秒。不妨假设全程是 S 米,那么上山的时间就是 S/2 ,下山的时间就是 S/6 ,往返的总路程为 2S ,往返的总时间为 S/2 + S/6 ,因而全程的平均速度为 2S / (S/2 + S/6) = 3 。
其实,我们很容易看出,如果前一半路程的速度为 a ,后一半路程的速度为 b ,那么总的平均速度应该小于 (a + b) / 2 。这是因为,你会把更多的时间花在速度慢的那一半路程上,从而把平均速度拖慢了。事实上,总的平均速度应该是 a 和 b 的调和平均数,即 2 / (1/a + 1/b) ,很容易证明调和平均数总是小于等于算术平均数的。