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數學公式

數學公式: 分數平均數計算器
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  1. Mixed number to improper fraction

    Mixed number to improper fraction: 分數平均數計算器

    A mixed number w n/d becomes (w*d + n)/d, with the sign applied to the whole value.

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結果

平均數
47/48
approximately 0.97917
顯示運算步驟
Improper fractions: 1/1, 1/2, 3/4, 9/12, 29/8, -12/16 Count n = 6 LCD = LCM of denominators = 48 Over LCD: 48/48 + 24/48 + 36/48 + 36/48 + 174/48 + -36/48 Sum of numerators = 282 Sum = 282/48 = 47/8 Average = sum / n = (47/8) / 6 = 47/48

這個計算器的功能

這個工具可以計算一串數值的平均數(算術平均數),這些數值可以包含真分數、假分數、帶分數,以及一般的整數。它不會只給你一個四捨五入後的小數,而是回傳一個精確、且已化到最簡的分數,並逐步顯示完整的運算過程,因此也是學習分數運算的好幫手。

使用方式

把你的數值輸入框中,並以逗號分隔。每個數值可以是整數,例如 3-5;可以是分數,例如 1/29/12;也可以是帶分數,例如 3 5/8(在整數部分與分數部分之間留一個空格)。在最前面加上負號,會讓整個數值變為負數。按下計算,就能看到平均數及其小數近似值。

公式解析

首先,每個數值都會先轉換成假分數。計算器會找出最小公分母(LCD),也就是所有分母的最小公倍數(LCM),再把每個分數改寫成以這個 LCD 為分母的形式。接著把改寫後的所有分子相加得到 \(S\),因此所有輸入值的總和為 \(S / \text{LCD}\)。再除以數值的個數 \(n\),即可得到平均數:

$$\text{Average} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}\frac{a_i}{b_i} = \frac{S}{\text{LCD}\cdot n}$$

最後,這個分數會以其最大公因數(GCD)約分為最簡分數。

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展示將分數相加後除以個數以求平均值的示意圖
分數的平均值:先全部相加,再用總和除以分數的個數。

實際範例

1, 1/2, 3/4, 9/12, 3 5/8, -12/16 為例,轉換成假分數後分別是 \(1/1\)、\(1/2\)、\(3/4\)、\(9/12\)、\(29/8\)、\(-12/16\),所以 \(n = 6\)。最小公分母為 48。以 48 為分母改寫後,分子分別為 48、24、36、36、174、-36,總和為 282,因此 \(282/48 = 47/8\)。再除以 6,得到 \(47/48 \approx 0.97917\)。

分步示意圖,展示將分數通分並求平均值
例題:先通分,再相加,然後除以分數的個數。

更多逐步解答示例

每個示例遵循相同的四個步驟:求最小公分母(LCD)、將每個分數改寫成以LCD為分母的形式並相加分子、將該和除以數量 \(n\),然後化簡至最簡形式。

示例 1 — 三個簡單分數:\(\tfrac13,\ \tfrac16,\ \tfrac14\)

  1. 最小公分母。分母為 3、6 和 4。3、6 和 4 的最小公倍數是 12
  2. 改寫並相加。 \(\tfrac13=\tfrac{4}{12}\)、\(\tfrac16=\tfrac{2}{12}\)、\(\tfrac14=\tfrac{3}{12}\)。和為 \(\tfrac{4+2+3}{12}=\tfrac{9}{12}\)。
  3. 除以 \(n=3\)。 \(\dfrac{9/12}{3}=\dfrac{9}{36}\)。
  4. 化簡。 \(\gcd(9,36)=9\),所以 \(\tfrac{9}{36}=\tfrac{1}{4}\)。

平均值 \(=\tfrac14=0.25\)。

示例 2 — 負帶分數:\(-1\tfrac12,\ -2\tfrac34\)

  1. 轉換為假分數。 \(-1\tfrac12=-\tfrac32\) 且 \(-2\tfrac34=-\tfrac{11}{4}\)。
  2. 最小公分母。分母 2 和 4 給出最小公分母 \(=4\)。改寫:\(-\tfrac32=-\tfrac{6}{4}\)、\(-\tfrac{11}{4}\) 保持不變。和 \(=\tfrac{-6-11}{4}=-\tfrac{17}{4}\)。
  3. 除以 \(n=2\)。 \(\dfrac{-17/4}{2}=-\dfrac{17}{8}\)。
  4. 化簡 / 轉換。 \(\gcd(17,8)=1\),已是最簡形式。作為帶分數 \(-\tfrac{17}{8}=-2\tfrac18\)。

平均值 \(=-\tfrac{17}{8}=-2.125\)。

示例 3 — 整數與假分數混合:\(2,\ 5,\ \tfrac72\)

  1. 將所有內容寫成分數。 \(2=\tfrac21\)、\(5=\tfrac51\) 和 \(\tfrac72\)。
  2. 最小公分母。分母 1、1 和 2 給出最小公分母 \(=2\)。改寫:\(\tfrac21=\tfrac42\)、\(\tfrac51=\tfrac{10}{2}\)、\(\tfrac72\)。和 \(=\tfrac{4+10+7}{2}=\tfrac{21}{2}\)。
  3. 除以 \(n=3\)。 \(\dfrac{21/2}{3}=\dfrac{21}{6}\)。
  4. 化簡。 \(\gcd(21,6)=3\),所以 \(\tfrac{21}{6}=\tfrac72=3\tfrac12\)。

平均值 \(=\tfrac72=3.5\)。

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關鍵術語解釋

算術平均數(平均值)
所有數值的和除以有多少個數值:\(\bar{x}=\frac1n\sum_{i=1}^{n}x_i\)。對於分數,這表示將它們全部相加並將總和除以數量 \(n\)。
分子
分數 \(\tfrac{a}{b}\) 的上面數字;它計算取了多少個相等的部分。
分母
分數 \(\tfrac{a}{b}\) 的下面數字 \(b\);它說明整體被分成多少個相等的部分。它不能為零。
假分數
分子大於或等於其分母的分數,例如 \(\tfrac72\)。它的值至少為 1,可以改寫成帶分數。
帶分數
整數與真分數的組合,例如 \(2\tfrac34\)。轉換為假分數時等於 \(\tfrac{2\cdot4+3}{4}=\tfrac{11}{4}\)。
最小公分母(LCD)
每個分母都能整除的最小正數——即分母的最小公倍數。它允許您將所有分數改寫成一個共同的分母,以便它們可以被相加。
最小公倍數(LCM)
是兩個或多個數中每個數的倍數的最小正整數。一組分數的最小公分母正好是它們分母的最小公倍數。
最大公因數(GCD)
將兩個數整除且沒有餘數的最大正整數(也稱為最大公因子或最高公因子)。將分數的分子和分母除以它們的最大公因數可以化簡該分數。
化簡(最簡)形式
當分數的分子和分母除了 1 以外沒有其他公因子時,該分數就是最簡形式——即 \(\gcd(a,b)=1\)。例如 \(\tfrac{9}{36}\) 化簡為 \(\tfrac14\)。

常見問題

可以同時混用分數和整數嗎?可以——整數、分數與帶分數都能出現在同一串數值裡。

負的帶分數要怎麼輸入?寫成 -2 1/4;負號會讓整個數值變負,結果為 \(-9/4\)。

為什麼用分數而不是小數?分數是精確的,可以避免四捨五入的誤差;顯示的小數只是一個近似值。

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