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數學公式

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結果

調和平均數
3.4286
of 3 values
數值個數 (n) 3
倒數總和 0.875

什麼是調和平均數?

調和平均數是一種特別適合用來處理「比率」與「速率」的平均值。它和直接把數值相加的算術平均數不同,調和平均數是針對各數值的「倒數」來運算。在三種畢氏平均數中,調和平均數永遠是最小的(調和平均數 ≤ 幾何平均數 ≤ 算術平均數),而且資料集中越小的數字,對結果的影響力越大。

在數線上對同樣兩個數值比較三種平均數
對任何資料集來說,調和平均數最小,其次是幾何平均數,再來是算術平均數。

如何使用本計算機

請以逗號或空格分隔你的數字,例如 2, 4, 8。計算機會先數出數值的個數,加總所有數值的倒數,再用個數除以這個倒數總和。任何為 0 的數值都會被略過,因為除以 0 在數學上沒有定義;調和平均數僅對非零數字成立。

公式詳解

n 個數值的調和平均數為:

$$\text{HM} = \frac{n}{\displaystyle\sum_{i=1}^{n} \frac{1}{x_i}}$$

做法是先取每個數值的倒數,把這些倒數全部加起來,再用數值的個數除以這個總和。這樣的加權方式會讓較小的數值佔有更大的權重,這也正是為什麼在平均速度、本益比(P/E)或單位比率時,調和平均數才是正確的選擇。

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從數值到倒數再到結果的調和平均數計算流程圖
調和平均數取每個值的倒數並求和,再用個數 n 除以該總和。

實例演算

以數值 2、4、8 為例,總共有 \(n = 3\) 個數字。它們的倒數總和為 \(\frac{1}{2} + \frac{1}{4} + \frac{1}{8} = 0.875\)。因此調和平均數為 $$\frac{3}{0.875} \approx 3.4286$$ 將它與算術平均數 4.667 相比,可以看到調和平均數較低,這正符合我們的預期。

常見問題

什麼時候該用調和平均數?當你要平均「比率」或「速率」時就該使用它,例如等距離下的平均速度,或是像本益比這類倍數的平均。

為什麼數值不能為 0?公式需要用 1 去除以每一個數值,若數值為 0 就等於除以 0,這在數學上無定義,所以 0 會被略過。

它和算術平均數有什麼差別?算術平均數是把數值直接相加;調和平均數則是把它們的倒數相加。對正數而言,調和平均數永遠小於或等於算術平均數。

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