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數學公式

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結果

幾何平均數
8.320335
乘積的 n 次方根
數值個數 (n) 3

什麼是幾何平均數?

幾何平均數是一種特殊的平均值計算方式:先將資料集中所有數值相乘,再取乘積的 n 次方根,其中 \(n\) 是數值的個數。與算術平均數(相加後再除以個數)不同,幾何平均數特別適合用在「以乘法方式成長」的資料上,例如投資報酬率、人口成長率、各種比率與變化率等。幾何平均數永遠小於或等於算術平均數,而且要求每一個數值都必須是正數。

兩個值的幾何平均數表示為與矩形等面積的正方形的邊長
a 與 b 的幾何平均數是與 a×b 矩形面積相同的正方形的邊長。

如何使用這個計算機

只要輸入以逗號或空格分隔的數字(例如 4, 9, 16),計算機就會立即算出幾何平均數,並顯示所使用的數值個數。所有數值都必須大於零,因為一旦乘以零或負數,幾何平均數就會變成無定義或虛數。

公式詳解

n 個數的幾何平均數為 $$\text{GM} = \left( \prod_{i=1}^{n} x_i \right)^{\frac{1}{n}} = \sqrt[n]{x_1 \cdot x_2 \cdots x_n}$$ 為了避免大數相乘時發生數值溢位,本工具改用對數空間來計算:先將每個數值取自然對數後加總,除以 \(n\),再取指數還原。這種做法在數學上完全等價,但在電腦運算上更加穩定。

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n 個值的乘積取 1/n 次方,構成幾何平均數
將所有 n 個值相乘,再取乘積的 n 次方根。

實例演算

以數值 4、9、16 為例,它們的乘積為 \(4 \times 9 \times 16 = 576\)。由於共有 3 個數值,因此取立方根:$$576^{\frac{1}{3}} \approx 8.32034$$ 所以幾何平均數約為 8.32——明顯低於算術平均數 \(\frac{4+9+16}{3} \approx 9.67\)。

常見問題

什麼情況該用幾何平均數,而不是一般平均數?當你處理的是報酬率、成長百分比,或是會隨時間「複利累積」的比率時,就應該使用幾何平均數。

可以輸入負數或零嗎?不行。幾何平均數只對正數有定義;任何零或負數都會被忽略,或使結果失效。

只有兩個數字時,是不是就等於開平方根?沒錯——兩個數 a 與 b 的幾何平均數就是 \(\sqrt{a \cdot b}\)。

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