冪平均計算器

輸入一組數據和冪值,計算冪平均數。

冪平均計算

結果

如何計算冪平均

冪平均數是一種將數據根據冪值權重計算的平均值,公式如下: \( M_p = \left( \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n x_i^p \right)^{\frac{1}{p}} \) 其中:

  • \( M_p \) 是冪平均數,\( p \) 是指定的冪次。
  • \( x_i \) 是數據中的每個數值。
  • \( n \) 是數據的總個數。

特殊情況下,冪平均可以成為其他平均數,例如:

計算步驟

  1. 將每個數據元素提高到冪 \( p \):計算 \( x_i^p \) 對於每個數據點 \( x_i \)。
  2. 求和並除以數據總數:將所有數據的冪值求和,並除以數據總數 \( n \)。
  3. 計算 \( \frac{1}{p} \) 次方:對上一步結果開 \( \frac{1}{p} \) 次方,得到冪平均數 \( M_p \)。

示例

例子 1:給定數據集 \( [2, 4, 6, 8] \) 和冪 \( p = 2 \),計算冪平均。

解答:

1. 每個數據提高到 \( p = 2 \) 次方:

\( 2^2 = 4 \)

\( 4^2 = 16 \)

\( 6^2 = 36 \)

\( 8^2 = 64 \)

2. 求和並除以數據總數:

\( \frac{4 + 16 + 36 + 64}{4} = \frac{120}{4} = 30 \)

3. 計算 \( \frac{1}{p} = \frac{1}{2} \) 次方:

\( M_2 = 30^{\frac{1}{2}} = \sqrt{30} \approx 5.48 \)

結果:冪平均數約為 5.48。

例子 2:給定數據集 \( [3, 5, 7] \) 和冪 \( p = -1 \),計算冪平均。

解答:

1. 每個數據提高到 \( p = -1 \) 次方(即求倒數):

\( 3^{-1} = \frac{1}{3} \)

\( 5^{-1} = \frac{1}{5} \)

\( 7^{-1} = \frac{1}{7} \)

2. 求和並除以數據總數:

\( \frac{\frac{1}{3} + \frac{1}{5} + \frac{1}{7}}{3} = \frac{0.67619}{3} \approx 0.2254 \)

3. 計算 \( \frac{1}{p} = -1 \) 次方:

\( M_{-1} = 0.2254^{-1} \approx 4.4366 \)

結果:冪平均數約為 4.4366。