根据两个数的调和平均值与算数平均值找数

输入两个数的调和平均值与算数平均值,快速计算这两个数。

根据两个数的调和平均值与算数平均值计算

结果

如何根据两个数的调和平均值与算数平均值计算

假设这两个数为 \( x \) 和 \( y \),已知它们的调和平均值 \( H \) 和算数平均值 \( A \)。

调和平均值与算数平均值的定义

调和平均值(Harmonic Mean)是两个数倒数的平均数的倒数,公式为: \( H = \frac{2xy}{x + y} \)

算数平均值(Arithmetic Mean)是两个数的和除以 2,公式为: \( A = \frac{x + y}{2} \)

推导计算公式

从算数平均值公式计算 \( x \) 与 \( y \) 的和: \( x + y = 2A \) 从调和平均值公式计算 \( x \) 与 \( y \) 的乘积: \( \frac{2xy}{x + y} = H \) \( \frac{2xy}{2A} = H \) 化简后得到: \( xy = H \cdot A \) 利用 \( x \) 与 \( y \) 的和与积构建二次方程: \( t^2 - (x + y)t + xy = 0 \) 即: \( t^2 - 2At + H \cdot A = 0 \) 使用求根公式来解二次方程: \( t = \frac{2A \pm \sqrt{(2A)^2 - 4 \cdot H \cdot A}}{2} \) 简化后: \( t = A \pm \sqrt{A^2 - H \cdot A} \) 解得 \( t = x \) 或 \( t = y \),最终得到 \( x \) 和 \( y \) 的值。

示例

例子 1:已知两个数的调和平均值为 6.4,算数平均值为 10,求这两个数。

解答:

1. 计算总和:

\( x + y = 2 \cdot 10 = 20 \)

2. 计算乘积:

\( xy = 6.4 \cdot 10 = 64 \)

3. 构建二次方程:

\( t^2 - 20t + 64 = 0 \)

4. 二次方程求解:

\( t = \frac{20 \pm \sqrt{20^2 - 4 \cdot 64}}{2} = \frac{20 \pm \sqrt{400 - 256}}{2} = \frac{20 \pm \sqrt{144}}{2} \)

\( t_1 = \frac{20 + \sqrt{144}}{2} = 16 \)

\( t_2 = \frac{20 - \sqrt{144}}{2} = 4 \)

结果:这两个数是 16 和 4。

例子 2:已知两个数的调和平均值为 3.75,算数平均值为 4,求这两个数。

解答:

1. 计算总和:

\( x + y = 2 \cdot 4 = 8 \)

2. 计算乘积:

\( xy = 3.75 \cdot 4 = 15 \)

3. 构建二次方程:

\( t^2 - 8t + 15 = 0 \)

4. 二次方程求解:

\( t = \frac{8 \pm \sqrt{8^2 - 4 \cdot 15}}{2} = \frac{8 \pm \sqrt{64 - 60}}{2} = \frac{8 \pm \sqrt{4}}{2} \)

\( t_1 = \frac{8 + \sqrt{4}}{2} = 5 \)

\( t_2 = \frac{8 - \sqrt{4}}{2} = 3 \)

结果:这两个数是 5 和 3。