幂平均计算器

输入一组数据和幂值,计算幂平均数。

幂平均计算

结果

如何计算幂平均

幂平均数是一种将数据根据幂值权重计算的平均值,公式如下: \( M_p = \left( \frac{1}{n} \sum_{i=1}^n x_i^p \right)^{\frac{1}{p}} \) 其中:

  • \( M_p \) 是幂平均数,\( p \) 是指定的幂次。
  • \( x_i \) 是数据中的每个数值。
  • \( n \) 是数据的总个数。

特殊情况下,幂平均可以成为其他平均数,例如:

计算步骤

  1. 将每个数据元素提高到幂 \( p \):计算 \( x_i^p \) 对于每个数据点 \( x_i \)。
  2. 求和并除以数据总数:将所有数据的幂值求和,并除以数据总数 \( n \)。
  3. 计算 \( \frac{1}{p} \) 次方:对上一步结果开 \( \frac{1}{p} \) 次方,得到幂平均数 \( M_p \)。

示例

例子 1:给定数据集 \( [2, 4, 6, 8] \) 和幂 \( p = 2 \),计算幂平均。

解答:

1. 每个数据提高到 \( p = 2 \) 次方:

\( 2^2 = 4 \)

\( 4^2 = 16 \)

\( 6^2 = 36 \)

\( 8^2 = 64 \)

2. 求和并除以数据总数:

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

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

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

结果:幂平均数约为 5.48。

例子 2:给定数据集 \( [3, 5, 7] \) 和幂 \( p = -1 \),计算幂平均。

解答:

1. 每个数据提高到 \( p = -1 \) 次方(即求倒数):

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

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

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

2. 求和并除以数据总数:

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

3. 计算 \( \frac{1}{p} = -1 \) 次方:

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

结果:幂平均数约为 4.4366。