如何理解與應用調和平均數?

時間 2021-05-06 06:57:07

1樓:向公

最近不是新發售PS5嘛,那咱們不妨拿:去商店買PS5來舉例子。(笑)

我們去A商店買PS5,去的時候好不風光,騎共享單車!速度為 = 10km/h,進了A商店才發現,幹!這裡的PS5早被一搶而光,只得灰頭土臉地去另一家B商店碰碰運氣(為了不在這裡引入權重,咱們不妨假設:

家到A商店距離等於A商店到B商店的距離),出了A商店才發現,屋漏偏逢連夜雨,共享單車還都被人騎走了,只能步行去B商店,速度為 = 4km/h。

那麼咱們就問了:從家到B商店的平均速度是多少?

為了論述方便,首先咱們引入一些記號:

(表示各段距離),此例中,家到A商店距離等於A商店到B商店的距離,所以

(表示各段速度)

(表示各段所花時間),此例中,距離相同情況下,由於 v_2" eeimg="1"/>,所以有

簡單粗暴的加權平均,即

明明是第一直覺的反應,為什麼錯了呢,咱們先看看平均速度的定義:

觀察 兩式,他們並不相等,所以直接對速度用加權平均是錯誤的。

注意到,其實咱們在上面的推導中,最後已經推導出了正確答案的公式,即式

於是乎,我們不妨就給這個公式取乙個漂亮的名字——調和平均。

所以其實從本質上來說,調和平均就是對相同工作量下,求一求大家的平均效率。

咱們不妨再假設,咱們運氣真的很慘,跑遍了全城的m個超市都沒有買到PS5,而這且超市之間的距離完全相同。

那麼咱們就有了調和平均的一般形式

2樓:thothsun

調和平均給予較小值更高的權重,舉個通俗點的例子。小明數學得了80分,語文得了100分;小紅數學90分,語文90分。評價誰考的更好。

從不偏科的角度來看,是小紅更好。這時候用調和平均值計算:小明的調和平均值是 ;小紅的調和平均值是 。

調和平均值比平均值更加「平均」。

3樓:藍綠黃紅

調和平均數,強調了較小值的重要性;

在機器學習中。召回率為R, 準確率為P。使用他們對演算法的評估,這兩個值通常情況下相互制約。為了更加方便的評價演算法的好壞。於是引入了F1值。

F1為準確率P和召回率R的調和平均數。

為什麼F1使用調和平均數,而不是數字平均數。舉個例子:

當R 接近於1, P 接近於 0 時。採用調和平均數的F1值接近於0;而如果採用算數平均數F1的值為0.5;顯然採用調和平均數能更好的評估演算法的效能。等效於評價R和P的整體效果

4樓:errorre

其實本質上調和平均數和算數平均數蘊含著質量與強弱的辯證關係。為方便說明先給乙個簡單的公式 :

其中 表示完成第i個任務需要的工作量, 表示平均每個單元所能貢獻的工作量, 表示工作單元總數。

i分別取1,2時,得:

考慮:如果令 ,

1、取= ,也就是調和平均數。可以理解為在工作單元總數(前兩個任務的工作單元之和)不變,完成工作量不變(前兩個工作量之和)的情況下,每個單元所需要貢獻的工作量就是調和平均數。

舉個例子:商家賣衣服想收入60元( ),可以每件賣2元( ),賣30件( )。或者每件賣3元( ),賣30( )件。或者賣25( )件,每件賣2.4元( )。

2、取 (即算數平均數),那麼在完成總工作量( )不變的情況下, 工作單元總數:

對應上例:每件賣2.5元( ),賣24件( )。

從此例可以看出算數平均數和調和平均數存在某種對偶的關係。而且由於調和平均數小於等於算數平均數,所以就應用而言,就看a,b引數哪個可變。或者說提高哪個的成本更小。

如果提高a引數(質)更容易,那麼就提高a引數,以降低b(量)引數,反之亦然。

3、強弱關係。

假設 ,其中g為任意實數。

計算可得: ;

這說明,在算數平均數中,重要性取決於絕對值大的一方(強),而在調和平均數中,重要性取決於絕對值小的一方(弱)。

5樓:霍華德

調和平均非常廣泛的存在於世界的各種角落。調和平均的哲學意義是在乙個過程中有多少條平行的路徑,經過這些平行的路徑後,等效的結果就是調和平均。

為說明這個問題,為舉幾個栗子。

電阻併聯:電阻A和B併聯,這時電流有兩個選擇,經過電阻A或經過電阻B,這兩個路徑是平行的,最後的等效結果就調和平均。

電子散射:電子在導體裡流動並不是一帆風順的,他會被雜質散射,晶格散射,缺陷散射,這就是乙個電子上路後的三種平行的路徑,最後電子遷移率可以用調和平均等效。這就是Matthiessen's Rule。

電子空穴復合:當材料被光照射後,電子吸收光子能量,從價帶激發到導帶,這電子空穴也有兩條路徑復合,輻射復合和非輻射復合,此時電子的壽命可以用調和平均等效。

6樓:路飛D悟空

分子相同,分母不同,把分母調成平均數再當分母。

舉例1:

順流速度30,逆流速度20,平均速度為多少?

速度=距離/時間,因為同一距離,所以分子相同。

假設距離為1,那麼順流速度的分母為:1/30,逆流為:1/20。

分母平均數為:(1/30+1/20)/2

再用分子1除以分母平均數得出平均速度:2/(1/30+1/20)=2*30*20/(30+20)

密度,速度,概率都是一種近似概念:A在空間B的平均分布程度,而調和平均數,是為了衡量A在空間B,C的總體平均分布程度(假設B,C不重疊)。

而加權調和平均數,就是在B,C裡加個權數。

PS:完全是個人理解

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