数学中的数形结合解题方法(一张图就能看懂的数学题)

说起平均数,没有人不知道吧。有不明白的,被平均几回也懂了。

数学中的数形结合解题方法(一张图就能看懂的数学题)(1)

不过平均数并不只一种,我们平常用的最多的,叫算术平均数

数学中的数形结合解题方法(一张图就能看懂的数学题)(2)

像左边这样两个数(或者几个数)加起来,再除以二(或者除以几),叫做算术平均数。右边这样,两(几)个数乘起来,再开(几次)方的,就叫几何平均数

几何平均数听起来挺面生,其实也很常见。比如说算算菜价,上个月比上上个月涨了3%,这个月又比上上个月涨了5%,那么平均每个月涨了多少呢,是(3% 5%)÷2=4%?

当然不能这么算,而要用到几何平均数:

数学中的数形结合解题方法(一张图就能看懂的数学题)(3)

简单的说 ,算术平均数适合算可以相加的数,几何平均数适合算可以连乘的数。

左边的长方形边长分别是a和b,面积等于ab。右边的正方形面积同样等于ab,边长等于长方形两边长的几何平均数。长方形的两边被取长补短,但面积不变,也就是几何属性不变。

算术平均数和几何平均数,哪个大?

因为平均数一般在统计中使用,我们这里只讨论正数的情况。

我们以a b为直径画一个圆,那么a和b的算术平均数就是这个圆的半径:

数学中的数形结合解题方法(一张图就能看懂的数学题)(4)

而几何平均数是经过a、b交点、垂直于a、b的弦的一半,这容易用相似三角形证明。

数学中的数形结合解题方法(一张图就能看懂的数学题)(5)

因为半弦小于等于半径,所以几何平均数小于等于算术平均数,且只有在a等于b的时候,两者相等。

除了算术平均数和几何平均数,我们还可以在一张图上,画下一个平均数全家桶:

数学中的数形结合解题方法(一张图就能看懂的数学题)(6)

上图中,直径延长线的部分(即BC)等于b,直径及延长线(即AC)等于a,且a>b>0。平均数的全家桶用不同颜色的线段表示,且有:

平方平均数>算术平均数>几何平均数>调和平均数

要看上一期,点这里:《一张图就能看懂的数学题(三):算平方和还有立方和,从此不用记公式》

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