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幾何平均數

兩個數的幾何平均數,是把兩個數相乘,再找哪一個數自己乘自己會等於這個乘積。例如 4 和 9 相乘是 36,6 × 6 = 36,所以 4 和 9 的幾何平均數是 6。三個數就是三個數相乘,再找哪一個數連乘三次會等於它。

幾何平均數國小不教。它要用到開根號,國中八年級才學平方根,依 108 課綱,幾何平均數和算幾不等式是在高中一年級的指數單元正式學。不過只要會九九乘法表,國小高年級的孩子就能算出這頁大部分的例子,也能看懂它和國小學的平均數有什麼不同。

先看重點

  • 兩個數的幾何平均數 = 兩數相乘再開根號,例如 2 和 8:2 × 8 = 16,4 × 4 = 16,答案是 4。
  • 三個數就相乘後找連乘三次的數,例如 1、3、9:相乘是 27,3 × 3 × 3 = 27,答案是 3。
  • 用在連續變幾倍、成長率這種「一直乘」的情形;一般的加總平分還是用算術平均數。
  • 兩個不同的正數,幾何平均數一定比算術平均數小;兩數相等時兩種平均一樣。

幾何平均數公式

開根號的意思是反過來問:哪一個數自己乘自己會得到它?例如 36 開根號是 6,因為 6 × 6 = 36。孩子還沒學根號沒關係,只要用九九乘法想「幾乘幾等於 36」就能找到。

算術平均數是加起來再平分,幾何平均數是乘起來再平分成幾個一樣的數相乘,所以一個看加法、一個看乘法。

兩個數幾何平均數 = √(a × b)找一個數自己乘自己等於 a × b
三個數幾何平均數 = ∛(a × b × c)找一個數連乘三次等於 a × b × c
n 個數幾何平均數 = 把 n 個數相乘,再開 n 次方根高中一年級學,所有的數都要是正數

圖解:長方形變成面積一樣的正方形

幾何平均數的「幾何」可以用圖來看。一個長 8 公分、寬 2 公分的長方形,面積是 2 × 8 = 16 平方公分。如果要畫一個面積一樣的正方形,邊長要是 4 公分,因為 4 × 4 = 16。這個 4 就是 2 和 8 的幾何平均數。

如果用算術平均數 (2 + 8) ÷ 2 = 5 當邊長,正方形面積是 5 × 5 = 25 平方公分,比 16 大太多。所以說兩個數相乘的時候,要用幾何平均數才平均得剛好。

16 平方公分8 公分2長方形 2 × 8 = 16→16 平方公分4 公分4正方形 4 × 4 = 16
長 8 公分、寬 2 公分的長方形和邊長 4 公分的正方形面積都是 16 平方公分,4 是 2 和 8 的幾何平均數

幾何平均數怎麼算:例題

前三題的數字都選得剛好,用九九乘法就能找到答案;第四題算不整,要用計算機的 √ 鍵,答案是近似值。

例 14 和 9 的幾何平均數是多少?

  1. 相乘:4 × 9 = 36
  2. 找自己乘自己等於 36 的數:6 × 6 = 36
  3. 比較:算術平均數是 (4 + 9) ÷ 2 = 6.5,比 6 大

答:6

例 21、3、9 三個數的幾何平均數是多少?

  1. 相乘:1 × 3 × 9 = 27
  2. 找連乘三次等於 27 的數:3 × 3 × 3 = 27

答:3

例 32、4、8 三個數的幾何平均數是多少?

  1. 相乘:2 × 4 × 8 = 64
  2. 找連乘三次等於 64 的數:4 × 4 × 4 = 64
  3. 比較:算術平均數是 (2 + 4 + 8) ÷ 3 = 14 ÷ 3,約 4.67,比 4 大

答:4

例 43 和 5 的幾何平均數大約是多少?(四捨五入到小數第二位)

  1. 相乘:3 × 5 = 15
  2. 3 × 3 = 9、4 × 4 = 16,所以答案在 3 和 4 之間,而且很靠近 4
  3. 用計算機按 15 再按 √,得到 3.872…,四捨五入約 3.87
  4. 驗算:3.87 × 3.87 = 14.9769,很接近 15

答:約 3.87

什麼時候用幾何平均數

數量是一次一次「變成幾倍」的時候,平均每次變幾倍要用幾何平均數,例如植物長高、存款利息、人口成長。下面兩題讓孩子體會,直接把倍數相加除以 2 會算錯。

例 1一盆小苗第一個月長成原來的 2 倍高,第二個月又長成上個月的 8 倍高,平均每個月長成幾倍?

  1. 兩個月一共變成 2 × 8 = 16 倍
  2. 找一個倍數連續用兩次也是 16 倍:4 × 4 = 16
  3. 如果用 (2 + 8) ÷ 2 = 5 倍,兩個月會變成 5 × 5 = 25 倍,比實際的 16 倍多太多

答:平均每個月長成 4 倍

例 2小美存的錢第一年增加了 25%,第二年增加了 80%,平均每年增加百分之幾?

  1. 增加 25% 就是變成 1.25 倍,增加 80% 就是變成 1.8 倍
  2. 兩年一共變成 1.25 × 1.8 = 2.25 倍
  3. 找一個倍數連續用兩次是 2.25 倍:1.5 × 1.5 = 2.25
  4. 1.5 倍就是增加 50%
  5. 如果用 (25% + 80%) ÷ 2 = 52.5%,兩年會變成 1.525 × 1.525 = 2.325625 倍,比 2.25 倍多

答:平均每年增加 50%

幾何平均數和算術平均數比一比

比較下面幾組數字會發現,兩個數不一樣的時候,幾何平均數都比算術平均數小,而且兩個數差越多,兩種平均差得越多;兩個數一樣時,兩種平均相等。這就是高中一年級要學的算幾不等式。

兩個數算術平均數幾何平均數
5 和 5(5 + 5) ÷ 2 = 55 × 5 = 25,答案 5
4 和 9(4 + 9) ÷ 2 = 6.54 × 9 = 36,答案 6
2 和 8(2 + 8) ÷ 2 = 52 × 8 = 16,答案 4
1 和 9(1 + 9) ÷ 2 = 51 × 9 = 9,答案 3

2 和 8、1 和 9 的算術平均數都是 5,但 1 和 9 差得比較多,幾何平均數也比較小。

相關練習:試做 5 題

數學王沒有幾何平均數的關卡,因為它不在國小課程裡。五年級的「併式和分配律」有求平均的題目,練的是國小學的算術平均數,可以拿來和這頁比較;二年級的九九乘法則是找幾何平均數的基本功,想得出「幾乘幾等於 36」,就找得出 4 和 9 的幾何平均數。

準備好就開始,一共 5 題。

常見問題

幾何平均數怎麼算?

兩個數就相乘,再找哪個數自己乘自己會等於這個乘積。例如 2 和 8 相乘是 16,4 × 4 = 16,幾何平均數是 4。三個數就相乘後找連乘三次的數。

幾何平均數是幾年級學的?

國小不教。國中八年級學平方根,依 108 課綱,幾何平均數和算幾不等式在高中一年級的指數單元正式學。

幾何平均數和算術平均數哪裡不一樣?

算術平均數是加起來再平分,幾何平均數是乘起來再平分成幾個一樣的數相乘。資料是一次一次變幾倍時用幾何平均數,其他大部分情形用算術平均數。兩個不同的正數,幾何平均數一定比算術平均數小。

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