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幾何平均數

要算兩個數的幾何平均數,先把這兩個數乘起來。接著找一個數,看看它自己乘自己,會不會剛好等於剛剛算出來的乘積。舉個例子,4 和 9 相乘是 36,因為 6 × 6 = 36,所以 4 和 9 的幾何平均數就是 6。如果有三個數,就把三個數全部乘起來,再找一個數,看它連乘三次會不會等於這個總乘積。

幾何平均數在國小沒有教。因為它要用到開根號,而平方根是國中八年級才學的,依照 108 課綱,幾何平均數和算幾不等式是到高中一年級學指數時才會正式學。不過,只要你會背九九乘法表,國小高年級的小朋友就能算出這頁大部分的題目,也能看出它和國小學的平均數有什麼不一樣。

先看重點

  • 兩個數的幾何平均數,就是兩數相乘再開根號。例如 2 和 8:2 × 8 = 16,4 × 4 = 16,所以答案是 4。
  • 三個數就是把它們相乘,再找一個數連乘三次。例如 1、3、9:相乘是 27,3 × 3 × 3 = 27,所以答案是 3。
  • 幾何平均數常用在連續變幾倍、成長率這種「一直乘」的情況。如果是普通的加總平分,還是用算術平均數比較合適。
  • 如果兩個正數不一樣,幾何平均數一定比算術平均數小。只有當兩個數相等時,兩種平均數才一樣大。

幾何平均數公式

開根號其實就是在問一個問題:哪一個數字自己乘自己,會得到這個數呢?舉個例子,36 開根號是 6,因為 6 × 6 = 36。如果你還沒學過根號也沒關係,只要用九九乘法表想一想「幾乘幾等於 36」,就能找到答案了。

算術平均數是把數字加起來再平分,幾何平均數則是把數字乘起來,再平分成幾個一樣的數相乘。所以,一個是用加法想的,另一個是用乘法想的。

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

幾何平均數裡的「幾何」可以用圖形來理解。假設有一個長 8 公分、寬 2 公分的長方形,它的面積是 2 × 8 = 16 平方公分。如果我們要畫一個面積一樣大的正方形,它的邊長要是多少呢?因為 4 × 4 = 16,所以邊長要是 4 公分。這個 4 就是 2 和 8 的幾何平均數。

如果我們用算術平均數 (2 + 8) ÷ 2 = 5 當作正方形的邊長,那它的面積就是 5 × 5 = 25 平方公分,這比原本的 16 大太多了。所以,當我們要把兩個數相乘的時候,要改用幾何平均數,這樣算出來的結果才會剛剛好。

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,它們的面積都是 16 平方公分,4 就是 2 和 8 的幾何平均數

幾何平均數怎麼算:例題

前面三題的數字都選得很剛好,用九九乘法表就能找到答案;第四題算出來不是整數,要用計算機的 √ 鍵或根號計算機,得到的答案是一個近似值。

例 14 和 9 的幾何平均數是多少?

  1. 先相乘:4 × 9 = 36
  2. 再找一個自己乘自己等於 36 的數:6 × 6 = 36
  3. 我們來比較一下。算術平均數是 (4 + 9) ÷ 2 = 6.5,這個結果比 6 還要大。

答:6

例 2請算一算,1、3、9 這三個數的幾何平均數是多少?

  1. 先把這三個數全部乘起來:1 × 3 × 9 = 27。
  2. 接著找一個數,讓它自己乘自己三次等於 27。我們發現 3 × 3 × 3 = 27,所以答案就是 3。

答:3

例 3那 2、4、8 這三個數的幾何平均數又是多少呢?

  1. 同樣先把它們乘起來:2 × 4 × 8 = 64。
  2. 我們要找一個數,把它自己連乘三次,結果剛好是 64。算一算,4 × 4 × 4 = 64,所以這個數就是 4。
  3. 我們來比較一下。如果把 2、4、8 加起來再除以 3,得到的算術平均數是 (2 + 4 + 8) ÷ 3 = 14 ÷ 3,大約是 4.67。你看,4.67 比 4 還要大一點點。

答:4

例 43 和 5 的幾何平均數大約是多少呢?(請把答案四捨五入到小數第二位)

  1. 首先,我們把這兩個數相乘: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. 最後,我們用計算機來確認。先按 15,再按 √,螢幕上會顯示 3.872…,把它四捨五入後,大約就是 3.87。
  4. 我們來驗算一下:3.87 × 3.87 = 14.9769,這個答案很接近 15。

答:約 3.87

什麼時候用幾何平均數

當數量是一次一次「變成幾倍」的時候,要算平均每次變幾倍,就要用幾何平均數。這就像植物長高、存款生利息、或者人口變多一樣。下面兩題會讓你知道,如果直接把倍數加起來再除以 2,會算錯喔。

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. 兩個月連著變,一共變成了 2 × 8 = 16 倍。
  2. 我們要找一個倍數,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,這比實際的 16 倍多太多了。

答:平均每個月長成 4 倍

例 2小美存的錢,第一年變多了 25%,第二年又變多了 80%。請問平均下來,每年大概增加了百分之幾?

  1. 增加 25% 的意思,就是原本的錢變成了 1.25 倍。增加 80% 的意思,就是原本的錢變成了 1.8 倍。
  2. 把這兩年的倍數乘起來,兩年一共變成了 1.25 × 1.8 = 2.25 倍。
  3. 我們要找一個倍數,連續用兩次剛好等於 2.25 倍。發現 1.5 × 1.5 = 2.25,剛好符合。
  4. 變成 1.5 倍,就是比原來多了 50%。
  5. 如果用 (25% + 80%) ÷ 2 = 52.5% 來算,兩年會變成 1.525 × 1.525 = 2.325625 倍,這樣算出來的結果比實際的 2.25 倍還多。

答:平均每年增加 50%

幾何平均數和算術平均數比一比

你比較下面幾組數字會發現,當兩個數不一樣的時候,幾何平均數都比算術平均數小。而且兩個數差得越多,兩種平均數差得也越多。如果兩個數一樣,兩種平均數就相等。這就是高中一年級要學的算幾不等式。另外還有一種加權平均,是每個數的重要程度不一樣時用的平均。

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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