調和平均數(harmonic mean)又稱倒數平均數,是有限統計變量倒數的算術平均數的倒數,屬于畢達哥拉斯三種平均數中的一種,其他兩種分別是算術平均數和幾何平均數。
調和平均值通常用于計算比率或比率的平均值,它是衡量比率和比率的平均值最合適的方法,因為它均衡了每個數據點的權重。調和平均數有簡單調和平均數和加權調和平均數兩種。
調和平均數常被用于計算金融領域中的市盈率等變量的平均數,市場技術人員使用其確定斐波那契數列等。
分類
簡單調和平均數
簡單調和平均數是算術平均數的變形,它的計算公式如下:
加權調和平均數
加權調和平均數是加權算術平均數的變形。它與加權算術平均數在實質上是相同的,而僅有形式上的區別,即表現為變量對稱的區別、權數對稱的區別和計算位置對稱的區別。因而其計算公式為:
加權調和平均數的應用: 在很多情況下,由于只掌握每組某個標志的數值總和(M)而缺少總體單位數(f)的資料,不能直接采用加權算術平均數法計算平均數,則應采用加權調和平均數。
例如:某工廠購進材料三批,每批價格及采購金額資料如下表:
應用
調和平均數可以用在相同距離但速度不同時,平均速度的計算;如一段路程,前半段時速60公里,后半段時速30公里〔兩段距離相等〕,則其平均速度為兩者的調和平均數時速40公里。
另外,兩個電阻R1,R2并聯后的等效電阻R:
恰為兩電阻調和平均數的一半。
區別關系
區別
算術平均數和調和平均數是平均指標的兩種表現形式。算術平均數和調和平均數并非兩類獨立的平均數;算術平均數和調和平均數的數值之間并無直接關系,也不存在誰大誰小的問題;不能根據同一資料既計算算術平均數,又計算調和平均數,否則就是純數字游戲,而非統計研究。
關系
算術平均數、調和平均數、幾何平均數是三種不同形式的平均數,分別有各自的應用條件。進行統計研究時,適宜采用算術平均數時就不能用調和平均數或幾何平均數,適宜用調和平均數時,同樣也不能采用其他兩種平均數。但從數量關系來考慮,如果用同一資料(變量各值不相等)。
計算以上三種平均數的結果是:算術平均數大于幾何平均數,而幾何平均數又大于調和平均數。當所有的變量值都相等時,則這三種平均數就相等。它們的關系可用不等式表示:
特點
調和平均數具有以下幾個主要特點:
①調和平均數易受極端值的影響,且受極小值的影響比受極大值的影響更大。
②只要有一個標志值為0,就不能計算調和平均數。
③當組距數列有開口組時,其組中值即使按相鄰組距計算,假定性也很大,這時的調和平均數的代表性很不可靠。
④調和平均數應用的范圍較小。在實際中,往往由于缺乏總體單位數的資料而不能直接計算算術平均數,這時需用調和平均法來求得平均數。
注意事項
(1)當變量數列有一變量X的值為零時,調和平均數公式的分母將等于無窮大,因而無法求出確定的平均值。
(2)調和平均數和算術平均數一樣,易受兩極端值影響。上端值越大,平均數向上偏離集中趨勢就越大。反之,下端值越大,平均數向下偏離集中趨勢越大。
(3)要注意區分調和平均數和算術平均數的使用條件,因事制宜。
參考資料 >
平均數.《中國大百科全書》第三版網絡版.2023-12-28
Harmonic Mean.CFI Education.2023-12-28
Harmonic Mean.BYJU'S.2023-12-28