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幂平均 - 维基百科,自由的百科全书

平均へいきん

平均へいきんpower mean)也叫广义平均へいきんgeneralized meanある赫尔とく平均へいきんHölder mean),毕达哥拉斯平均へいきん包含ほうがんりょうさん几何调和平均へいきんてきいち抽象ちゅうしょう

てい

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わか   いちれい实数てい义非实数   てきp平均へいきん

 

せい

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  • 所有しょゆう平均へいきんいち样,幂平均へいきんかくさんすう   てきいち齐次函数かんすうそくわか   いち个正实数,则   指数しすう  てき幂平均等きんとう  ばい   てき平均へいきん
  • あずか几何さん平均へいきんいち样,这种平均へいきんてき计算分解ぶんかいなりどう样大しょうてき块来计算。
 

平均へいきん不等式ふとうしき

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一般いっぱん,如果  ,则   且这两个平均へいきん相等そうとうとう且仅とう  。这由ごと

 

とく上述じょうじゅつ不等式ふとうしきゆかりきんせい不等式ふとうしき证明。

とく别地,对  ,幂平均へいきん不等式ふとうしき蕴含りょう毕达哥拉斯平均へいきん不等式ふとうしき以及さん术几なん平均へいきん不等式ふとうしき

特例とくれい

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特例とくれい n = 2 时的图形描述。
  最小さいしょう
  调和平均へいきん
  几何平均へいきん
  さん平均へいきん
  平方へいほう平均へいきん
  立方りっぽう平均へいきん
  最大さいだい

平均へいきん不等式ふとうしきてき证明

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不同ふどう符号ふごうてき不等式ふとうしきとう

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かり设指すう   あずか   てき平均へいきん间有不等式ふとうしき

 

 .

わが们在两边取たおせすうせい实数じょうてき严格递减函数かんすう不等号ふとうごうはんむこう):

 ,

わが们得いたりょう关于   あずか   てき平均へいきん不等式ふとうしきどう样的推理すいり以倒推,从而证明りょう两个不等式ふとうしきとう价,这在きさきめんてき证明中将ちゅうじょうよういた

几何平均へいきん

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对任なに  指数しすう  てき平均へいきんあずか几何平均へいきん间的不等式ふとうしき为:

 
 

だい一个不等式对正数  だい个对负数)

わが们在两边取   幂:

 

两种じょうがたわが们都いた关于   いくわ权算术几なん平均へいきん不等式ふとうしき,这可以用きんせい不等式ふとうしき证明,利用りよう对数函数かんすうとつ函数かんすうてきこと实:

 
 

两边取指数しすう函数かんすう(严格递增),わが们得いたりょう不等式ふとうしき

 

从而对任なん正数せいすう  したしき成立せいりつ

 

いん为此不等式ふとうしき对任なに   成立せいりつそく够小どう成立せいりつ以将证明(利用りようらく必达ほう),とう   趋于 0 时,左右さゆう两边趋于几何平均へいきん  趋于 0 时的幂平均へいきん几何平均へいきん

 

平均へいきん不等式ふとうしき

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わが们将证明对任なに   如下不等式ふとうしき成立せいりつ

 

如果   负数且   是正ぜせいすう不等式ふとうしきとう价于上面うわつらやめ证过てき

 

对正すう   あずか   てき证明如下:てい义函すう     f いち个幂函数かんすう所以ゆえんゆう阶导すう ざい   てきてい义域ない严格ただしいん ,从而わが们知どう   とつてき

利用りよう这一点以及琴生不等式,わが们得いた

 
 

两边取   幂(递增函数かんすういん   为正すうわが们得いたりょうよく证之不等式ふとうしき

 

さいきさき使用しようさきぜん证过てきとう价性,わが们得いたりょう关于负数   あずか   てき不等式ふとうしき,证毕。

最小さいしょう值与最大さいだい

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此段さいきさきはた证明とう指数しすう   趋于   あずか  ,其幂平均へいきんてき幂平均分きんぶん别趋于最小さいしょう值与最大さいだい值。てい义指すう  あずか   てき平均へいきん最大さいだい值与最小さいしょう值。从而应该ゆう

 

最大さいだい值证あかり如下:しつ一般いっぱんせいかり序列じょれつ   减且ぜん为零。则不等式とうしきとう价于:

 

两边取   幂,わが们得いた不等式ふとうしき决于   てき符号ふごう):

 

わか   为 ≤, わか   为 ≥

两边どう时减   わが们得いた

 

じょ 

 

  为零,从而:

 

减去   あました

 

这是显然てきいん  だい于或とう于任なに  ,从而

 

最小さいしょう值证あかり几乎しょうどうただ过将    换作   ,证毕。

另一方面ほうめんとう   だい于零时,ゆかり简单てき推理すいり以及上面うわつらてき不等式ふとうしきゆう

 

れい   趋于   时,ひだり边同样趋于  ゆかり夹逼定理ていりちゅう间项幂平均へいきん趋于  最小さいしょう值的证明完全かんぜん类似。

广义 f-平均へいきん

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平均へいきん以推广到さら一般いっぱんてき广义 f-平均へいきんえいQuasi-arithmetic mean

 

れい如这包括ほうかつりょう几何平均へいきん而勿需使用しよう极限。幂平均へいきんゆかり   いたてき

应用

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信号しんごう处理

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平均へいきんさく为一个非线性うつり平均へいきん。对於しょう   值,幂平均へいきん偏重へんちょうしょう信号しんごう值,对於だい   值,幂平均へいきん则会きょう调大信号しんごう值。给予いち个高效率こうりつうつり动算术平均へいきんてき实施函数かんすうしょうsmooth工程こうてい师可以按あきらじゅつ Haskell だい码,设计いちうつり动幂平均へいきん实施函数かんすう

 powerSmooth :: Floating a => ([a] -> [a]) -> a -> [a] -> [a]
 powerSmooth smooth p =
    map (** recip p) . smooth . map (**p)

まいり见条

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外部がいぶ链接

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