Перейти к содержимому

Калькулятор среднего геометрического

Найдите среднее геометрическое положительных чисел или превратите ряд процентных изменений — +10%, −5%, +20% — в истинный средний темп роста за период. Ход вычислений показывает метод логарифмов шаг за шагом, а гармоническое и арифметическое средние стоят рядом, чтобы вы видели, какое среднее подходит вашим данным.

Что вы усредняете?

0 значений распознано

Введите не меньше двух положительных чисел.

Как пользоваться калькулятором среднего геометрического

  1. 1. Выберите, что усредняете. Положительные значения, например соотношения, концентрации или цены, либо процентные изменения от одного периода к следующему.
  2. 2. Введите числа. Для изменений введите 10 для +10% и -5 для −5%; знак % тоже допустим.
  3. 3. Прочитайте результат. Значения дают среднее геометрическое вместе с гармоническим и арифметическим для сравнения; изменения дают средний рост за период, вводящее в заблуждение простое среднее и общее изменение.
  4. 4. Проверьте расчёт. Показаны метод логарифмов, форма через произведение и проверка того, что средний темп воспроизводит общее изменение.

Формула среднего геометрического

Среднее арифметическое складывает значения и делит на n. Среднее геометрическое перемножает их и берёт корень степени n:

Определение

GM = (x₁ × x₂ × … × xₙ)1/n

Метод логарифмов

GM = exp((ln x₁ + ln x₂ + … + ln xₙ) ÷ n)

Для 2 и 8 GM = √(2 × 8) = √16 = 4, тогда как арифметическое равно 5. Для примера данных — 12, 18, 30, 45 и 200 — произведение равно 58 320 000, его корень пятой степени равен 35,74, а арифметическое 61 тянет вверх одно большое значение. Калькулятор использует метод логарифмов, потому что он даёт то же число, вычисленное безопасно: произведение нескольких сотен обычных значений переполняет вычисления, а сумма их логарифмов — никогда.

Средние темпы роста: почему нужно геометрическое

Рост складывается по сложным процентам, поэтому изменения перемножаются. Величина, которая растёт на 10%, падает на 5% и растёт на 20%, умножается на 1,10 × 0,95 × 1,20 = 1,254 — общий рост на 25,4%. Постоянный темп, дающий тот же итог, — это среднее геометрическое коэффициентов роста минус один: 1,2541/3 − 1 = 7,84% за период.

Простое среднее трёх изменений, 8,33%, завышает его: 1,0833 в кубе равно 1,2714, так что оно превратило бы 100 в 127,14 вместо реальных 125,40. Разрыв становится драматичным при волатильных изменениях. Рост на 50% с последующим падением на 50% даёт среднее 0%, но 100 становится 150, а затем 75 — среднее геометрическое показывает истину: −13,4% за период. Это тот же расчёт, что и среднегодовой темп роста (CAGR).

Какое среднее использовать?

СреднееДля чего использоватьПример
АрифметическоеВеличины, которые складываютсяБаллы за тесты, рост, дневные температуры
ГеометрическоеВеличины, которые перемножаются, или данные, охватывающие несколько порядков величиныТемпы роста, доходность инвестиций, соотношения, индексы
ГармоническоеСтавки, измеренные при фиксированном количестве чего-либоСредняя скорость на равных расстояниях, отношения цены к прибыли, F1-мера

Гармоническое среднее — это n ÷ Σ(1/x). Если вы едете 60 км/ч туда и 40 км/ч обратно на одинаковое расстояние, средняя скорость равна 2 ÷ (1/60 + 1/40) = 48 км/ч, а не 50: вы дольше ехали на меньшей скорости. Для любых положительных данных три средних идут в порядке: гармоническое ≤ геометрическое ≤ арифметическое.

Часто задаваемые вопросы

Для чего используется среднее геометрическое?
Оно усредняет величины, которые объединяются умножением: темпы роста и доходность инвестиций за несколько периодов, соотношения и кратности изменений, а также асимметричные положительные данные, охватывающие несколько порядков величины, например количество бактерий или титры антител. Во всех случаях оно даёт типичное мультипликативное значение, которое арифметическое завышает.
Как вычислить среднее геометрическое?
Перемножьте n значений и возьмите корень степени n из произведения. Эквивалентно можно усреднить натуральные логарифмы значений и возвести результат в экспоненту — именно так работают калькуляторы и программы. Для 4, 9 и 6 произведение равно 216, а кубический корень из 216 равен 6.
Почему среднее геометрическое нельзя считать для нуля или отрицательных чисел?
Один ноль обнуляет всё произведение независимо от остальных значений, а логарифм нуля или отрицательного числа не определён. При отрицательных значениях корень может даже не быть действительным числом. Поэтому темпы роста переводят в коэффициенты, например 0,95 для −5%: коэффициенты остаются положительными, если только изменение не достигает −100%.
Как вычислить средний темп роста?
Переведите каждое процентное изменение в коэффициент роста (1 + изменение ÷ 100), перемножьте коэффициенты, возьмите корень степени n и вычтите 1. Для +10%, −5% и +20% это 1,254^(1/3) − 1 = 7,84% за период. Если известны только начальное и конечное значения, та же идея даёт CAGR = (конец ÷ начало)^(1/n) − 1.
Среднее геометрическое всегда меньше арифметического?
Оно никогда не больше. Для положительных чисел среднее геометрическое меньше или равно арифметическому, и они равны только тогда, когда все значения одинаковы. Чем больше разброс значений, тем больше разрыв.
Когда использовать гармоническое среднее?
Используйте его для усреднения ставок, когда зафиксированная величина находится в знаменателе ставки: средняя скорость на равных расстояниях, средняя цена при покупке на одинаковые суммы каждый раз или среднее отношение цены к прибыли. F1-мера в машинном обучении — это гармоническое среднее точности и полноты, которое не даёт высокому значению скрыть низкое.

Похожие инструменты

Ещё в разделе «Статистические калькуляторы»