[爆卦]平均數符號是什麼?優點缺點精華區懶人包

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在 平均數符號產品中有1篇Facebook貼文,粉絲數超過457的網紅C.C.M Math,也在其Facebook貼文中提到, 【數感生活——成長率、幾何平均數,偶爾還有算術平均數】 最近成長率又成為熱門的時事議題。某位教授先用相加的算術平均數,得出台灣4年來的成長率為2.44%。被抨擊「怎麼可以用算術平均數來算成長率,成長率是類似複利的概念,要用相乘再開根號的幾何平均數才對」 之後,該教授又貼了一則文章,解釋算術...

  • 平均數符號 在 C.C.M Math Facebook 的最讚貼文

    2019-11-07 13:10:19
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    【數感生活——成長率、幾何平均數,偶爾還有算術平均數】

    最近成長率又成為熱門的時事議題。某位教授先用相加的算術平均數,得出台灣4年來的成長率為2.44%。被抨擊「怎麼可以用算術平均數來算成長率,成長率是類似複利的概念,要用相乘再開根號的幾何平均數才對」

    之後,該教授又貼了一則文章,解釋算術平均數跟幾何平均數在這個情況下是很接近的,所以方便起見他用算術平均數,並附上了數據與程式碼。

    當然程式驗證是沒問題的,不過比起程式,數學上的驗證同樣重要且有趣。許多網友已經指出,若是要講究嚴謹,使用「泰勒展開式」會是一個不錯的工具,來證明在面對成長率這種議題時,當成長率不大,算術平均數的確是幾何平均數的近似值。

    在這邊,我們提供一個更簡單的,必然曾經出現在各位國高中黑板上的算式來解釋。

    首先,
    (1+a)(1+b)=1+(a+b)+ab
    當a、b都很小,以台灣成長率來說最高不超過0.03。你可以想像ab的值最大也只有0.0009,小到可以忽略了。所以我們可以得到
    (1+a)(1+b)≈1+(a+b)

    同樣的道理,推展到4個年度的成長率相乘(是不是覺得數學能夠推展的特性真是很棒很好用呢?),成長率分別是a、b、c、d,可以得到
    (1+a)(1+b)(1+c)(1+d)≈1+(a+b+c+d)

    假設這四年的(幾何)平均成長率是g,同樣可以寫出
    (1+g)(1+g)(1+g)(1+g)≈1+(g+g+g+g)=1+4g

    整理後就能得到
    g≈(a+b+c+d)/4
    的結果,近似符號右邊是算術平均數,左邊的g則是幾何平均數。

    以上,就是為什麼算術平均數跟幾何平均數在這個狀況下,答案會差不多的原因。不過我們要強調,兩者的根本意義完全不同,不能只因為「在某些狀況」答案很接近,就覺得選哪個都無所謂,不明究裡的方便主義會出問題的。舉個反差很大的例子,倘若某年成長100%,隔年衰退50%。

    則算術平均數是(100-50)/2=25,平均成長25%。可真正的成長狀況是2x0.5=1,根本沒有成長,幾何平均數是0%。
    這時候就差很多了。數據可以有不同的解讀,但回到數學本身,正確答案只有一個。

    PS: 感謝 張宏彬 (Hung-Bin Chang)博士協助勘誤XD 也歡迎網友熱心補充泰勒展開式版的說明 ( Sean Huang博士不來一下嗎) ~

    PS2: 我們沒有要幫該教授辯護的意思,基本上我認為在沒有解釋清楚的前提下就使用算術平均數去近似,是有失嚴謹的,儘管事後他有補充說明。撰寫這篇文章的本意只是試圖用數學的角度,讓大家理解為什麼,以及在什麼情況下,算術平均數與幾何平均數得到的結果近似。

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