根据两个数的几何平均值与调和平均值找数

输入两个数的几何平均值与调和平均值,快速计算这两个数。

根据两个数的几何平均值与调和平均值计算

结果

如何根据两个数的几何平均值与调和平均值计算

假设这两个数为 \( x \) 和 \( y \),已知它们的几何平均值 \( G \) 和调和平均值 \( H \)。

几何平均值与调和平均值的定义

几何平均值(Geometric Mean)是两个数的积的平方根,公式为: \( G = \sqrt{x \cdot y} \)

调和平均值(Harmonic Mean)是两个数的倒数的平均数的倒数,公式为: \( H = \frac{2xy}{x + y} \)

推导计算公式

对几何平均值进行转换,算出这两个数的乘积: \( x \cdot y = G^2 \) 把乘积代入到调和平均值公式中,计算\( x \) 与 \( y \)的和: \( x + y = \frac{2xy}{H} \) \( x + y = \frac{2G^2}{H} \) 利用和积公式构建二次方程: \( t^2 - \frac{2G^2}{H}t + G^2 = 0 \) 通过求解这个二次方程,就可以得到 \( x \) 和 \( y \): \( t = \frac{ \frac{2G^2}{H} \pm \sqrt{( \frac{2G^2}{H})^2 - 4 \cdot G^2}}{2} \)

示例

例子 1:已知两个数的几何平均值为 12,调和平均值为 7.2,求这两个数。

解答:

1. 计算乘积:

\( x \cdot y = 12^2 = 144 \)

2. 计算总和:

\( x + y = \frac{2 \cdot 12^2}{7.2} = \frac{2 \cdot 144}{7.2} = 40 \)

3. 构建二次方程:

\( t^2 - 40t + 144 = 0 \)

4. 二次方程求解:

\( t = \frac{40 \pm \sqrt{40^2 - 4 \cdot 144}}{2} = \frac{40 \pm \sqrt{1600 - 576}}{2} = \frac{40 \pm \sqrt{1024}}{2} \)

\( t_1 = \frac{40 + \sqrt{1024}}{2} = 36 \)

\( t_2 = \frac{40 - \sqrt{1024}}{2} = 4 \)

结果:这两个数是 36 和 4。

例子 2:已知两个数的几何平均值为 6,调和平均值为 \( \frac{72}{13} \),求这两个数。

解答:

1. 计算乘积:

\( x \cdot y = 6^2 = 36 \)

2. 计算总和:

\( x + y = \frac{2 \cdot 6^2}{\frac{72}{13}} = \frac{2 \cdot 36}{\frac{72}{13}} = \frac{72 \cdot 13}{72} = 13 \)

3. 构建二次方程:

\( t^2 - 13t + 36 = 0 \)

4. 二次方程求解:

\( t = \frac{13 \pm \sqrt{13^2 - 4 \cdot 36}}{2} = \frac{13 \pm \sqrt{169 - 144}}{2} = \frac{13 \pm \sqrt{25}}{2} \)

\( t_1 = \frac{13 + \sqrt{25}}{2} = 9 \)

\( t_2 = \frac{13 - \sqrt{25}}{2} = 4 \)

结果:这两个数是 9 和 4。