ОБЩАЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ

Текущая версия страницы пока не проверялась
опытными участниками и может значительно отличаться от версии
, проверенной 16 декабря 2022 года; проверки требует 41 правка
.

У этого термина существуют и другие значения, см. Прогрессия
.

Произведением первых



членов геометрической прогрессии



называется произведение от



до



, то есть выражение вида


Обозначение:



.


Любой член геометрической прогрессии может быть вычислен по формуле




Своё название прогрессия получила по своему характеристическому свойству
:





ОБЩАЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ
Получение новых квадратов путём соединения середин сторон предыдущих квадратов
  • Последовательность площадей квадратов
    , где каждый следующий квадрат получается соединением середин сторон предыдущего — бесконечная геометрическая прогрессия со знаменателем 1/2. Площади получающихся на каждом шаге треугольников также образуют бесконечную геометрическую прогрессию со знаменателем 1/2, сумма которой равна площади начального квадрата [5]

    :8—9
    .
  • Геометрической является последовательность количества зёрен на клетках в задаче о зёрнах на шахматной доске
    .
  • 2
    , 4
    , 8
    , 16
    , 32
    , 64
    , 128, 256, 512, 1024
    , 2048, 4096, 8192 — геометрическая прогрессия со знаменателем 2 из тринадцати членов.
  • 50; 25; 12,5; 6,25; 3,125; … — бесконечно убывающая геометрическая прогрессия со знаменателем 1/2.
  • 4; 6; 9 — геометрическая прогрессия из трёх элементов со знаменателем 3/2.




  • ,



    ,



    ,



     — стационарная геометрическая прогрессия со знаменателем 1 (и стационарная арифметическая прогрессия
    с разностью 0).
  • 3; −6; 12; −24; 48; … — знакочередующаяся геометрическая прогрессия со знаменателем −2.
  • 1; −1; 1; −1; 1; … — знакочередующаяся геометрическая прогрессия со знаменателем −1.



Свойства знаменателя геометрической прогрессии

Знаменатель геометрической прогрессии можно найти по формулам:

По определению геометрической прогрессии.


Свойства членов геометрической прогрессии

  • Рекуррентное соотношение для геометрической прогрессии:



По определению геометрической прогрессии.

  • Формула общего (



    -го) члена:



  • Обобщённая формула общего члена:





  • Логарифмы
    членов геометрической прогрессии (если определены) образуют арифметическую прогрессию
    .




Формула общего члена арифметической прогрессии:




.

В нашем случае





,





.



Пусть



— соответственно



-й,



-й,



-й члены геометрической прогрессии, где



. Тогда для всякой такой тройки выполняется комплементарное свойство
геометрической прогрессии, называемое тождеством геометрической прогрессии

:





  • Произведение членов геометрической прогрессии начиная с k
    -го члена, и заканчивая n
    -м членом, можно рассчитать по формуле





  • Сумма всех членов убывающей прогрессии:




, то



при



, и




при



.


Свойства суммы геометрической прогрессии

где



 — сумма обратных величин, то есть



.


Свойства произведения геометрической прогрессии


  1. Геометрическая прогрессия
    Архивная копия
    от 12 октября 2011 на Wayback Machine
    на mathematics.ru
  2. Это название, хотя и является общепринятым, неудачно, так как бесконечно убывающая геометрическая прогрессия является убывающей
    , только если и первый член, и знаменатель прогрессии положительны
    .
  3. Если геометрическая прогрессия является конечной последовательностью, то её последний член таким свойством не обладает
    .
  4. Роу С.
    Геометрические упражнения с куском бумаги
    . — 2-е изд. — Одесса: Mathesis, 1923. Архивировано
    19 мая 2017 года.


Средние величины в статистике дают обобщающую характеристику анализируемого явления. Самая распространенная из них – среднее арифметическое
. Она применяется, когда агрегатный показатель образуется с помощью суммы элементов. Например, масса нескольких яблок, суммарная выручка за каждый день продаж и т.д. Но так бывает не всегда. Иногда агрегатный показатель образуется не в результате суммирования, а в результате умножения.

Такой пример. Месячная инфляция – это изменение уровня цен одного месяца по сравнению с предыдущим. Если известны показатели инфляции за каждый месяц, то как получить годовое значение? С точки зрения статистики – это цепной индекс, поэтому правильный ответ: с помощью перемножения месячных показателей инфляции. То есть общий показатель инфляции – это не сумма, а произведение. А как теперь узнать среднюю инфляцию за месяц, если имеется годовое значение? Нет, не разделить на 12, а извлечь корень 12-й степени (степень зависит от количества множителей). В общем случае среднее геометрическое рассчитывается по формуле:

Формула средней геометрической

То есть корень из произведения исходных данных, где степень определяется количеством множителей. Например, среднее геометрическое двух чисел – это квадратный корень из их произведения

Среднее геометрическое двух чисел

Среднее геометрическое трех чисел – кубический корень из произведения

Если каждое исходное число заменить на их среднее геометрическое, то произведение даст тот же результат.

Чтобы лучше разобраться, чем отличаются среднее арифметическое и среднее геометрическое, рассмотрим следующий рисунок. Имеется прямоугольный треугольник, вписанный в круг.

Наглядное изображение средней геометрической

Из прямого угла опущена медиана a
(на середину гипотенузы). Также из прямого угла опущена высота b
, которая в точке P
делит гипотенузу на две части m
и n
. Т.к. гипотенуза – это диаметр описанного круга, а медиана – радиус, то очевидно, что длина медианы a
– это среднее арифметическое из m
и n
.

Длина медианы - среднее арифмтическое

Рассчитаем, чему равна высота b
. В силу подобия треугольников АВP
и BCP
справедливо равенство

Соотношение сторон в подобных треугольниках

Высота треугольника - среднее геометрическое

Значит, высота прямоугольного треугольника – это среднее геометрическое из отрезков, на которые она разбивает гипотенузу. Такое наглядное отличие.

В MS Excel среднюю геометрическую можно найти с помощью функции СРГЕОМ
.

Функция СРГЕОМ в Excel для расчета средней геометрической

Все очень просто: вызвали функцию, указали диапазон и готово.

На практике этот показатель используют не так часто, как среднее арифметическое, но все же встречается. Например, есть такой индекс развития человеческого потенциала
, с помощью которого сравнивают уровень жизни в разных странах. Он рассчитывается, как среднее геометрическое из нескольких индексов.

Ниже видео, как найти среднее геометрическое чисел в Excel.

Поделиться в социальных сетях:

Для \(14\) задания необходимо знать теорию арифметической и геометрической прогрессий.

Арифметическая прогрессия — это последовательность, каждый член которой, начиная со второго, равен предыдущему, к которому прибавляется одно и то же число.

a n + 1 = a n + d

a n + 1

 — последующий член,

a n

 — предыдущий член и

d

— разность арифметической прогрессии.

Формула для нахождения разности:

d = a n + 1 a n

Для арифметической прогрессии, где известен первый член 

a 1

d

, её \(n\)-й член может быть найден по формуле:

Свойство арифметической прогрессии: каждый член арифметической прогрессии, начиная со второго, равен среднему арифметическому предшествующего и последующего членов.

Сумма первых членов арифметической прогрессии равна произведению полусуммы крайних слагаемых на число слагаемых:

И вторая формула для вычисления суммы:

S n = 2 a 1 + d n 1 2 n

Более подробно можно познакомиться с темой здесь
.

Геометрическая прогрессия — это последовательность, каждый член которой, начиная со второго, равен предыдущему, умноженному на одно и то же число.

b n + 1 = b n q

b n + 1

 — последующий член,

b n

 — предыдущий член и

q

 — знаменатель геометрической прогрессии.

Формула для нахождения знаменателя:

q = b n + 1 b n

Для геометрической прогрессии, где дан первый член 

b 1

q

, её \(n\)-й член может быть найден по формуле:

Свойство геометрической прогрессии: каждый член геометрической прогрессии, начиная со второго, равен среднему геометрическому предшествующего и последующего членов.

  • Сумму первых членов геометрической прогрессии со знаменателем, не равным нулю, можно найти по формуле:
  • Также можно найти сумму по формуле:

    Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 1 S

    n

    =

    • b
    • n

      q

      Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 3 b
      1

    q

    1


    Более подробно можно познакомиться с темой здесь
    .

    Среднее геометрическое — математическая величина, которую легко спутать с более часто применяемым средним арифметическим. Для вычисления среднего геометрического следуйте методам, приведенным ниже.


      Возьмите два числа, среднее геометрическое которых необходимо найти.

      Например, 2 и 32.







      1. Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 4

        Подставьте числа в приведенное уравнение.
        Если это, скажем, 10 и 15, то подставьте их так, как показано на рисунке.

      2. Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 5

        Найдите «х».
        Начните с перемножения крест-накрест, что означает перемножение пар чисел по диагонали и расстановку результатов умножения по разные стороны знака =. Так как х*х = х 2
        , то уравнение приводится к виду к виду: х 2
        = (результат умножения ваших чисел). Для вычисления «х» извлеките квадратный корень из результата перемножения используемых чисел. Если в результате вычисления корня получится целое число — отлично. Если нет, дайте ответ в виде десятичной дроби или запишите его со знаком корня (в зависимости от того, что требует преподаватель). Ответ, приведенный выше на рисунке, записан в виде упрощенного квадратного корня
        .

      1. Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 6

        • a 1
          — первое число, a 2
          — второе число и так далее
        • n — общее количество чисел
      2. Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 7

        Перемножьте числа (a 1
        , a 2
        и так далее).

      3. Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 8



      1. Например, log 7 + log 9 + log 12 = 2,878521796





      2. Разделите результат сложения на общее количество изначально данных чисел. Если вы сложили логарифмы трех чисел, делите полученный результат на три. Например, 2,878521796 / 3 = 0,959507265


        Например, antilog 0,959507265 = 9,109766916. Поэтому среднее геометрическое 7, 9, и 12 равно 9,11
        .

      Различия между средним арифметическим и средним геометрическим: Для вычисления среднего арифметического , например, чисел 3, 4 и 18, необходимо их сложить 3 + 4 + 18, а затем разделить на 3 (потому что изначально даны три числа). Ответ равен 25/3 или примерно 8,333; это означает, что если сложить 8,3333 три раза подряд, то ответ будет таким же, как при сложении чисел 3, 4, и 18. Среднее арифметическое отвечает на вопрос: «Если все величины имеют одинаковое значение, то каким это значение должно быть, чтобы при суммировании получился один результат?»

    1. Напротив, среднее геометрическое отвечает на вопрос: «Если все величины имеют одинаковое значение, то каким это значение должно быть, чтобы при перемножении получился один результат?» Поэтому, чтобы найти среднее геометрическое чисел 3, 4 и 18, мы перемножаем эти числа: 3 x 4 x 18. Получаем 216. Затем мы берем кубический корень из полученного результата перемножения (кубический корень, так как в вычислении участвуют три числа). Ответ будет 6. Другими словами, так как 6 x 6 x 6 = 3 x 4 x 18, то 6 является средним геометрическим чисел 3, 4 и 18.
    2. Среднее геометрическое всегда меньше или равно среднему арифметическому. Более подробно читайте тут .
    3. Среднее геометрическое рассчитывается только для положительных чисел. Схема решения различных прикладных задач с использованием среднего геометрического не будет работать в случае наличия отрицательных чисел.
    4. Об этой статье

      Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 21 октября 2018 года; проверки требуют 30 правок .

      1. Стационарная последовательность может быть задана следующим образом:
        , т. е.
        .
      2. Убывающая последовательность:
        , т. е.
        .
      3. Возрастающая последовательность:
        , т. е.
        .

      Формула для общего члена

      Рассмотрим исходное соотношение:
      при

      Пусть в этом соотношении
      и
      . Прибавив к обеим частям выражение
      , получаем






      Перемножив указанные равенства и сократив одинаковые сомножители (или подставив вместо скобок в правой части левую часть следующего по порядку уравнения), получим явную формулу члена арифметико-геометрической прогрессии:

    5. Эвристическое доказательство формулы общего члена арифметико-геометрической прогрессии

    Арифметико-геометрическая прогрессия является возвратной последовательностью второго порядка и задаётся уравнением:

      Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 1

    Разность

      арифметико-геометрической прогрессии определяется по формуле

  • Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 3 Следствие 1. Формула, связывающая любые три последовательных члена через разность:

    Следствие 2. Формула, связывающая любые три последовательных члена через знаменатель:







    Если


    , то



    выполняется равенство



    Последовательность частичных сумм членов арифметико-геометрической прогрессии является возвратной последовательностью третьего порядка и задаётся уравнением:





    Если последовательность частичных сумм является арифметико-геометрической прогрессией, то сама последовательность является геометрической прогрессией.


  • Тождество арифметико-геометрической прогрессии

    Пусть



    — соответственно



    -й,



    -й,



    -й члены арифметико-геометрической прогрессии со знаменателем



    , где



    . Тогда для всякой такой тройки выполняется комплементарное свойство
    арифметико-геометрической прогрессии, называемое тождеством арифметико-геометрической прогрессии

    :











    1. Суконник Я. Н.
      Арифметико-геометрическая прогрессия // Квант
      . — 1975. — № 1. — С. 36—39.

    Средним геометрическим
    нескольких положительных вещественных чисел называется такое число, которым можно заменить каждое из этих чисел так, чтобы их произведение не изменилось. Более формально:








    • Среднее геометрическое двух чисел



      является средним арифметическим-гармоническим этих чисел, то есть равно пределу двух последовательностей:



    • Среднее геометрическое двух чисел равно среднему геометрическому их среднего арифметического
      и среднего гармонического
      [2]

      .

    Среднее геометрическое взвешенное

    Среднее геометрическое взвешенное
    набора вещественных чисел




    с вещественными весами



    определяется как




    В том случае, если все веса равны между собой, среднее геометрическое взвешенное
    равно среднему геометрическому.



    Среднее геометрическое отрезков:



    Высота

    прямоугольного треугольника

  • , опущенная на
  • гипотенузу
    , есть среднее пропорциональное между

    проекциями

    катетов
    на гипотенузу, а каждый катет есть среднее пропорциональное между гипотенузой и его проекцией на гипотенузу.

      Это даёт геометрический способ построения среднего геометрического двух (длин) отрезков: нужно построить Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 1 окружность

      на сумме этих двух отрезков как на диаметре, и тогда высота, восстановленная из точки их соединения до пересечения с окружностью, даст искомую величину.

      Расстояние до

      горизонта
      сферы

        есть среднее геометрическое между расстоянием до самой ближней точки сферы и расстоянием до самой дальней точки сферы.
    1. «Среднее пропорциональное».

      — статья из Изображение с названием Calculate the Geometric Mean Step 3 Большой советской энциклопедии

      Роу С.

      Геометрические упражнения с куском бумаги

      . — 2-е изд. — Одесса: Матезис, 1923.
      Архивная копия
      от 13 августа 2020 на Wayback Machine

    Оцените статью
    ТелеМикроскопы