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算术-几何平均数(3):一些简单的推广和思考

谈数论理 2638

前言:

如今看官们对“c语言几何平均数”大体比较讲究,姐妹们都需要分析一些“c语言几何平均数”的相关资讯。那么小编也在网络上汇集了一些关于“c语言几何平均数””的相关资讯,希望各位老铁们能喜欢,小伙伴们一起来了解一下吧!

我们从一道简单的题目谈起:

已知a1=1,b1=4。且当n≥1时,有

解:

一方面,注意到对任意n≥1,an+1是an和bn的调和平均数,bn+1是an和bn的算术平均数,由基本不等式,有

而0<a1<b1,故由数学归纳法可知

结合数列{an},{bn}的有界性可知,{an}和{bn}的极限存在且相等。

另一方面,注意到

记{an}和{bn}的极限是M,则有

M其实就是a1和b1的算术-调和平均数。

根据上面的过程,我们得到如下结论:

任意两个正数的算术-调和平均数等于这两个数的几何平均。

这也是小编研究了“算术-几何平均数”之后的一个小小发现。仿照高斯的研究结果,做了一点的简单的推广。与高斯的算术-几何平均数相比,算术-调和平均数具有非常简单的形式。(一开始很高兴,后来查了资料,才知道这个别人早就发现了。。。)

高斯研究的是两个数的算术-几何平均,一方面,我们可以推广得到其他不同组合的平均,比如刚刚的算术-调和平均,或者其他如”几何-调和平均“,”平方-算术平均“,”平方-调和平均等“。另一方面,我们还可以对更多的数加以推广。

比如,对三个正数,我们可以定义以下”算术-几何-调和平均“:

任取三个正数a,b,c,不妨设0≤a≤b≤c。定义如下三个数列:

则数列{an},{bn}和{cn}收敛到同一个极限,我把极限称为a,b,c的算术-几何-调和平均,记为AGH(a,b,c)。

对于更多正数的情形,一样可以推广。

还有其他推广吗?不妨发散思维,放飞自我一试。这个问题留给读者们。

虽然现在我也不知道推广得到的这些不同平均数有什么实际意义,但是,谁能肯定在将来也没有意义呢?之前的文章中介绍了高斯研究算术-几何平均数,对于研究椭圆积分以及圆周率的快速数值计算就具有很大意义。而且就现阶段而言,从中体会数学家们的思考过程,也是很能锻炼数学思维的啊!

标签: #c语言几何平均数