平均数计算器
结果
平均数
- 总和
- 433.0000
- 个数
- 5
- 逐步过程
- (85 + 90 + 78 + 92 + 88) / 5 = 86.6000
平均数,是把一串数加起来,再除以一共有多少个数——先是总和,然后是那一步把总和还原成「每个数大概是多少」的除法。这个计算器把被除数和除数连同答案一起印出来,所以那一步算术可以逐行核对,而不必凭信任接受;项数不多的时候它把每一项都写出来,长到一定程度才改用 Σ 记号。凡是「能量相加」的东西都可以用它:分数、价格、时长、温度、件数。人们说「平均」的时候,脑子里默认就是它,而它回答的确实是关于「总量」的问题——如果所有条目平分这个总量,每一条会是多少。它不适合比率和增长倍数(那些是乘起来的),也不适合各项轻重不一的情形(那是加权平均的事);这两种情况本页的另外几页各有专页。
公式
平均数 = (x₁ + x₂ + … + xₙ) ÷ n = Σx ÷ n
- xᵢ
- 列表里的一个数。可以是负数——温度、收支差额、相对某个基准的偏差——也可以是小数或分数;进公式的只有总和与个数,所以事先不需要排序,也不需要把谁挑出来
- Σx
- 所有数相加得到的「总和」,结果面板上会印出来。它是分子,也是带着单位的那一项:一串分钟数加起来还是分钟,由它除出来的平均数也还是分钟
- n
- 一共有多少个数,同样印在面板上。它是分母,也是这个平均数的含义所在——总和被平均分给每一个数,所以答案是「如果每个数都一样,每个数会是多少」
- Σx ÷ n
- 那一步除法本身,面板上用真实的数字写出来。之所以把总和与个数分开印,就是为了核对它:答案看着不对时,这一行能指出错的是总和还是个数
凡是能相加、而且每一项该算同等分量的量,都用平均数。日常的绝大多数场景都属于这一类:一个班的平均分、一篮子商品的平均价格、一项任务的平均耗时、一个月的平均气温。平均数同时也是让「总和」对得上的那个数——各个数与它之差的和恰好为零——所以它是描述总量的天然摘要,也是统计学里几乎所有别的东西的输入。反过来说,各项轻重不同时该用加权平均;这些数是乘起来而不是加起来的时候(增长倍数、比值)该用几何平均数;这些数本身是「做一件事的速率」时该用调和平均数;而当少数几个极端值会把答案拽离典型情况时,该用中位数。平均数对离群值天然敏感——每个数都按自己离答案多远来拉动它,这份敏感有时正是要用它的理由,有时正是不该用它的理由。
算例
五次考试分数
- 把五个数相加:85 + 90 + 78 + 92 + 88 = 433
- 数一数:一共 5 个
- 相除:433 ÷ 5 = 86.6
面板会把这个除法一字不落地写出来——(85 + 90 + 78 + 92 + 88) / 5 = 86.6000——所以不必重做加法就能核对答案,而且分母一眼可见是「个数」而不是别的什么。印在旁边的那三个数字都是可以数的:总和 433、个数 5,以及答案 86.6,也就是「如果这 433 分平摊到每个人头上」的那一分。这一串数正是本组四页共用的默认数据,所以从本页点进另外三页,看到的是同一串数在另一种平均之下的大小:86.6 是算术平均数,而加权、几何、调和三种平均数对这两串数都给出更小的值。
包含负数的一串数
- 把三个数相加:−5 + (−1) + 3 = −3
- 一共 3 个数
- 相除:−3 ÷ 3 = −1
负数是正常输入:零下的温度、透支的余额、相对基准的偏差读数。面板把和写成 (−5 − 1 + 3) 而不是 (−5 + −1 + 3),两者等值,但前者是人念出来时会说的那种写法。可以注意答案是 −1,落在最小值与最大值之间——平均数「永远」落在数据的最小值与最大值之间,一个跑到范围之外的答案就是哪里敲错了的信号。它也不必是列表里的某一个数,这一组就不是。
两个小数
- 把两个数相加:0.3 + 0.45 = 0.75
- 一共 2 个数
- 相除:0.75 ÷ 2 = 0.375
小数按小数点输入,位数写多少就是多少,中途不做任何舍入。答案会印成四位小数,所以这一对会在末尾补一个 0:0.3750 而不是 0.375。这个补零是有意的,它不是「算到了万分位」的声明,而是让结果面板与它上面那一行除法对齐的写法,也是本页每一个结果统一使用的位数。
八个数的 Σ 写法
- 把八个数相加:2 + 4 + 4 + 4 + 5 + 5 + 7 + 9 = 40
- 一共 8 个数
- 相除:40 ÷ 8 = 5
这一串比六个长,所以逐步过程那一行改用缩写:Σx / 8 = 5.0000,而不是把八个数字全写出来。这个 Σ 就是公式块里那个符号,意思与展开写一模一样——把所有数加起来——所以什么都没丢,而两百个数的列表也不会撑出一行两百个数字。分界点是「六个」:不超过六项时展开的那一行短到足够好读,比缩写更有用;正好六项时仍然如此。
局限
列表至少要有一个数、最多两百个,而只要有一个写不成数的片段就会整条拒收——1、2、abc 这样的列表会被拒绝,而不是拿能读出来的那两个数去平均。数字中间夹逗号同样拒收,1,500 要写成 1500 或 1.5:在很多国家逗号是小数点,替读者猜他用的是哪一种,答案会静默地差上一千倍。中途不做任何舍入:数按敲进去的值原样参与计算,只有印出来的结果固定为四位小数,所以一长串多位小数的答案,有可能与相邻的另一个答案印出来一模一样。平均数没有任何上下界可以拦一下——温度的平均数和价格的平均数它都照算,也看不出这两者根本不该出现在同一张列表里。最后,它不是个稳健的统计量:一个特别大的值就能把它拉走很远,而每一个数都在按自己离答案的距离拉动它。
常见问题
- 一组数的平均数怎么算?
- 把里面的数全部加起来,数一数一共有几个,再用总和除以个数。以本页那五个分数为例,总和是 433,一共 5 个,所以平均数是 433 ÷ 5 = 86.6。总和与个数都印在结果面板上、就在答案旁边,所以不用自己重做一遍加法也能核对那一步除法。
- 「平均数」和「均值」是同一个东西吗?
- 日常说话里是同一个数,本页两个说法并用。严格一点讲,「平均数」是一大类中间值的统称——算术平均数、中位数、众数都是平均数——而「算术平均数」特指把数加起来除以个数算出来的那一个,加「算术」二字是为了与几何平均数、调和平均数区分开。
- 答案可以不是列表里的某一个数吗?
- 可以,而且通常都不是。计算过程没有任何地方要求答案落在数据里:1 和 2 的平均数是 1.5,不在这两个数之中;本页那五个分数的平均数是 86.6,也不是其中任何一分。能保证的是答案一定落在最小值与最大值之间,而它正好等于其中一个数,只是这组数据恰巧凑出来的。
- 负数的平均数怎么算?
- 与正数完全一样:加起来,再除以个数。符号在加法里自己就处理好了,所以 −5、−1 与 3 相加得 −3,除以 3 得 −1。面板把和写成项与项之间带减号的形式,而不是在负数前面写加号,两者是同一份算术,只是前者是人念出来的说法。
- 为什么结果印四位小数?
- 因为本页每一个结果都固定印四位小数,而固定位数是让面板在两次输入之间可以比较的原因——0.375 印成 0.3750,好与它上面那一行除法对齐。它不是在声明答案精确到万分位:参与计算的仍是完整精度,被固定下来的只是显示的那几个字符。
- 什么情况下不该用平均数?
- 三种情况:各项轻重不一样时、这些数是乘起来而不是加起来时、以及少数几个极端值会把答案拽离典型情况时。轻重不同要用加权平均数;增长倍数和比值这类复利性质的量要用几何平均数;「走完固定距离的速率」这类量要用调和平均数;而一列明显偏斜、典型情况比总量更重要的数据,要用中位数。
参考资料
- GB/T 3358.1-2009《统计学词汇及符号 第1部分:一般统计术语与用于概率的术语》(推荐性国家标准,现行:2009-10-15 发布 / 2010-02-01 实施;该站注明因涉及国际版权不提供在线阅读,全文需另寻) — 国家市场监督管理总局 国家标准全文公开系统
- Arithmetic Mean — MathWorld(算术平均数的定义、偏差之和为零这条性质,以及它与几何平均数、调和平均数的不等关系) — Wolfram MathWorld
- Measures of Location — e-Handbook of Statistical Methods, section 1.3.5.1(平均数是数据的平衡点,以及一个极端值如何移动它) — 美国国家标准与技术研究院(NIST)