■平均(その13)
ムーアヘッド平均は算術平均と幾何平均の一般化になっていた.たとえば,算術平均・幾何平均の不等式
(a^2+b^2)/2≧ab
の左辺も右辺も
(a^xb^y+a^yb^x)/2
の特別な場合になっていることに気づかれたであろう.
x≧y≧0として(x,y)を指標と呼ぶことにするが,左辺は指標(x,y)=(2,0),右辺は指標(x,y)=(1,1)である.また,いずれにおいてもx+y=2という条件が満たされている.
不等式
(a^2+b^2)/2≧ab
を
M(2,0)≧M(1,1)
と書くことにするが,M(x,y)をムーアヘッド平均と呼ぶことにする.ムーアヘッド平均は算術平均と幾何平均の一般化である.
ベキ平均を
Mr=((a^r+b^r)/2)^(1/r)
と定義すると,
M1=(a+b)/2 → 算術平均A
M-1=2/(1/x+1/y)=2xy/(x+y) → 調和平均H
M2=((a^2+b^2)/2)^(1/2) → ユークリッド平均E
となる.
ベキ平均では(ab)^(1/2) → 幾何平均Gを定義できないという不便さがあるが,これも平均の重要な一般化である(H<G<A<E).今回のコラムでは,平均の応用として算術幾何平均を取り扱うことにする.
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