Calculadora de media armónica
Calcula la media para tasas y ratios.
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¿Qué es la Media Armónica?
La media armónica es el recíproco de la media aritmética de los recíprocos:
Propiedad clave: La media armónica es apropiada cuando se promedian tasas, velocidades o razones donde el denominador varía.
Cuándo Usar la Media Armónica
Promediando Velocidades
Escenario: Conducir 60 km a 30 km/h, luego 60 km a 60 km/h. ¿Cuál es la velocidad promedio?
Incorrecto (media aritmética): (30 + 60) / 2 = 45 km/h
Correcto (media armónica):
Verificación:
- Tiempo del primer tramo: 60/30 = 2 horas
- Tiempo del segundo tramo: 60/60 = 1 hora
- Total: 120 km en 3 horas = 40 km/h ✓
Razones Precio-Beneficio
Al promediar razones P/B entre acciones, la media armónica pondera implícitamente por capitalización de mercado.
| Acción | Razón P/B | Beneficios |
|---|---|---|
| A | 10 | $100M |
| B | 20 | $100M |
Media aritmética P/B: 15 Media armónica P/B:
La media armónica refleja correctamente el P/B combinado de una cartera.
Tasas y Densidades
Cuando el numerador es fijo y los denominadores varían:
- Tasas de procesamiento de máquinas (artículos por hora)
- Eficiencia de combustible (kilómetros por litro para distancias iguales)
- Densidades de población (para áreas iguales)
Ejemplo de Cálculo
Datos: 40, 60, 80
Comparar con la media aritmética: (40 + 60 + 80) / 3 = 60
La media armónica siempre es menor o igual que la media aritmética.
Propiedades
Relación con Otras Medias
Para números positivos:
Donde GM es la media geométrica y AM es la media aritmética. La igualdad se cumple solo cuando todos los valores son idénticos.
Relación Recíproca
Sensibilidad a Valores Pequeños
Los valores pequeños tienen una influencia desproporcionada:
Valores: 1, 100, 100, 100
Media aritmética: 75.25 Media armónica:
Un valor pequeño reduce drásticamente la media armónica.
Media Armónica Ponderada
Cuando los valores tienen diferentes pesos:
Ejemplo: Gastar 2/artículo) y 5/artículo). ¿Cuál es el precio promedio por artículo?
- Artículos de A: 100/2 = 50 artículos
- Artículos de B: 100/5 = 20 artículos
- Total: 70 artículos por $200
- Precio promedio: 200/70 = $2.86/artículo
Usando la media armónica con pesos iguales (gasto igual): ✓
Aplicaciones
Finanzas
Base de costo promedio (promedio del costo en dólares):
Si inviertes $1000 mensuales sin importar el precio de la acción, tu costo promedio por acción es la media armónica de los precios.
| Mes | Precio | Acciones Compradas |
|---|---|---|
| 1 | $50 | 20 |
| 2 | $40 | 25 |
| 3 | $100 | 10 |
Precio medio aritmético: \frac{3}{\frac{1}{50} + \frac{1}{40} + \frac{1}{100}} = 54.55$
Costo real: 54.55 ✓
Física
- Resistencias en paralelo: (relacionado con la media armónica)
- Ecuaciones de lentes
- Velocidades promedio para distancias iguales
Aprendizaje Automático
Puntuación F1 es la media armónica de precisión y exhaustividad:
Esto penaliza los modelos donde la precisión y la exhaustividad están desequilibradas.
Biología
- Tamaño efectivo de población en genética
- Tasas de crecimiento promedio
Limitaciones
Indefinida para Cero
Si algún valor es cero, la media armónica es indefinida (división por cero).
Soluciones alternativas:
- Eliminar los ceros si es apropiado
- Usar un valor positivo pequeño como sustituto
- Considerar si la media armónica es apropiada para tus datos
Sin Significado para Valores Negativos
La media armónica asume valores positivos. Los valores negativos pueden producir resultados engañosos.
Sensible a Valores Atípicos (Valores Pequeños)
A diferencia de la media aritmética que es sensible a valores atípicos grandes, la media armónica es extremadamente sensible a valores pequeños.
Eligiendo la Media Correcta
| Situación | Media a Usar |
|---|---|
| Promedio general | Aritmética |
| Distancias iguales, velocidades diferentes | Armónica |
| Tiempos iguales, velocidades diferentes | Aritmética |
| Tasas de crecimiento | Geométrica |
| Gasto igual, precios diferentes | Armónica |
| Cantidades iguales, precios diferentes | Aritmética |
| Razones con numerador fijo | Armónica |
Las Tres Medias Pitagóricas
Las medias aritmética, geométrica y armónica se llaman medias pitagóricas, conocidas desde la antigüedad.
Para dos números positivos a y b:
- Aritmética:
- Geométrica:
- Armónica:
Estas satisfacen:
Contexto Histórico
La media armónica fue estudiada por los pitagóricos en relación con los armónicos musicales. El nombre proviene de su aplicación a los intervalos musicales: la media armónica de las longitudes de cuerdas produce tonos armoniosos.
Arquímedes y matemáticos posteriores usaron extensamente las tres medias pitagóricas en geometría y teoría de números.
Cálculos Relacionados
- Calculadora de Media — Media aritmética
- Calculadora de Media Geométrica — Media para tasas de crecimiento
- Calculadora de Promedio Ponderado — Media aritmética ponderada
- Calculadora de Coeficiente de Variación — Variabilidad relativa
Resumen
La media armónica es el recíproco de la media aritmética de los recíprocos. Úsala cuando promedies tasas donde el numerador es constante: velocidades sobre distancias iguales, precios para gastos iguales, o cualquier razón donde los denominadores varían. La media armónica siempre es menor o igual que las medias geométrica y aritmética. Es indefinida para valores cero y altamente sensible a números pequeños. Las aplicaciones comunes incluyen velocidades promedio, promedio del costo en dólares, puntuaciones F1 y cálculos de resistencias en paralelo.