최고·최저 기온 두 값으로 하루 평균을 정할 수 있을까

최고와최저는시간기록의두 끝을압축한값이다. 평균을구하려면그사이에얼마나많은관측이머물렀는지필요하다.

섭씨와 켈빈 눈금이 있는 실제 온도계

사진: Martinvl · CC BY-SA 3.0 · 원본 출처

이문제에서하루평균은24개등간격시각값의산술평균으로정의한다. 기록A는0도가23개,24도가1개이고 B는0도가12개,24도가12개다. 최고·최저와평균을비교하라. (최고+최저)/2가반드시이평균인지를판단하라. 이규칙은기상청공식일평균산식의복제가아니다.

합성 기록 0도 횟수 24도 횟수 전체 측정 횟수
A 23 1 24
B 12 12 24
n=24,min⁡T=0,max⁡T=24n=24,\quad \min T=0,\quad\max T=24

두기록의최저는0,최고는24다. 그러나A의평균은24/24=1이고 B는(12×24)/24=12다. 최고·최저의중간값12는B에맞지만A에맞지 않는다.

극값은각값에머문횟수를알려주지않는다. 따라서 이두극값만으로산술평균을결정할 수없다. 실제기온자료를읽을때에도일평균·일최고·일최저라는지표이름을같은 값처럼교환해서는안된다.

TˉA=1,TˉB=12\bar T_A=1,\quad\bar T_B=12

24개의칸을먼저표현하고합을구하게한다. 최고·최저의중점은어떤 가정에서평균과일치하는지를물어균형잡힌기록을구성하게한다.

같은 극값0·24를유지하면서이정의의평균을더높게만들려면24값의개수를어떻게바꾸어야하는가?

착안 원문: 기후통계분석 — 기온분석. 기온분석의 평균·최고·최저라는 다른 관측량을 자체 24시각 기록으로 비교했다.