平均數不等式者,又云平均值不等式、均值不等式,乃數學之朋不等式,亦基本不等式之推廣也。曰:
![{\displaystyle x_{1},x_{2},\ldots ,x_{n}\in \mathbb {R_{+}} \Rightarrow {\dfrac {n}{\displaystyle \sum _{i=1}^{n}{\dfrac {1}{x_{i}}}}}\leq {\sqrt[{n}]{\prod _{i=1}^{n}x_{i}}}\leq {\dfrac {\displaystyle \sum _{i=1}^{n}x_{i}}{n}}\leq {\sqrt {\dfrac {\displaystyle \sum _{i=1}^{n}x_{i}^{2}}{n}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/82e67c40f94418803bdd85bffe13d9d952c73419)
其乃
。
中: 
![{\displaystyle G_{n}={\sqrt[{n}]{\prod _{i=1}^{n}x_{i}}}={\sqrt[{n}]{x_{1}x_{2}\cdots x_{n}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c5bbb7bda3c9aa2fd552fcbafe4c1e5fb1259660)


當且僅為
,等號成立。
即對此正數:調和平均數
幾何平均數
算術平均數
平方平均數。簡記云:“調幾算方”。
時
[纂|溯源]
一不等云:
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二不等云:
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三不等云:
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平均數不等式之證法多端,如歸納法、拉格朗日乘子法、琴生(Jensen)不等式法、排序不等式法、柯西-施瓦茨不等式法等。茲取琴生不等式為例,統證四均之序。設
.
取
,於正實數域凹且遞增,有
![{\displaystyle \ln {G_{n}}=\ln({\sqrt[{n}]{a_{1}\cdots a_{n}}})={\frac {\ln {a_{1}}+\cdots +\ln {a_{n}}}{n}}\leq \ln {\left({\frac {a_{1}+\cdots +a_{n}}{n}}\right)}=\ln {A_{n}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b18c4d255d6bcadf16f512249f8fa46e258dbe1f)
故
.
取
,於正實數域凸且遞減,得
![{\displaystyle {\frac {1}{G_{n}}}={\sqrt[{n}]{{\frac {1}{a_{1}}}\cdot {\frac {1}{a_{2}}}\cdot \cdots \cdot {\frac {1}{a_{n}}}}}\leq {\frac {{\frac {1}{a_{1}}}+\cdots +{\frac {1}{a_{n}}}}{n}}={\frac {1}{H_{n}}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/1015a75a4890fe8e61ca5d40a21299aa3de4cfc3)
故
.
又取
,於正實數域凸且遞增,有

故
.
綜上之所述,
,等號惟於
時成立