برای اثبات اینکه اگر میانگین حسابی و میانگین هندسی دو عدد برابر باشد، آن دو عدد نیز مساویاند، به صورت زیر عمل میکنیم:
فرض کنید دو عدد برابر \( a \) و \( b \) باشند.
**میانگین حسابی** دو عدد \( a \) و \( b \) به صورت زیر محاسبه میشود:
\[
A = \frac{a + b}{2}
\]
**میانگین هندسی** دو عدد \( a \) و \( b \) به صورت زیر محاسبه میشود:
\[
G = \sqrt{ab}
\]
طبق فرض مسئله داریم:
\[
\frac{a + b}{2} = \sqrt{ab}
\]
دو طرف این معادله را به توان دو میرسانیم:
\[
\left(\frac{a + b}{2}\right)^2 = (\sqrt{ab})^2
\]
که معادل است با:
\[
\frac{(a + b)^2}{4} = ab
\]
پس:
\[
(a + b)^2 = 4ab
\]
با باز کردن پرانتز داریم:
\[
a^2 + 2ab + b^2 = 4ab
\]
طرفین معادله را ساده میکنیم:
\[
a^2 - 2ab + b^2 = 0
\]
که به صورت زیر قابل تجزیه است:
\[
(a - b)^2 = 0
\]
در نتیجه:
\[
a - b = 0 \Rightarrow a = b
\]
بنابراین، اگر میانگین حسابی و میانگین هندسی دو عدد مساوی باشند، آن دو عدد حتماً برابرند.