\(\pmb{Definíció:}\)
Legyenek \(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n\) nemnegatív valós számok és \(k \neq 0\), akkor \(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n\) számok \(k\)-dik hatványközepe:
\[
S_k(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n)=\left(\sum_{i=1}^n \frac{a_i^k}{n}\right)^\frac{1}{k}
\notag
\]
\(k=0\) esetén a hatványközepet a következő módon definiáljuk:
\[
S_0(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n)=\sqrt[k] {a_1\cdot a_2\cdot\ldots\cdot a_n}
\notag
\]
\(\pmb{Tétel:}\)
A hatványközepek közötti egyenlőtlenség szerint, ha \(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n\) nemnegatív valós számok, akkor \(p < q\)
\[
S_p\leq S_q
\notag
\]
\(\pmb{Megjegyzés:}\)
\[
\begin{aligned}
S_{-1}(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n)&=H_n=\frac{n}{\frac{1}{a_1}+\frac{1}{a_2}+\cdots+\frac{1}{a_n}}& \text{ harmonikus közép}\\
\end{aligned}\notag
\]
\[
\begin{aligned}
S_{0}
(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n)&=M_n=\sqrt[n]{a_1\cdot a_2\cdot\ldots\cdot a_n}& \text{ mértani közép}\\
\end{aligned}\notag
\]
\[
\begin{aligned}
S_{1}
(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n)&=A_n=\frac{a_1+a_2+\ldots +a_n}{n}& \text{ számtani közép}\\
\end{aligned}\notag
\]
\[
\begin{aligned}
S_{2}
(a_1,\,a_2,\ldots,\,a_n)&=Q_n=\sqrt{\frac{a_1^2+a_2^2+\ldots +a_n^2}{n}}& \text{ négyzetes közép}\\
\end{aligned}\notag
\]
\(\pmb{Megjegyzés:}\)
A fenti nevezetes középértékeket szemléltethetjük is egy trapéz segítségével.
A trapéz szárainak \(F_1,\,F_2\) felezőpontjait összekötő \(x\) hosszúságú szakasz az alapok hosszúságának a számtani közepe.
\[
x=\frac{a+b}{2}\notag
\]
A trapéz átlóinak metszéspontján átmenő, az alapokkal párhuzamos \(x\) szakasz hossza az alapok harmonikus középe.
\[
x=\frac{2}{\frac{1}{a}+\frac{1}{b}}\notag
\]
\[
x=\frac{2}{\frac{1}{a}+\frac{1}{b}}\notag
\]
Ha a trapézt hasonló trapézokra vágjuk egy \(\overline{PQ}\) szakasszal, amely párhuzamos az alapokkal, azaz \(\dfrac{a}{b}=\dfrac{m_2}{m_1}\), akkor az \(x=\overline{PQ}\) szakasz hossza az alapok mértani közepe.
\[
x=\sqrt{a\cdot b}\notag
\]
Ha a trapézt egyenlő területű trapézokra osztjuk egy \(\overline{PQ}\) szakasszal, amely párhuzamos az alapokkal, akkor az \(x=\overline{PQ}\) szakasz hossza az alapok négyzetes közepe.
\[
x=\sqrt{\frac{a^2+b^2}{2}}
\notag
\]