Primero tendríamos que saber la frecuencia de pago de los intereses.
A partir de aquí convertiríamos el interés nominal (suponiendo que los porcentajes que has indicado sean la TIN) a TAE, por cada uno de los años, y haríamos la media aritmética.
Siguiendo tu ejemplo, en el primer caso imaginemos que el pago de intereses es mensual.
El interés del 4% nominal del primer año sería un 4,0742% TAE
El interés del 3,20% nominal del 2º, 3º y 4º año sería un 3,2474% TAE
Sumaríamos 4,0742 + 3,2434 + 3,2474 + 3,2474 = 13,8164
La media aritmética: 13,8164 / 4 = 3,4541 % TAE
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En tu segundo ejemplo, suponiendo también el pago mensual de intereses.
El interés del 2,25% nominal del primer año sería un 2,2733% TAE
El interés del 2,5% nominal del segundo año sería un 2,5288% TAE
El interés del 3% nominal del tercer año sería un 3,0416% TAE
El interés del 3,5% nominal del cuarto año sería un 3,5567% TAE
El interés del 5% nominal del quinto año sería un 5,1162 TAE
Sumaríamos 2,2733 + 2,5288 + 3,0416 + 3,5567 + 5,1162 = 16,5166
La media aritmética: 16,5166 / 5 = 3,3303% TAE
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Estos serían los cálculos, salvo mejor opinión.
En este link te explican como funciona el cálculo:
¿Cómo calcular la TAE en IPF de interés creciente?
Y, para mayor facilidad, en este otro link puedes hacer la conversión de TIN a TAE de forma muy fácil:
Conversor T.I.N.-T.A.E.
Un saludo