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Mathe

Wie berechnet man den Abstand zwischen zwei Punkten?

Kurze Antwort

Der Abstand von A(x₁; y₁) und B(x₂; y₂) ist d = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²). Das ist der Satz des Pythagoras im Koordinatensystem.

12–16 JahreWeiterführende Schule

In einem Satz

Der Abstand zwischen zwei Punkten ist die Länge ihrer Verbindungsstrecke: der kürzeste Weg, schnurgerade, von einem Punkt zum anderen.

Erklärt

Stell dir einen Stadtplan auf Karopapier vor. Dein Zuhause liegt bei (1; 2), die Bücherei bei (4; 6). Entlang der Kästchen gehst du 3 nach rechts und 4 nach oben, aber ein Vogel fliegt direkt hin. Wie lang ist diese gerade Linie? Genau das berechnet die Abstandsformel.

  • Karte
  • Lineal
  • Bleistift
Nach rechts, nach oben und die Luftlinie: In jedem Gitter steckt ein rechtwinkliges Dreieck.

Zeichnest du den Weg nach rechts und den Weg nach oben ein, entsteht ein rechtwinkliges Dreieck. Die Strecke AB ist die längste Seite, die Hypotenuse. Die Abstandsformel ist also nichts anderes als der Satz des Pythagoras (a² + b² = c²). Für A(x₁; y₁) und B(x₂; y₂) gilt:

d(A; B) = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²)

Für Zuhause und Bücherei: Δx = 4 − 1 = 3 und Δy = 6 − 2 = 4, also d = √(3² + 4²) = √(9 + 16) = √25 = 5 Kästchen.

Drei Dinge, die helfen:

  • Die Reihenfolge der Punkte ist egal. 3 − 7 = −4 und 7 − 3 = 4, aber quadriert ergeben beide 16.
  • Ein Abstand ist nie negativ. Quadrate sind nie negativ, und man nimmt die positive Wurzel.
  • Gleiches x oder gleiches y? Dann ohne Formel. Haben die Punkte dieselbe x-Koordinate, liegen sie senkrecht übereinander: Du ziehst einfach die y-Werte voneinander ab. Von (2; 3) bis (2; −4) sind es 3 − (−4) = 7 Einheiten. Bei gleichem y ziehst du die x-Werte ab.

Oft kommt keine ganze Zahl heraus. √20 ist ungefähr 4,47 und lässt sich als 2√5 schreiben (siehe Quadratwurzeln). Wird der exakte Wert verlangt, lässt du die Wurzel stehen.

Mit Vektoren sieht es so aus: Der Verbindungsvektor von A nach B hat die Koordinaten (x₂ − x₁; y₂ − y₁), und der Abstand ist sein Betrag, also seine Länge. Das ist dieselbe Rechnung.

Im Raum kommt die Differenz der z-Koordinaten als drittes Quadrat dazu: d = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² + (z₂ − z₁)²). So berechnest du die Raumdiagonale eines Quaders.

Die Abstandsformel gehört zu zwei weiteren Formeln für zwei Punkte mit Koordinaten: dem Mittelpunkt ((x₁ + x₂) : 2; (y₁ + y₂) : 2), der genau in der Mitte der Strecke liegt, und der Steigung (y₂ − y₁) : (x₂ − x₁), die angibt, wie steil die Verbindungsgerade ist.

Beispiele

Punkte Δx Δy Rechnung Abstand
(1; 2) und (4; 6) 3 4 √(9 + 16) = √25 5
(−2; 1) und (4; 9) 6 8 √(36 + 64) = √100 10
(0; 0) und (5; 12) 5 12 √(25 + 144) = √169 13
(3; −1) und (−2; 3) −5 4 √(25 + 16) = √41 ≈ 6,40
(1; 1) und (3; 5) 2 4 √(4 + 16) = √20 2√5 ≈ 4,47
(−3; 4) und (5; 4) 8 0 gleiches y: 5 − (−3) 8

Rechenbeispiel: Auf einem Stadtplan steht jedes Kästchen für 1 km. Die Schule liegt bei (2; 1), der Park bei (8; 9). Die Luftlinie ist √(6² + 8²) = √(36 + 64) = √100 = 10 km. Auf den Straßen des Gitters (6 km nach rechts, dann 8 km nach oben) wären es 14 km: Die Luftlinie ist immer der kürzeste Weg.

Häufige Fehler

  • x und y vermischen. Ziehe x von x und y von y ab, nie ein x von einem y. Tipp: Schreib Δx und Δy in zwei Zeilen auf, bevor du quadrierst.
  • Negative Zahlen falsch quadrieren. (−5)² = 25, nicht −25. Tipp: Setze negative Differenzen immer in Klammern.
  • Die Wurzel aufteilen. √(9 + 16) = √25 = 5, nicht √9 + √16 = 3 + 4 = 7. Tipp: Erst addieren, ganz am Ende die Wurzel ziehen.
  • Die Wurzel vergessen. 9 + 16 = 25 ist d², nicht d. Tipp: Am Schluss immer √.

Schritt für Schritt

Schritt für Schritt

  1. Punkte benennenA(x₁; y₁) und B(x₂; y₂). Welcher zuerst kommt, ist egal.
  2. Δx berechnenX₂ − x₁.
  3. Δy berechnenY₂ − y₁.
  4. Quadrieren und addierenBeide Quadrate sind positiv.
  5. Wurzel ziehenD = √(Summe). Wurzel vereinfachen oder wie verlangt runden.

Schnelle Probe: Der Abstand ist mindestens so groß wie die größere der beiden Differenzen und höchstens so groß wie ihre Summe. Von (1; 2) bis (4; 6) liegt 5 zwischen 4 und 3 + 4 = 7: passt.

Übungsaufgaben

Berechne den Abstand

Löse jede Aufgabe und prüfe dann deine Antwort.

  1. Berechne den Abstand zwischen (0; 0) und (6; 8).
    Lösung zeigen
    √(36 + 64) = √100 = 10
  2. Berechne den Abstand zwischen (1; 3) und (1; 10).
    Lösung zeigen
    Gleiches x, also die y-Werte abziehen: 10 − 3 = 7
  3. Berechne den Abstand zwischen (−4; 2) und (5; 2).
    Lösung zeigen
    Gleiches y, also die x-Werte abziehen: 5 − (−4) = 9
  4. Berechne den Abstand zwischen (2; 3) und (5; 7).
    Lösung zeigen
    Δx = 3, Δy = 4: √(9 + 16) = √25 = 5
  5. Berechne den Abstand zwischen (−1; −2) und (4; 10).
    Lösung zeigen
    Δx = 5, Δy = 12: √(25 + 144) = √169 = 13
  6. Berechne den Abstand zwischen (0; 0) und (1; 1).
    Lösung zeigen
    √(1 + 1) = √2 ≈ 1,41
  7. Berechne den Abstand zwischen (2; −3) und (−4; 5).
    Lösung zeigen
    Δx = −6, Δy = 8: √(36 + 64) = √100 = 10
  8. Gib den exakten Abstand zwischen (1; 2) und (3; 6) an.
    Lösung zeigen
    Δx = 2, Δy = 4: √(4 + 16) = √20 = 2√5 (≈ 4,47)
  9. Gib den exakten Abstand zwischen (−3; −3) und (3; 3) an.
    Lösung zeigen
    Δx = 6, Δy = 6: √(36 + 36) = √72 = 6√2 (≈ 8,49)
  10. Berechne den Abstand zwischen (−6; 4) und (2; −11).
    Lösung zeigen
    Δx = 8, Δy = −15: √(64 + 225) = √289 = 17
  11. Der Abstand von (0; 0) zu (k; 8) ist 10, und k > 0. Bestimme k.
    Lösung zeigen
    k² + 64 = 100, also k² = 36: k = 6
  12. Berechne den Umfang des Dreiecks A(0; 0), B(4; 0), C(0; 3).
    Lösung zeigen
    AB = 4, AC = 3, BC = √(16 + 9) = 5: 4 + 3 + 5 = 12
  13. Ist das Dreieck A(1; 1), B(4; 5), C(8; 2) gleichschenklig?
    Lösung zeigen
    AB = √(9 + 16) = 5, BC = √(16 + 9) = 5, AC = √(49 + 1) = √50: ja, AB = BC = 5 (und weil 25 + 25 = 50, hat es bei B einen rechten Winkel)
  14. Ein Kreis hat den Mittelpunkt (2; −1) und den Radius 5. Liegt der Punkt (5; 3) auf dem Kreis?
    Lösung zeigen
    Abstand = √(3² + 4²) = √25 = 5, genau der Radius: ja
  15. Berechne im Raum den Abstand zwischen (1; 2; 3) und (3; 5; 9).
    Lösung zeigen
    Differenzen 2, 3 und 6: √(4 + 9 + 36) = √49 = 7
  16. Berechne den Abstand des Punktes (0; 0) von der Geraden 3x + 4y − 10 = 0.
    Lösung zeigen
    |3 · 0 + 4 · 0 − 10| : √(3² + 4²) = 10 : 5 = 2

Sachaufgaben

Abstände im Alltag

Löse jede Aufgabe und prüfe dann deine Antwort.

  1. Auf einer Karte ist 1 Kästchen = 1 km. Du wohnst bei (1; 2), eine Freundin bei (4; 6). Wie weit wohnt ihr Luftlinie auseinander?
    Lösung zeigen
    Δx = 3, Δy = 4: √25 = 5 km
  2. Eine Drohne startet bei (0; 0) und landet bei (120; 50), in Metern. Wie weit ist sie geradeaus geflogen?
    Lösung zeigen
    √(14 400 + 2 500) = √16 900 = 130 m
  3. Auf einem Fußballplatz steht eine Spielerin bei (10; 20), der Ball liegt bei (34; 27), in Metern. Wie weit ist der Ball entfernt?
    Lösung zeigen
    Δx = 24, Δy = 7: √(576 + 49) = √625 = 25 m
  4. Die Straßen einer Stadt bilden ein Gitter aus 1-km-Quadraten. Um wie viel ist die Luftlinie von (0; 0) nach (6; 8) kürzer als der Weg über die Straßen?
    Lösung zeigen
    Luftlinie √(36 + 64) = 10 km; Straßen 6 + 8 = 14 km: 4 km kürzer
  5. Ein Funkmast bei (2; 3) hat 6 km Reichweite. Hat ein Haus bei (7; 6) Empfang?
    Lösung zeigen
    √(5² + 3²) = √34 ≈ 5,83 km, weniger als 6: ja
  6. Ein Quader ist 3 m lang, 4 m breit und 12 m hoch. Wie lang ist die Raumdiagonale?
    Lösung zeigen
    √(9 + 16 + 144) = √169 = 13 m

Häufige Fragen

Was ist der Abstand zwischen zwei Punkten?

Es ist die Länge der Verbindungsstrecke der beiden Punkte, also die kürzeste Entfernung zwischen ihnen. Im Alltag sagt man auch Luftlinie.

Wie berechnet man den Abstand zwischen zwei Punkten im Koordinatensystem?

Mit d = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²): Differenzen bilden, quadrieren, addieren, Wurzel ziehen. Haben die Punkte dasselbe x oder dasselbe y, reicht eine einfache Subtraktion.

Wie heißt der Abstand zwischen zwei Punkten?

In der Mathematik heißt er die Länge der Strecke AB, geschrieben als |AB| oder d(A; B). Mit Vektoren ist es der Betrag des Vektors von A nach B. Fachleute sprechen auch vom euklidischen Abstand.

Wie berechnet man den Abstand zwischen zwei Punkten mit Vektoren?

Bilde den Verbindungsvektor (x₂ − x₁; y₂ − y₁; z₂ − z₁) und berechne seinen Betrag: die Wurzel aus der Summe der Quadrate seiner Koordinaten. Von (1; 2; 3) nach (3; 5; 9) ist der Vektor (2; 3; 6) und sein Betrag √49 = 7.

Wie berechnet man den Abstand zwischen zwei Punkten im Raum?

Genauso wie in der Ebene, nur mit einem dritten Quadrat für die z-Koordinate: d = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² + (z₂ − z₁)²).

Wie berechnet man den Abstand eines Punktes von einer Geraden?

In der Ebene gilt für den Punkt P(x₀; y₀) und die Gerade ax + by + c = 0: d = |ax₀ + by₀ + c| : √(a² + b²). Für (1; 2) und 3x + 4y − 1 = 0 ergibt das |3 + 8 − 1| : 5 = 2.

Wie misst man den Abstand zwischen zwei Punkten bei Google Maps?

Am Computer klickst du mit der rechten Maustaste auf die Karte, wählst „Entfernung messen“ und klickst die Punkte an. Die Karte misst auf der gekrümmten Erdoberfläche, nicht mit der ebenen Formel; für ein kleines Gebiet ist die Formel aber eine sehr gute Näherung.

Kurzes Quiz

Abstand zwischen zwei Punkten

Teste dein Wissen mit 5 kurzen Fragen.

Frage 1 von 5

Wie groß ist der Abstand zwischen (0; 0) und (3; 4)?

Üben

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Übe Abstände im Koordinatensystem

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Für Erwachsene

Satz des Pythagoras

Der Satz des Pythagoras sagt: In einem rechtwinkligen Dreieck gilt a² + b² = c², wobei c die längste Seite ist (die Hypotenuse). Bei den Katheten 3 und 4 ist sie 5.

Mathe · 12–16 Jahre

Koordinaten

Koordinaten sind ein Zahlenpaar, das eine genaue Position in einem Gitter angibt, zum Beispiel (3; 5). Die erste Zahl sagt, wie weit nach rechts (x), die zweite, wie weit nach oben (y).

Mathe · 8–14 Jahre

Steigung einer Geraden

Die Steigung m gibt an, wie steil eine Gerade ist: m = (y₂ − y₁) : (x₂ − x₁), also Höhenunterschied durch waagerechten Abstand. Sie kann positiv, negativ, null oder nicht definiert sein.

Mathe · 12–16 Jahre

Quadratwurzeln

Die Quadratwurzel einer Zahl ist der Wert, der mit sich selbst malgenommen diese Zahl ergibt. Die Wurzel aus 25 ist 5, weil 5 · 5 = 25 ist. Das Zeichen ist √.

Mathe · 11–16 Jahre

Kreisgleichung

Ein Kreis mit Mittelpunkt M(xₘ; yₘ) und Radius r hat die Gleichung (x − xₘ)² + (y − yₘ)² = r². Liegt der Mittelpunkt im Ursprung, ist sie einfach x² + y² = r².

Mathe · 14–18 Jahre

Stufenwinkel, Wechselwinkel und Scheitelwinkel

Schneidet eine Gerade zwei Parallelen, sind Stufenwinkel (F) und Wechselwinkel (Z) gleich groß, Nachbarwinkel (C) ergeben 180°. Scheitelwinkel sind immer gleich groß.

Mathe · 11–14 Jahre

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