Mathématiques
Comment calculer la distance entre deux points ?
Réponse rapide
Dans un repère orthonormé, la distance entre A(xA ; yA) et B(xB ; yB) est AB = √((xB − xA)² + (yB − yA)²). C'est le théorème de Pythagore appliqué dans un repère.
En une phrase
La distance entre deux points est la longueur du segment qui les relie : le chemin le plus court, en ligne droite, pour aller de l'un à l'autre.
Explication
Imagine le plan de ton quartier dessiné sur une feuille quadrillée. Ta maison est en (1 ; 2) et la médiathèque en (4 ; 6). En suivant le quadrillage, tu ferais 3 carreaux vers la droite et 4 vers le haut, mais un oiseau irait tout droit. Combien mesure ce trajet en ligne droite ? C'est ce que donne la formule de la distance.
carte
règle
crayon
Si tu traces le déplacement horizontal et le déplacement vertical, tu obtiens un triangle rectangle. Le segment [AB] est son plus grand côté, l'hypoténuse. La formule n'est donc rien d'autre que le théorème de Pythagore (a² + b² = c²). Dans un repère orthonormé (axes perpendiculaires et même unité sur les deux axes), pour A(xA ; yA) et B(xB ; yB) :
AB = √((xB − xA)² + (yB − yA)²)
Pour la maison et la médiathèque : on avance de 4 − 1 = 3, on monte de 6 − 2 = 4, donc AB = √(3² + 4²) = √(9 + 16) = √25 = 5 carreaux.
Trois remarques utiles :
- L'ordre des points ne compte pas. 3 − 7 = −4 et 7 − 3 = 4, mais au carré, les deux donnent 16.
- Une distance n'est jamais négative. Un carré n'est jamais négatif et on prend la racine positive.
- Même abscisse ou même ordonnée ? Pas besoin de la formule. Si les points ont la même abscisse, ils sont sur une droite verticale : on soustrait les ordonnées. De (2 ; 3) à (2 ; −4), il y a 3 − (−4) = 7 unités. Avec la même ordonnée, on soustrait les abscisses.
Beaucoup de résultats ne tombent pas juste. √20 vaut environ 4,47 et, en valeur exacte, se simplifie en 2√5 (voir les racines carrées). Si l'énoncé demande la valeur exacte, garde la racine.
La même idée marche dans l'espace : on ajoute l'écart des cotes z comme troisième carré, AB = √((xB − xA)² + (yB − yA)² + (zB − zA)²). C'est ainsi qu'on calcule la grande diagonale d'un pavé.
La distance va avec deux autres formules pour deux points repérés par leurs coordonnées : le milieu I de [AB], ((xA + xB)/2 ; (yA + yB)/2), et le coefficient directeur de (AB), (yB − yA)/(xB − xA), qui dit à quel point la droite est inclinée.
Exemples
| Points | Écart en x | Écart en y | Calcul | Distance |
|---|---|---|---|---|
| (1 ; 2) et (4 ; 6) | 3 | 4 | √(9 + 16) = √25 | 5 |
| (−2 ; 1) et (4 ; 9) | 6 | 8 | √(36 + 64) = √100 | 10 |
| (0 ; 0) et (5 ; 12) | 5 | 12 | √(25 + 144) = √169 | 13 |
| (3 ; −1) et (−2 ; 3) | −5 | 4 | √(25 + 16) = √41 | ≈ 6,40 |
| (1 ; 1) et (3 ; 5) | 2 | 4 | √(4 + 16) = √20 | 2√5 ≈ 4,47 |
| (−3 ; 4) et (5 ; 4) | 8 | 0 | même ordonnée : 5 − (−3) | 8 |
Exemple rédigé : sur le plan d'une ville, chaque carreau représente 1 km. Le collège est en (2 ; 1) et le parc en (8 ; 9). En ligne droite, la distance est √(6² + 8²) = √(36 + 64) = √100 = 10 km. En suivant les rues du quadrillage (6 km vers la droite puis 8 km vers le haut), on ferait 14 km : la ligne droite, « à vol d'oiseau », est toujours le chemin le plus court.
Erreurs fréquentes
- Mélanger x et y. On soustrait les abscisses entre elles et les ordonnées entre elles. Correction : écris les deux écarts sur deux lignes avant de les élever au carré.
- Mal élever un négatif au carré. (−5)² = 25, pas −25. Correction : mets toujours un écart négatif entre parenthèses.
- Couper la racine en deux. √(9 + 16) = √25 = 5, et non √9 + √16 = 3 + 4 = 7. Correction : additionne d'abord, prends la racine à la fin.
- Oublier la racine. 9 + 16 = 25, c'est AB², pas AB. Correction : termine toujours par √.
Étape par étape
Étape par étape
- Nomme les pointsA(xA ; yA) et B(xB ; yB). N'importe lequel peut être le premier.
- Calcule l'écart des abscissesXB − xA.
- Calcule l'écart des ordonnéesYB − yA.
- Élève au carré et additionneLes deux carrés sont positifs.
- Prends la racine carréeAB = √(somme). Simplifie la racine ou arrondis comme demandé.
Vérification rapide : la distance est au moins égale au plus grand des deux écarts et au plus égale à leur somme. De (1 ; 2) à (4 ; 6), 5 est bien entre 4 et 3 + 4 = 7.
Exercices
Calcule la distance
Fais chaque exercice, puis vérifie ta réponse.
- Calcule la distance entre (0 ; 0) et (6 ; 8).
Voir la réponse
√(36 + 64) = √100 = 10 - Calcule la distance entre (1 ; 3) et (1 ; 10).
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Même abscisse, on soustrait les ordonnées : 10 − 3 = 7 - Calcule la distance entre (−4 ; 2) et (5 ; 2).
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Même ordonnée, on soustrait les abscisses : 5 − (−4) = 9 - Calcule la distance entre (2 ; 3) et (5 ; 7).
Voir la réponse
Écarts 3 et 4 : √(9 + 16) = √25 = 5 - Calcule la distance entre (−1 ; −2) et (4 ; 10).
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Écarts 5 et 12 : √(25 + 144) = √169 = 13 - Calcule la distance entre (0 ; 0) et (1 ; 1).
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√(1 + 1) = √2 ≈ 1,41 - Calcule la distance entre (2 ; −3) et (−4 ; 5).
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Écarts −6 et 8 : √(36 + 64) = √100 = 10 - Donne la valeur exacte de la distance entre (1 ; 2) et (3 ; 6).
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Écarts 2 et 4 : √(4 + 16) = √20 = 2√5 (≈ 4,47) - Donne la valeur exacte de la distance entre (−3 ; −3) et (3 ; 3).
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Écarts 6 et 6 : √(36 + 36) = √72 = 6√2 (≈ 8,49) - Calcule la distance entre (−6 ; 4) et (2 ; −11).
Voir la réponse
Écarts 8 et −15 : √(64 + 225) = √289 = 17 - La distance entre O(0 ; 0) et M(k ; 8) vaut 10, avec k > 0. Trouve k.
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k² + 64 = 100, donc k² = 36 : k = 6 - Calcule le périmètre du triangle A(0 ; 0), B(4 ; 0), C(0 ; 3).
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AB = 4, AC = 3, BC = √(16 + 9) = 5 : 4 + 3 + 5 = 12 - Le triangle A(1 ; 1), B(4 ; 5), C(8 ; 2) est-il isocèle ?
Voir la réponse
AB = √(9 + 16) = 5, BC = √(16 + 9) = 5, AC = √(49 + 1) = √50 : oui, AB = BC = 5 (et comme 25 + 25 = 50, il est rectangle en B) - Un cercle a pour centre (2 ; −1) et pour rayon 5. Le point (5 ; 3) est-il sur ce cercle ?
Voir la réponse
Distance = √(3² + 4²) = √25 = 5, égale au rayon : oui - Dans l'espace, calcule la distance entre (1 ; 2 ; 3) et (3 ; 5 ; 9).
Voir la réponse
Écarts 2, 3 et 6 : √(4 + 9 + 36) = √49 = 7 - Calcule la distance du point O(0 ; 0) à la droite d'équation 3x + 4y − 10 = 0.
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|3 × 0 + 4 × 0 − 10| / √(3² + 4²) = 10 / 5 = 2
Problèmes
La distance dans la vie réelle
Fais chaque exercice, puis vérifie ta réponse.
- Sur un plan où 1 carreau = 1 km, ta maison est en (1 ; 2) et celle d'une amie en (4 ; 6). Quelle est la distance à vol d'oiseau ?
Voir la réponse
Écarts 3 et 4 : √25 = 5 km - Un drone décolle en (0 ; 0) et se pose en (120 ; 50), en mètres. Quelle distance a-t-il parcourue en ligne droite ?
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√(14 400 + 2 500) = √16 900 = 130 m - Sur un terrain de foot, une joueuse est en (10 ; 20) et le ballon en (34 ; 27), en mètres. À quelle distance est le ballon ?
Voir la réponse
Écarts 24 et 7 : √(576 + 49) = √625 = 25 m - Les rues d'une ville forment un quadrillage de 1 km. De combien la ligne droite de (0 ; 0) à (6 ; 8) est-elle plus courte que le trajet par les rues ?
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Ligne droite √(36 + 64) = 10 km ; par les rues 6 + 8 = 14 km : 4 km de moins - Une antenne relais en (2 ; 3) porte à 6 km. Une maison en (7 ; 6) capte-t-elle le signal ?
Voir la réponse
√(5² + 3²) = √34 ≈ 5,83 km, moins de 6 : oui - Un carton mesure 3 m de long, 4 m de large et 12 m de haut. Quelle est la longueur de la diagonale d'un coin du bas au coin opposé du haut ?
Voir la réponse
√(9 + 16 + 144) = √169 = 13 m
Questions fréquentes
C'est quoi la distance entre deux points ?
C'est la longueur du segment [AB], la plus courte distance en ligne droite. Dans un repère orthonormé, on la calcule avec AB = √((xB − xA)² + (yB − yA)²).
Quelle est la formule de la distance entre deux points ?
AB = √((xB − xA)² + (yB − yA)²). Elle n'est valable que dans un repère orthonormé : si les axes ne sont pas perpendiculaires ou n'ont pas la même unité, Pythagore ne s'applique pas directement.
Comment calculer la distance entre deux points dans l'espace ?
On ajoute un troisième terme pour la cote : AB = √((xB − xA)² + (yB − yA)² + (zB − zA)²). De (1 ; 2 ; 3) à (3 ; 5 ; 9), on trouve √(4 + 9 + 36) = 7.
Comment calculer la distance d'un point à une droite ?
Pour le point M(x₀ ; y₀) et la droite ax + by + c = 0, la distance est |ax₀ + by₀ + c| / √(a² + b²). Du point (1 ; 2) à la droite 3x + 4y − 1 = 0 : |3 + 8 − 1| / 5 = 2.
Comment calculer la distance entre deux points avec la latitude et la longitude ?
La Terre est (presque) une sphère, donc la formule du plan ne suffit pas. Les GPS et les cartes utilisent une formule de trigonométrie sphérique, comme la formule de haversine. Sur une toute petite zone, la formule du plan donne une bonne approximation.
Comment mesurer la distance entre deux points sur Google Maps ?
Sur ordinateur, fais un clic droit sur la carte, choisis « Mesurer une distance », puis clique sur les points. Tu obtiens la distance à vol d'oiseau, mesurée sur la surface de la Terre.
Mini-quiz
Distance entre deux points
Vérifie ce que tu sais avec 5 questions rapides.
Question 1 sur 5
Quelle est la distance entre O(0 ; 0) et A(3 ; 4) ?
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Sujets liés
Le théorème de Pythagore
Le théorème de Pythagore dit que dans un triangle rectangle, a² + b² = c², où c est le côté le plus long (l'hypoténuse). Pour des côtés de 3 et 4, l'hypoténuse mesure 5.
Les coordonnées
Les coordonnées sont deux nombres qui donnent la position exacte d'un point sur un quadrillage, comme (3 ; 5). Le premier dit de combien on avance vers la droite (x), le second de combien on monte.
Pente d'une droite (coefficient directeur)
La pente (ou coefficient directeur) mesure l'inclinaison d'une droite : m = (yB − yA) / (xB − xA). Elle peut être positive, négative, nulle ou ne pas exister (droite verticale).
Les racines carrées
La racine carrée d'un nombre est la valeur qui, multipliée par elle-même, donne ce nombre. La racine carrée de 25 est 5, car 5 × 5 = 25. Le signe est √.
Équation d'un cercle
Dans un repère orthonormé, le cercle de centre Ω(a ; b) et de rayon r a pour équation (x − a)² + (y − b)² = r². Si le centre est l'origine, c'est x² + y² = r².
Angles alternes-internes et correspondants
Quand une sécante coupe deux parallèles, les angles alternes-internes et les angles correspondants sont égaux. Deux angles opposés par le sommet sont toujours égaux.