Matematica
Come si calcola la distanza tra due punti nel piano cartesiano?
Risposta veloce
La distanza tra A(x₁; y₁) e B(x₂; y₂) è d = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²). È il teorema di Pitagora applicato nel piano cartesiano.
In una frase
La distanza tra due punti è la lunghezza del segmento che li unisce: quanta strada si fa in linea retta per andare da uno all'altro.
Spiegazione
Immagina la cartina del tuo quartiere disegnata su un foglio a quadretti. Casa tua è in (1; 2) e la biblioteca in (4; 6). Seguendo i quadretti faresti 3 passi a destra e 4 in su, ma un uccello volerebbe dritto. Quanto è lunga quella linea retta? È proprio quello che calcola la formula della distanza.
mappa
righello
matita
Se disegni lo spostamento orizzontale e quello verticale, ottieni un triangolo rettangolo. Il segmento AB è il lato più lungo, l'ipotenusa. Quindi la formula è il teorema di Pitagora (a² + b² = c²) travestito. Per A(x₁; y₁) e B(x₂; y₂):
AB = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²)
Molti libri scrivono le coordinate con le lettere dei punti: AB = √((xB − xA)² + (yB − yA)²). È la stessa formula.
Per casa e biblioteca: Δx = 4 − 1 = 3 e Δy = 6 − 2 = 4, quindi AB = √(3² + 4²) = √(9 + 16) = √25 = 5 quadretti.
Tre cose utili da sapere:
- L'ordine dei punti non conta. 3 − 7 = −4 e 7 − 3 = 4, ma al quadrato danno entrambi 16.
- Una distanza non è mai negativa. I quadrati non sono negativi e si prende la radice positiva.
- Stessa ascissa o stessa ordinata? Niente formula. Se i punti hanno la stessa x, stanno su una retta verticale: basta sottrarre le y. Da (2; 3) a (2; −4) ci sono 3 − (−4) = 7 unità. Con la stessa y, si sottraggono le x.
Spesso il risultato non è intero. √20 vale circa 4,47 e si semplifica in 2√5 (vedi le radici quadrate). Se ti chiedono il valore esatto, lascia la radice.
La stessa idea funziona nello spazio: si aggiunge la differenza delle quote z come terzo quadrato, AB = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² + (z₂ − z₁)²). Così si calcola la diagonale di un parallelepipedo.
La distanza va insieme ad altre due formule per due punti dati con le loro coordinate: il punto medio M((x₁ + x₂)/2; (y₁ + y₂)/2), che sta esattamente a metà del segmento, e il coefficiente angolare (y₂ − y₁)/(x₂ − x₁), che dice quanto è inclinata la retta.
Esempi
| Punti | Δx | Δy | Calcolo | Distanza |
|---|---|---|---|---|
| (1; 2) e (4; 6) | 3 | 4 | √(9 + 16) = √25 | 5 |
| (−2; 1) e (4; 9) | 6 | 8 | √(36 + 64) = √100 | 10 |
| (0; 0) e (5; 12) | 5 | 12 | √(25 + 144) = √169 | 13 |
| (3; −1) e (−2; 3) | −5 | 4 | √(25 + 16) = √41 | ≈ 6,40 |
| (1; 1) e (3; 5) | 2 | 4 | √(4 + 16) = √20 | 2√5 ≈ 4,47 |
| (−3; 4) e (5; 4) | 8 | 0 | stessa y: 5 − (−3) | 8 |
Esempio svolto: sulla cartina di una città ogni quadretto vale 1 km. La scuola è in (2; 1) e il parco in (8; 9). In linea d'aria la distanza è √(6² + 8²) = √(36 + 64) = √100 = 10 km. Seguendo le strade a griglia (6 km a destra e poi 8 km in su) sarebbero 14 km: la linea retta è sempre il percorso più breve.
Errori comuni
- Mescolare x e y. Si sottrae x con x e y con y, mai una x con una y. Rimedio: scrivi Δx e Δy su due righe prima di elevare al quadrato.
- Sbagliare il quadrato di un negativo. (−5)² = 25, non −25. Rimedio: metti sempre tra parentesi la differenza negativa.
- Spezzare la radice. √(9 + 16) = √25 = 5, non √9 + √16 = 3 + 4 = 7. Rimedio: prima somma, la radice va fatta alla fine.
- Dimenticare la radice. 9 + 16 = 25 è AB², non AB. Rimedio: finisci sempre con √.
Passo dopo passo
Passo dopo passo
- Dai un nome ai puntiA(x₁; y₁) e B(x₂; y₂). Uno qualsiasi può essere il primo.
- Calcola ΔxX₂ − x₁.
- Calcola ΔyY₂ − y₁.
- Eleva al quadrato e sommaI due quadrati sono positivi.
- Fai la radice quadrataAB = √(somma). Semplifica il radicale o arrotonda come richiesto.
Controllo veloce: la distanza è almeno grande quanto la maggiore delle due differenze e al massimo uguale alla loro somma. Da (1; 2) a (4; 6), 5 sta tra 4 e 3 + 4 = 7: torna.
Esercizi
Calcola la distanza
Prova ogni esercizio, poi controlla la risposta.
- Calcola la distanza tra (0; 0) e (6; 8).
Mostra la soluzione
√(36 + 64) = √100 = 10 - Calcola la distanza tra (1; 3) e (1; 10).
Mostra la soluzione
Stessa x, si sottraggono le y: 10 − 3 = 7 - Calcola la distanza tra (−4; 2) e (5; 2).
Mostra la soluzione
Stessa y, si sottraggono le x: 5 − (−4) = 9 - Calcola la distanza tra (2; 3) e (5; 7).
Mostra la soluzione
Δx = 3 e Δy = 4: √(9 + 16) = √25 = 5 - Calcola la distanza tra (−1; −2) e (4; 10).
Mostra la soluzione
Δx = 5 e Δy = 12: √(25 + 144) = √169 = 13 - Calcola la distanza tra (0; 0) e (1; 1).
Mostra la soluzione
√(1 + 1) = √2 ≈ 1,41 - Calcola la distanza tra (2; −3) e (−4; 5).
Mostra la soluzione
Δx = −6 e Δy = 8: √(36 + 64) = √100 = 10 - Trova il valore esatto della distanza tra (1; 2) e (3; 6).
Mostra la soluzione
Δx = 2 e Δy = 4: √(4 + 16) = √20 = 2√5 (≈ 4,47) - Trova il valore esatto della distanza tra (−3; −3) e (3; 3).
Mostra la soluzione
Δx = 6 e Δy = 6: √(36 + 36) = √72 = 6√2 (≈ 8,49) - Calcola la distanza tra (−6; 4) e (2; −11).
Mostra la soluzione
Δx = 8 e Δy = −15: √(64 + 225) = √289 = 17 - La distanza tra (0; 0) e (k; 8) è 10, con k > 0. Trova k.
Mostra la soluzione
k² + 64 = 100, quindi k² = 36: k = 6 - Calcola il perimetro del triangolo A(0; 0), B(4; 0), C(0; 3).
Mostra la soluzione
AB = 4, AC = 3, BC = √(16 + 9) = 5: 4 + 3 + 5 = 12 - Il triangolo A(1; 1), B(4; 5), C(8; 2) è isoscele?
Mostra la soluzione
AB = √(9 + 16) = 5, BC = √(16 + 9) = 5, AC = √(49 + 1) = √50: sì, AB = BC = 5 (e poiché 25 + 25 = 50, è rettangolo in B) - Una circonferenza ha centro (2; −1) e raggio 5. Il punto (5; 3) sta sulla circonferenza?
Mostra la soluzione
Distanza = √(3² + 4²) = √25 = 5, uguale al raggio: sì - Nello spazio, calcola la distanza tra (1; 2; 3) e (3; 5; 9).
Mostra la soluzione
Differenze 2, 3 e 6: √(4 + 9 + 36) = √49 = 7 - Calcola la distanza del punto (0; 0) dalla retta 3x + 4y − 10 = 0.
Mostra la soluzione
|3 · 0 + 4 · 0 − 10| / √(3² + 4²) = 10 / 5 = 2
Problemi
La distanza nella vita reale
Prova ogni esercizio, poi controlla la risposta.
- Su una cartina in cui 1 quadretto = 1 km, casa tua è in (1; 2) e quella di un'amica in (4; 6). Quanto distano in linea d'aria?
Mostra la soluzione
Δx = 3 e Δy = 4: √25 = 5 km - Un drone decolla da (0; 0) e atterra in (120; 50), in metri. Quanta strada ha fatto in linea retta?
Mostra la soluzione
√(14.400 + 2.500) = √16.900 = 130 m - Su un campo da calcio, una giocatrice è in (10; 20) e il pallone in (34; 27), in metri. Quanto dista il pallone?
Mostra la soluzione
Δx = 24 e Δy = 7: √(576 + 49) = √625 = 25 m - Le strade di una città formano una griglia di quadrati da 1 km. Di quanto la linea retta da (0; 0) a (6; 8) è più corta del percorso lungo le strade?
Mostra la soluzione
Linea retta √(36 + 64) = 10 km; strade 6 + 8 = 14 km: 4 km in meno - Un ripetitore in (2; 3) copre 6 km. Una casa in (7; 6) riceve il segnale?
Mostra la soluzione
√(5² + 3²) = √34 ≈ 5,83 km, meno di 6: sì - Una scatola è lunga 3 m, larga 4 m e alta 12 m. Quanto misura la diagonale da un angolo in basso all'angolo opposto in alto?
Mostra la soluzione
√(9 + 16 + 144) = √169 = 13 m
Domande frequenti
Cos'è la distanza tra due punti?
È la lunghezza del segmento che unisce i due punti, cioè il percorso più breve tra loro, in linea retta.
Qual è la formula della distanza tra due punti?
AB = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²). Sottrai le ascisse e le ordinate, elevi al quadrato, sommi e fai la radice quadrata.
Come si calcola la distanza tra due punti nel piano cartesiano?
Se i punti hanno la stessa ascissa o la stessa ordinata, basta sottrarre le altre coordinate. Altrimenti disegna il triangolo rettangolo o usa la formula: eleva al quadrato Δx e Δy, somma e fai la radice.
Come si calcola la distanza tra due punti nello spazio?
Si aggiunge un terzo termine con le quote: AB = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² + (z₂ − z₁)²). Da (1; 2; 3) a (3; 5; 9) si ottiene √(4 + 9 + 36) = 7.
Come si calcola la distanza tra un punto e una retta?
Per il punto P(x₀; y₀) e la retta ax + by + c = 0, la distanza è |ax₀ + by₀ + c| / √(a² + b²). Dal punto (1; 2) alla retta 3x + 4y − 1 = 0: |3 + 8 − 1| / 5 = 2.
Come si calcola la distanza tra due punti su Google Maps?
Dal computer, fai clic con il tasto destro sulla mappa, scegli "Misura distanza" e clicca sui punti. La mappa misura sulla superficie curva della Terra, quindi non usa questa formula piana; per una zona piccola, però, la formula è un'ottima approssimazione.
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Teorema di Pitagora
Il teorema di Pitagora dice che in un triangolo rettangolo a² + b² = c², dove c è il lato più lungo (l'ipotenusa). Se i cateti sono 3 e 4, l'ipotenusa è 5.
Coordinate
Le coordinate sono una coppia di numeri che indicano una posizione precisa su una griglia, come (3; 5). Il primo numero dice quanto spostarsi in orizzontale (x), il secondo in verticale (y).
Pendenza di una retta (coefficiente angolare)
La pendenza (coefficiente angolare) misura quanto è inclinata una retta: m = (y₂ − y₁) / (x₂ − x₁), cioè quanto sale diviso quanto avanza. Può essere positiva, negativa, nulla o non definita.
Radici quadrate
La radice quadrata di un numero è il valore che, moltiplicato per se stesso, dà quel numero. La radice quadrata di 25 è 5, perché 5 × 5 = 25. Il segno è √.
Equazione della circonferenza
La circonferenza di centro C(α; β) e raggio r ha equazione (x − α)² + (y − β)² = r². Se il centro è l'origine, è semplicemente x² + y² = r².
Angoli formati da due rette parallele e una trasversale
Se una trasversale taglia due parallele, gli angoli corrispondenti e gli alterni sono congruenti e i coniugati sono supplementari. Gli angoli opposti al vertice sono sempre congruenti.