Capitolo 15: Distanza tra due punti

Calcola la lunghezza di un segmento nel piano!

Introduzione: Misurare le Distanze sul Piano

Dopo aver imparato a posizionare i punti sul piano cartesiano, il passo successivo è misurare la distanza tra di essi. Questa capacità è fondamentale in geometria analitica, permettendoci di calcolare lunghezze di segmenti, perimetri di poligoni, e molto altro. Il concetto di distanza tra due punti si basa direttamente sul Teorema di Pitagora.

Distanza tra Due Punti con la Stessa Ascissa o Ordinata

È il caso più semplice. Se due punti si trovano sulla stessa retta orizzontale o verticale, la loro distanza è semplicemente la differenza assoluta delle coordinate che variano.

Punti con la stessa ordinata (segmento orizzontale)

Se $A(x_1, y_A)$ e $B(x_2, y_A)$ hanno la stessa ordinata, la distanza è la differenza assoluta delle loro ascisse:

$$ d(A,B) = |x_2 - x_1| $$

x y O A(x1,y) B(x2,y) |x2 - x1| x1 x2

Punti con la stessa ascissa (segmento verticale)

Se $A(x_A, y_1)$ e $B(x_A, y_2)$ hanno la stessa ascissa, la distanza è la differenza assoluta delle loro ordinate:

$$ d(A,B) = |y_2 - y_1| $$

x y O A(x,y1) B(x,y2) |y2 - y1| y1 y2

Distanza tra Due Punti Generici

Quando i due punti non si trovano sulla stessa retta orizzontale o verticale, possiamo formare un triangolo rettangolo utilizzando le differenze delle coordinate come cateti e il segmento che li unisce come ipotenusa. Applicando il Teorema di Pitagora, otteniamo la formula generale:

Dati due punti $A(x_1, y_1)$ e $B(x_2, y_2)$, la distanza $d(A,B)$ è data da:

$$ d(A,B) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2} $$

x y O A(x1,y1) B(x2,y2) C(x2,y1) |x2-x1| |y2-y1|

Questa formula è una delle più importanti in geometria analitica e ti permetterà di risolvere un'ampia varietà di problemi.

Esempi Guidati

Esempio 1: Distanza tra due punti generici

Calcola la distanza tra i punti $A(1, 2)$ e $B(4, 6)$.

Soluzione:

Usiamo la formula generale $d(A,B) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$

Qui, $x_1 = 1$, $y_1 = 2$, $x_2 = 4$, $y_2 = 6$.

$d(A,B) = \sqrt{(4 - 1)^2 + (6 - 2)^2}$

$d(A,B) = \sqrt{(3)^2 + (4)^2}$

$d(A,B) = \sqrt{9 + 16}$

$d(A,B) = \sqrt{25}$

$d(A,B) = 5$

La distanza tra A e B è 5 unità.

Esempio 2: Distanza con coordinate negative

Calcola la distanza tra i punti $P(-2, 3)$ e $Q(3, -9)$.

Soluzione:

Qui, $x_1 = -2$, $y_1 = 3$, $x_2 = 3$, $y_2 = -9$.

$d(P,Q) = \sqrt{(3 - (-2))^2 + (-9 - 3)^2}$

$d(P,Q) = \sqrt{(3 + 2)^2 + (-12)^2}$

$d(P,Q) = \sqrt{(5)^2 + 144}$

$d(P,Q) = \sqrt{25 + 144}$

$d(P,Q) = \sqrt{169}$

$d(P,Q) = 13$

La distanza tra P e Q è 13 unità.

Esempio 3: Distanza tra punti con la stessa ascissa

Calcola la distanza tra i punti $C(5, -1)$ e $D(5, 7)$.

Soluzione:

Poiché i punti hanno la stessa ascissa ($x=5$), la distanza è $|y_2 - y_1|$.

$d(C,D) = |7 - (-1)|$

$d(C,D) = |7 + 1|$

$d(C,D) = |8|$

$d(C,D) = 8$

La distanza tra C e D è 8 unità.

Si può anche usare la formula generale per verificare:

$d(C,D) = \sqrt{(5 - 5)^2 + (7 - (-1))^2} = \sqrt{(0)^2 + (8)^2} = \sqrt{64} = 8$

Esempio 4: Distanza dall'origine

Calcola la distanza del punto $R(6, -8)$ dall'origine $O(0, 0)$.

Soluzione:

Usiamo la formula generale con $x_1 = 0$, $y_1 = 0$, $x_2 = 6$, $y_2 = -8$.

$d(O,R) = \sqrt{(6 - 0)^2 + (-8 - 0)^2}$

$d(O,R) = \sqrt{(6)^2 + (-8)^2}$

$d(O,R) = \sqrt{36 + 64}$

$d(O,R) = \sqrt{100}$

$d(O,R) = 10$

La distanza del punto R dall'origine è 10 unità.

Quesiti a Risposta Multipla

1. Qual è la formula generale per la distanza tra due punti $A(x_1, y_1)$ e $B(x_2, y_2)$?

2. La distanza tra $P(2, 5)$ e $Q(2, 9)$ è:

3. La distanza tra $A(-3, 1)$ e $B(5, 1)$ è:

4. La distanza del punto $(3, 4)$ dall'origine $(0, 0)$ è:

5. Se due punti hanno la stessa ascissa, il segmento che li unisce è:

Esercizi con Calcoli

1. Calcola la distanza tra $A(2, 3)$ e $B(5, 7)$.

2. Calcola la distanza tra $C(-1, -4)$ e $D(3, -1)$.

3. Calcola la distanza tra $E(0, 8)$ e $F(0, -2)$.

4. Calcola la distanza tra $G(-5, 0)$ e $H(2, 0)$.

5. Calcola la distanza del punto $L(8, 15)$ dall'origine.