這個計算機的功能
本工具用來計算二維笛卡兒座標平面上,兩點之間的直線距離,也就是所謂的歐幾里得距離。只要輸入第一點座標 (x1, y1) 與第二點座標 (x2, y2),計算機就會同時給出兩種結果:一是化到最簡的根號式(例如 \(2\sqrt{34}\)),二是四捨五入到小數點後六位的小數值,並附上完整的逐步運算過程。
使用方式
把每個座標分別填進對應的欄位即可。這裡的數值是同一平面上的無單位座標,因此不需要選擇單位。你可以輸入整數、小數、負數,甚至分數。像 3/4 這類的簡單分數,以及 2 1/2 這類的帶分數,系統都會在代入公式前自動轉換成小數。兩點的先後順序不影響結果——因為差值會先平方,正負號自然會被消掉。
公式說明
距離公式其實就是畢氏定理的直接應用。水平方向的變化量為 dx = x2 - x1,垂直方向的變化量為 dy = y2 - y1。這兩者正好是一個直角三角形的兩股,而斜邊就是我們要求的距離:
$$d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}$$
若要寫出精確的根號形式,令 \(S = dx^2 + dy^2\)。當 \(S\) 為整數時,我們找出平方能整除 \(S\) 的最大整數 \(k\),將 \(S\) 寫成 \(S = k^2 \cdot m\),最後得到 $$d = \sqrt{k^2 m} = k\sqrt{m}$$ 若 \(m = 1\),代表 \(S\) 是完全平方數,距離就是整數 \(k\);若 \(k = 1\),則結果維持 \(\sqrt{m}\) 的形式。
範例演算
假設 (x1, y1) = (-2, 3)、(x2, y2) = (4, -7):\(dx = 4 - (-2) = 6\),\(dy = -7 - 3 = -10\)。因此 $$S = 6^2 + (-10)^2 = 36 + 100 = 136$$ 由於 \(136 = 4 \cdot 34\) 且 \(4 = 2^2\),可得 \(k = 2\)、\(m = 34\),所以精確距離為 \(2\sqrt{34} \approx 11.661904\)。
常見問題
兩點的順序會影響結果嗎?不會。差值都會經過平方運算,所以即使把兩點對調,算出的距離也完全相同。
如果兩點完全重合呢?距離就是 0,不會出現任何錯誤。
可以輸入分數嗎?可以——無論是簡單分數(3/4)還是帶分數(2 1/2)都支援。當輸入為分數,且 \(S\) 不是整數時,系統只會顯示小數結果。