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輸入計算

數學公式

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結果

點到直線的距離
2.6
單位
有向距離 2.6
√(A² + B²) 5

這個計算機的功能

本工具可在二維平面上,計算一個點 \((x_0, y_0)\) 到一條以一般式 \(Ax + By + C = 0\) 表示之直線的最短距離(即垂直距離)。它屬於純幾何計算,不涉及任何國家或單位的特殊規定,因此在任何地方都適用——算出的結果會與你輸入座標所使用的單位一致。

使用方法

請先把直線整理成 \(Ax + By + C = 0\) 的形式。舉例來說,直線 \(y = 2x + 1\) 可改寫為 \(2x - y + 1 = 0\),於是 \(A = 2\)、\(B = -1\)、\(C = 1\)。接著輸入 \(A\)、\(B\)、\(C\) 三個係數,再填入點的座標。計算機會回傳垂直距離、帶正負號的有向距離,以及正規化因子 \(\sqrt{A^2 + B^2}\)。

公式解析

距離公式為 $$d = \dfrac{|A x_0 + B y_0 + C|}{\sqrt{A^2 + B^2}}$$分子衡量的是該點偏離直線方程式的程度,而除以法向量 \((A, B)\) 的長度後,便能將它轉換為真正的幾何距離。若去掉絕對值,得到的就是有向距離:正號代表該點落在直線的一側,負號則代表落在另一側。

一條直線、一個外部點以及表示最短距離的垂直線段
距離 \(d\) 是從該點向直線所作垂線的長度。

範例演算

以直線 \(3x + 4y - 5 = 0\) 與點 \((2, 3)\) 為例。分子為 \(|3 \cdot 2 + 4 \cdot 3 - 5| = |6 + 12 - 5| = 13\);分母為 \(\sqrt{3^2 + 4^2} = \sqrt{25} = 5\)。因此 $$d = \frac{13}{5} = 2.6$$個單位。

常見問題

該怎麼把 \(y = mx + b\) 改寫成 \(Ax + By + C = 0\)?把它移項整理為 \(mx - y + b = 0\),即得 \(A = m\)、\(B = -1\)、\(C = b\)。

如果 \(A\) 和 \(B\) 都等於 0 會怎樣?此時 \(Ax + By + C = 0\) 並不構成一條有效的直線,距離也無從定義;為避免除以零,計算機會回傳 0。

有向距離能告訴我什麼?它的正負號可指出該點位於直線的哪一側,對於半平面判斷與方向性檢查相當有用。

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