Расстояние между точками и середина отрезка

Показываем Δx, Δy, квадрат расстояния, точный корень и координаты середины — с ясными скобками у отрицательных чисел

Инструменты геометрии и уравнений

Что нужно решить?

Расстояние и середина отрезка
Раздел «Геометрия и уравнения»
Координаты концов отрезка
Точка A(x₁; y₁)
Точка B(x₂; y₂)

Отрицательные координаты и ноль разрешены. Все четыре координаты должны быть записаны в одной единице масштаба.

Нулевой случай: если A и B совпадают, d=0, а середина совпадает с обеими точками. Это правильный ответ, а не ошибка.

Мастер Удобника с указкой объясняет расстояние и середину отрезка
Ответ:Наклонный отрезок рассчитан
Длина и серединаd = 2√13 ≈ 7,211103M(1; 3); Δx = 6; Δy = 4

Горизонтальное и вертикальное смещения образуют катеты прямоугольного треугольника, а отрезок AB — его гипотенузу.

Расстояние, приращения и середина

ABMΔx = 6Δy = 4
Пунктирные катеты показывают Δx и Δy, оранжевый отрезок — расстояние d, зелёная точка — середину M. Схема подстраивается под введённые координаты.
Точка A
A(−2; 1)
Точка B
B(4; 5)
Горизонтальное смещение Δx
6 ед.
Вертикальное смещение Δy
4 ед.
Квадраты смещений
36 и 16 ед.²
Квадрат расстояния d²
52 ед.²
Расстояние d
2√13 ≈ 7,211103 ед.
Середина отрезка
M(1; 3)

Горизонтальное и вертикальное смещения образуют катеты прямоугольного треугольника, а отрезок AB — его гипотенузу.

Решение по действиям

1. Записываем точки без потери знаков

A(−2; 1)B(4; 5)

Первая координата точки — x, вторая — y. Отрицательный знак относится к самому числу.

2. Находим знаковые приращения

Δx = x₂ − x₁ = 4 − (−2) = 6Δy = y₂ − y₁ = 5 − 1 = 4

Всегда вычитаем координату A из соответствующей координаты B. Отрицательное вычитаемое берём в скобки.

3. Возводим оба приращения в квадрат

Δx² = 6² = 36Δy² = 4² = 16

После возведения в квадрат направление исчезает: и положительное, и отрицательное смещение дают неотрицательный вклад в длину.

4. Находим квадрат расстояния

d² = Δx² + Δy² = 36 + 16 = 52

Δx и Δy — катеты прямоугольного треугольника. По теореме Пифагора их квадраты складываются.

5. Извлекаем корень и получаем длину

d = √52 = 2√13 ≈ 7,211103

Длина не бывает отрицательной. Точная форма с корнем сохраняется, десятичная запись подписывается как приближение.

6. Находим x-координату середины

Mₓ = (x₁ + x₂) ÷ 2 = (−2 + 4) ÷ 2 = 1

Середина находится ровно между x₁ и x₂, поэтому берём их среднее арифметическое.

7. Находим y-координату середины

Mᵧ = (y₁ + y₂) ÷ 2 = (1 + 5) ÷ 2 = 3

Точно так же усредняем y₁ и y₂. Полученные координаты записываем одной точкой M.

8. Проверяем направление от A через M к B

A→M = (3; 2), M→B = (3; 2)

Горизонтальное и вертикальное смещения образуют катеты прямоугольного треугольника, а отрезок AB — его гипотенузу. От A до M и от M до B координатные приращения одинаковы.

9. Выполняем шесть обратных проверок

При перестановке точек Δx = −6, Δy = −4, но квадраты и d не меняются: d ≈ 7,2111032Mₓ = 2 × 1 = 2; x₁ + x₂ = −2 + 4 = 22Mᵧ = 2 × 3 = 6; y₁ + y₂ = 1 + 5 = 6Mₓ − x₁ = 1 − (−2) = 3; x₂ − Mₓ = 4 − 1 = 3Mᵧ − y₁ = 3 − 1 = 2; y₂ − Mᵧ = 5 − 3 = 2AM + MB = 3,605551 + 3,605551 ≈ 7,211103 = AB

Координаты, Δx, Δy, d и координаты середины имеют одну линейную единицу; Δx², Δy² и d² — её квадрат. Знаки приращений показывают направление, но длина всегда неотрицательна.

Все шесть проверок сошлисьПерестановка A и B не изменила длину и середину; обе половины имеют одинаковые приращения и вместе дают весь отрезок.
Минусы показаны со скобкамиТочный корень сохранён

Как найти расстояние между точками и середину

Пусть даны точки A(x₁;y₁) и B(x₂;y₂). Горизонтальное приращение равно Δx=x₂−x₁, вертикальное — Δy=y₂−y₁. Они становятся катетами прямоугольного треугольника, поэтому расстояние находится по Пифагору. Середина получается отдельным усреднением каждой пары координат.

Горизонтальное смещение

Δx = x₂ − x₁

Знак показывает движение вправо или влево.

Вертикальное смещение

Δy = y₂ − y₁

Знак показывает движение вверх или вниз.

Расстояние

d = √(Δx² + Δy²)

Длина гипотенузы всегда неотрицательна.

Середина

M((x₁+x₂)/2; (y₁+y₂)/2)

Обе координаты усредняются отдельно.

Подробный пример с отрицательной координатой

A(−2; 1), B(4; 5)

  1. Горизонтальное приращение: Δx=4−(−2)=4+2=6.
  2. Вертикальное приращение: Δy=5−1=4.
  3. Квадрат горизонтального приращения: Δx²=6²=36.
  4. Квадрат вертикального приращения: Δy²=4²=16.
  5. Квадрат расстояния: d²=36+16=52.
  6. Расстояние: d=√52=2√13≈7,211103.
  7. x середины: Mₓ=(−2+4)/2=2/2=1.
  8. y середины: Mᵧ=(1+5)/2=6/2=3.
  9. Ответ: d=2√13≈7,211103; M(1;3).

Зачем отрицательную координату брать в скобки

В записи 4−(−2) первый минус — действие вычитания, второй — знак числа −2. Вычитание отрицательного заменяется сложением: 4−(−2)=4+2=6. Если убрать скобки и написать «4−−2», пример становится труднее читать и легко принять два знака за опечатку.

Горизонтальный, вертикальный и нулевой случаи

УсловиеВид отрезкаУпрощение длиныСередина
y₁=y₂горизонтальныйd=|x₂−x₁|((x₁+x₂)/2; y₁)
x₁=x₂вертикальныйd=|y₂−y₁|(x₁; (y₁+y₂)/2)
x₁=x₂ и y₁=y₂точки совпадаютd=0M=A=B
обе разности ненулевыенаклонныйd=√(Δx²+Δy²)средние обеих координат

Почему перестановка точек не меняет длину

Если поменять A и B местами, вместо Δx и Δy получатся −Δx и −Δy. После возведения в квадрат знаки исчезнут: (−Δx)²=Δx². Поэтому d не изменится. Суммы x₁+x₂ и y₁+y₂ тоже не зависят от порядка, значит середина останется той же.

Как проверить середину без формулы расстояния

От A до M приращения должны быть (Δx/2;Δy/2). От M до B — точно такие же. Ещё две проверки: 2Mₓ=x₁+x₂ и 2Mᵧ=y₁+y₂. Если хотя бы одно равенство не выполняется, при сложении координат или делении на два допущена ошибка.

Точная и десятичная длина

Корень √52 сокращается до 2√13, потому что 52=4×13 и √4=2. Это точный ответ. Запись 7,211103 удобна для измерений, но округлена до шести знаков. В обратных проверках калькулятор использует не экранное округление, а полное вычисленное значение.

Единицы и частые ошибки

Частые вопросы

Как найти расстояние между двумя точками?

Вычтите соответствующие координаты, возведите оба приращения в квадрат, сложите и извлеките квадратный корень: d=√((x₂−x₁)²+(y₂−y₁)²).

Как найти середину отрезка?

Отдельно усредните x-координаты и y-координаты: M((x₁+x₂)/2;(y₁+y₂)/2).

Почему минус перед отрицательной координатой берётся в скобки?

Так видно две разные операции: знак самого числа и вычитание. Например, 4−(−2)=4+2=6.

Что будет, если точки совпадают?

Δx=0, Δy=0 и d=0. Середина имеет те же координаты. Это корректный нулевой отрезок.

Меняется ли ответ, если поменять A и B местами?

Знаки Δx и Δy поменяются, но их квадраты, расстояние и координаты середины останутся прежними.

Когда отрезок горизонтальный или вертикальный?

Если y₁=y₂, отрезок горизонтальный и d=|Δx|. Если x₁=x₂, он вертикальный и d=|Δy|.

Почему расстояние связано с теоремой Пифагора?

Горизонтальное и вертикальное смещения образуют катеты прямоугольного треугольника, а отрезок между точками — гипотенузу.

Зачем сохранять ответ с корнем?

Точная форма, например 2√13, не содержит ошибки округления. Десятичное значение удобно для измерений, но является приближением.

Какие единицы использовать?

Все координаты задавайте в одной линейной единице. Расстояние и координаты середины будут в ней же, а d² — в квадрате этой единицы.