【空间两点间的距离公式及例题】在三维几何中,计算空间中两个点之间的距离是一个基本且重要的问题。掌握空间两点间距离的公式,有助于解决许多实际问题,如工程设计、计算机图形学、物理运动分析等。本文将总结空间两点间距离的公式,并通过实例进行说明。
一、空间两点间的距离公式
设空间中有两个点 $ A(x_1, y_1, z_1) $ 和 $ B(x_2, y_2, z_2) $,则它们之间的距离 $ d $ 可以用以下公式计算:
$$
d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}
$$
这个公式是二维平面上两点间距离公式的扩展,增加了第三维(z轴)的差值平方项。
二、公式解析
- $ x_1, y_1, z_1 $:点A的坐标
- $ x_2, y_2, z_2 $:点B的坐标
- $ (x_2 - x_1) $、$ (y_2 - y_1) $、$ (z_2 - z_1) $:分别表示两点在x、y、z方向上的距离差
- 平方后相加,再开平方,得到两点之间的直线距离
三、典型例题与解答
以下是几个常见的空间两点间距离计算问题,便于理解和应用公式。
题号 | 点A坐标 | 点B坐标 | 计算过程 | 距离结果 |
1 | (1, 2, 3) | (4, 5, 6) | $\sqrt{(4-1)^2 + (5-2)^2 + (6-3)^2}$ | $\sqrt{27} = 3\sqrt{3}$ |
2 | (-2, 0, 1) | (3, -1, 4) | $\sqrt{(3+2)^2 + (-1-0)^2 + (4-1)^2}$ | $\sqrt{35}$ |
3 | (0, 0, 0) | (5, 12, 13) | $\sqrt{5^2 + 12^2 + 13^2}$ | $\sqrt{338}$ |
4 | (2, -3, 5) | (2, 4, 5) | $\sqrt{(2-2)^2 + (4+3)^2 + (5-5)^2}$ | $7$ |
5 | (1, 1, 1) | (2, 2, 2) | $\sqrt{(2-1)^2 + (2-1)^2 + (2-1)^2}$ | $\sqrt{3}$ |
四、总结
空间两点间的距离公式是三维几何中的基础工具,能够帮助我们快速计算两点之间的直线距离。通过上述表格中的例题,可以看出该公式在不同情况下的应用方式。理解并熟练运用这一公式,对于学习立体几何、解析几何乃至相关应用领域都具有重要意义。
建议在实际应用中注意坐标的对应关系,避免因坐标顺序错误而导致计算失误。
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