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CalcMax

距离计算器

范围:-1,000,000,000 – 1,000,000,000

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结果

5.0000

距离

x 的变化量(Δx)
3.0000
y 的变化量(Δy)
4.0000

距离计算器求的是两点之间的直线距离——把两个点连起来的那条线段的长度,也就是「直接过去」有多远,而不是沿路走过去有多远。四个坐标填进去,答案保留四位小数。背后的两点间距离公式就是勾股定理换了一身坐标的衣服:从一个点向下画一条水平线、从另一个点向左画一条竖直线,两条线交成一个直角,而那个直角三角形的两条直角边正是两个坐标之差,斜边就是你要求的距离。(0, 0) 与 (3, 4) 的两条直角边是 3 与 4,所以距离是 √(9 + 16),正好是 5。这条直角三角形也是本页为什么印三个数而不是一个的原因。两条直角边跟着距离一起给出,它们就是过程:距离等于两条边的平方和再开方,而两个数都摆在屏幕上,你不必自己动笔就能把这一步跟下来。它们还带符号,这一点常让人意外。第二个点比第一个点低的时候,纵向那一格是负数,因为它是一条有向的差、不是一个间距;本页有意保留这个符号,不取绝对值——符号是唯一能说明第二个点在第一个点的哪一侧的东西,也是接着算斜率、方位角时会用到的那个数。两件事要先说清楚。本页只在平面上量距离,没有第三个坐标格:一个带可选 z 输入框的页面,在「一个点有 z、另一个点没有」时只能凭空替用户编一个值,而相邻的中点页与端点页为了保持一致也得跟着长出同样的格子——两害相权,宁可不做。要是你的点在空间里,本页可以量出水平面内那一段,竖直的那一段得你自己补上。还有一件:坐标是纯数字,不带单位。你量的是什么,答案就是什么——数字是米,距离就是米;数字是千米,距离就是千米;数字是格,距离就是格。本页不做换算,也看不出你把一个点写成了米、另一个点写成了毫米。

几组常见的两点间距离

第一点 x第一点 y第二点 x第二点 y横向直角边纵向直角边距离
0034345
1258467.2111
0011111.4142
2.5-1.52.5-1.5000
-347-210-611.6619
0010010010
3400-3-45
00600000080000006000000800000010000000

八组坐标,中间两列是过程,最后一列是答案。从第一行开始看,它是表单的默认值:两条直角边是 3 与 4,距离正好是 5,也就是三条边都是整数的最小直角三角形。第二行是同一类斜线但不整齐的那一档——直角边 4 与 6,距离 7.2111,一个开不尽方的数。第三行是横纵都差 1 的斜线,距离是 √2,印作 1.4142,值得记住,因为它是所有无理距离里最短的那一个。第四行是两个点重合,距离为 0。第五行是符号最容易把人绊住的一档:第二个点在第一个点右下方很远的地方,横向是正的十、纵向是负的六,而距离 11.6619 照样是正的。第六行沿 x 轴走平,纵向那一格是 0,于是距离就是横向那一个数。第七行是把三、四、五这一组反过来量——从 (3, 4) 到原点——两条直角边都变成负数而距离仍然是 5。第八行是同一个三角形放大两百万倍,用来说明大坐标本身不会带来任何舍入。全部读数都由你填进去的四个数现算,坐标单位随你,距离保留四位。

公式

距离 = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)²) 横向直角边 = x₂ − x₁ 纵向直角边 = y₂ − y₁

第一点
一个横坐标加一个纵坐标,也就是从哪一点量起的那一点。两个坐标都是纯数字,可以是负数、小数或 0,也没有单位可选
第二点
量到哪一点,规则完全一样。它可以在第一个点的任何方向上——正上方、正下方、正左、正右,或者斜着
横向直角边
第二个点的横坐标减去第一个点的:从一点到另一点横向走了多少。负值表示第二个点在第一个点的左边,而这个数也正是算斜率时会用到的「水平位移」
纵向直角边
第二个点的纵坐标减去第一个点的,竖直走了多少。负值表示第二个点更低。它与横向那一格一起构成一个直角三角形,斜边就是距离
距离
两条直角边各自平方、相加、开方。它永远不会是负数,也只在两个点重合时为 0;由于几乎总是开不尽方,本页把它舍到四位小数
四位小数
三个读数的显示宽度。两个直角边是精确的(就是两次减法),距离则几乎总是近似值——两者的区别在参考表里一眼能看出来

手上有两个点、只想知道它们隔多远、而不关心是往哪个方向隔的时候,就是这一页。两张地图坐标之间差多少、两根柱子之间拉一道篱笆要多长、一段对角线要走多少电缆、一个仓库到另一个仓库的直线距离——凡是能落到平面上、又不需要考虑实际路线的场合,用它。它还有一个不太显眼却常常更值钱的用法:核对。任何两个能放到平面上的结果都可以互相量一遍,算出来的距离差了一个数量级,就说明上游某一步的符号或小数点出了问题。两条直角边则在另一类问题里派上用场:你要知道横着差多少、竖着差多少,它们直接回答,而且带着符号,所以不仅给出大小还给出方向。这正是算斜率、角度或方位角之前需要的那两个数——本页不给这些结果,但把它们赖以计算的原料交到你手上。一个值得养成的习惯:读答案之前先在心里把两条直角边平方相加。九加十六是二十五,所以距离是 5 才对;而要是印出个 50,那是小数点放错了位置,不是题目出人意料。

算例

  1. 横向三、纵向四

    1. 横向直角边:3 − 0 = 3
    2. 纵向直角边:4 − 0 = 4
    3. 各自平方:9 与 16
    4. 相加开方:√25 = 5

    表单的默认值,也是三条边全是整数的最小直角三角形。两个细节值得留意:两条直角边正好等于你填进去的数,这只在一个点是原点时才发生;而距离是精确值而不是舍过的方根,这在本页是少数。把这一组当成标尺——要是这里印出 5,说明算术是好的,别处那些看着奇怪的答案都来自输入本身,不是页面坏了。

  2. 距离开不尽方的一档

    1. 横向直角边:5 − 1 = 4
    2. 纵向直角边:8 − 2 = 6
    3. 各自平方:16 与 36
    4. 相加得 52,开方是 7.21110255…,舍到四位是 7.2111

    常见的那一档,而不是整齐的那一档。52 不是完全平方数,所以答案是无理数,印出来的四位只是它的开头。一个不花钱的核对是:距离必须比任何一条直角边都长——斜边是直角三角形里最长的一条——所以 7.2111 对着 4 与 6 是合理的,而要是距离比 6 还短,那就是把开方用错了地方。

  3. 同样两个点,反过来量

    1. 横向直角边:0 − 3 = −3
    2. 纵向直角边:0 − 4 = −4
    3. 各自平方:9 与 16,平方把符号消掉了
    4. 相加开方:√25 = 5

    把三、四、五那一组的两个端点对调,一档里同时看到两件事。两条直角边都变成负数,因为两次减法都换成了反方向;距离却仍然是 5,因为平方在相加之前就把符号扔掉了。这正是距离永远为正的原因:它是一条长度,测量时朝哪个方向走从来没有进入过这个式子。

  4. 以百万计的距离

    1. 横向直角边:6000000 − 0 = 6000000
    2. 纵向直角边:8000000 − 0 = 8000000
    3. 平方相加:3.6 × 10¹³ 加 6.4 × 10¹³ 等于 10¹⁴
    4. 开方:10000000

    三、四、五那一组放大了两百万倍,也就是以米为单位的投影坐标会出现的量级,而不是纸上的一张图。数字变大不会让页面上的任何东西发生变化:两条直角边和输入一样精确,距离也落在整数上。这一档写在这里就是为了说明这件事——以为大坐标必然带来舍入的读者,看到这个整数会以为哪里不对。

  5. 两个点是同一个点

    1. 横向直角边:2.5 − 2.5 = 0
    2. 纵向直角边:((−1.5) − (−1.5)) = 0
    3. 各自平方:0 与 0
    4. 相加开方:√0 = 0

    一个点与它自己的距离是 0,这是正确答案,而且是唯一能得出 0 的输入——两个平方之和为 0,只有两个平方各自为 0 才行。本页不会把它当成「没算出来」。值得见一次,免得以后看到第一列出现 0 就以为是某一格没填上。

局限

本页只量平面上的距离。没有第三个坐标格,所以空间中两个点之间的距离算不了:那还需要第三个轴上的差,而这一页没有地方安放它。带可选 z 输入框的方案评估过并否决了,因为一个点有 z、另一个点没有的时候没有合理的答案,而相邻的两页为了保持一致也得跟着长出同样的字段。坐标不带单位,答案就落在你用的那套数上,而本页看不出你混用了两套——一个点按米填、另一个点按毫米填,算术会高高兴兴地跑完,给出一个错误的数,页面上没有任何一处会提示。两条直角边是有向差而不是距离,所以印出负数是对的,不是要修的错。距离本身舍到四位小数,而且几乎总是无理数,印出来的值是数位被截断的地方,不是完整的答案。坐标的上限是正负十亿,对任何一张图都远远够用,对某些以米为单位的投影坐标却不算宽,超出会被拒而不是照算。本页算的是直线距离,不是路程:要走公路、绕墙、沿海岸线,这里的数是理论上的最短路径,永远比实际能走的短。最后,本页只给距离与两条直角边,不给方位角、不给两点连线的斜率、也不给中点——那些是相邻几页的事,而这里给出的两个直角边正是它们需要的输入。

常见问题

两点间距离公式是什么?
把勾股定理写成坐标的样子:两个横坐标之差、两个纵坐标之差各取平方、相加、开方。那两个差就是直角三角形的两条直角边,而距离是它的斜边,所以这个公式不是另一条要背的规则,而是三角形那条规则用在两点之间的位移上。(0, 0) 与 (3, 4) 就是 √(9 + 16),等于 5。
为什么旁边那两格会出现负数?
因为它们是往哪个方向走了多少,而不是隔了多远,而方向是有正负的。横向那一格是第二个点的横坐标减去第一个点的,第二个点在左边就是负的;纵向那一格是第二个点更低时为负。本页有意保留这个符号:它是唯一说明第二个点在哪一侧的东西,也是接着算斜率或方位角时要用到的数,而距离本身把符号扔掉了——平方以后再相加,符号就没了。
空间里两个点的距离能算吗?
不能,本页也没有假装能——没有第三个坐标格可以填。空间距离还要加上第三个轴上的差,一并放进平方和里再开方,而只给两个坐标的话页面只能替第三个轴假设一个值。要是你的点在空间里,可以先用本页算出水平面内那一段,再把高度差自己并进去,但这一步页面不会替你做。
坐标的单位是米、厘米还是别的?
你说是什么就是什么。本页把坐标当成纯数字,不给答案挂单位、也没有单位下拉框,这是有意的:一张图或一套地图网格上的坐标,在你决定那套网格是什么之前并没有单位。数字是米,距离就是米;数字是经纬度,距离就是度——而最后这一种,不知道在地球上的哪个位置是没法换算成千米的。
距离可能是负数或 0 吗?
不可能是负数:两条直角边在相加之前先各自平方,符号已经没了,而非负数的平方根不会是负的。只有两条直角边都是 0 时才等于 0,那表示两个点是同一个点——那是真答案而不是算失败。除此之外任何两个不同的点都给出一个正的距离,靠得再近也是正的。
不动笔怎么核对答案?
把两条直角边平方相加,再问「哪个数平方等于这个和」。四与六给出 16 加 36,也就是 52,而 7.2111 的平方接近 52,所以答案落在正确的区间里——即便 52 不是完全平方数。两条性质让检查变得很快:距离一定比任何一条直角边长(斜边是直角三角形里最长的一条),也一定比两条直角边之和短。落在这两条界线之外的答案都是错的。

参考资料

相关计算器