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2点間の距離の公式と計算方法|建築士試験での出題パターン

この記事の要点

建築士試験で「2点間の距離を求めよ」という問題が出たとき、公式を知っているかどうかで解答時間が大きく変わる。座標の差を二乗して足してルートを取るだけだが、符号を間違えないようにするのが注意点だ。

三次元空間での応用(2点間のL寸法計算)は、実務でも配管・鉄骨の長さ計算に出てくる。公式をしっかり身につけておくと、試験以外でも役立つ。

2点の座標が与えられたら公式に代入するだけで求められる。建築士試験の構造計算でも登場する基本公式の一つ。

この記事では、2点間の距離とは何か、2点間の距離はどう計算するのか、座標とどう関係するのか、2点間の距離はどう求めるのかを整理します。

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2点間の距離とは、座標平面上の2点間の直線距離のことです。


2点間の距離は、ピタゴラスの定理(三平方の定理)を用いて計算します。


今回は2点間の距離の意味、公式と計算方法、座標との関係について説明します。座標、ピタゴラスの定理の意味は、下記が参考になります。

座標とは?1分でわかる意味、距離、xy、xyzとの関係

ピタゴラスの定理とは?建築・構造計算でよく使う3:4:5の関係と証明

2点間の距離とは?

2点間の距離とは、座標平面上の2点の距離です。下図をみてください。このABを2点間の距離といいます。

2点間の距離

2点間の距離の計算はピタゴラスの定理(三平方の定理)を用いて行います。まずは、ピタゴラスの定理を理解、暗記しましょう。

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2点間の距離の公式と計算方法

2点間の距離の公式を下記に示します。

2点間の距離の公式と計算方法

2点間の距離

上式は、ピタゴラスの定理で三角形の斜辺を求める式と同じです。実際に2点間の距離を計算します。下図の平面に2点があります。2点間の距離を求めてください。

2点間の距離の計算

A(1,2)、B(4,5)


ですね。なお座標は(x,y)で表します。公式に代入すると、

2点間の距離の計算

です。

2点間の距離と座標の関係

2点間の距離は、2点の座標の関係から計算します。下図をみてください。2点の座標を平面上に示しました。

2点間の距離と座標

A点、B点の座標が分かれば、Aを通るx軸に平行な直線とBを通るy軸に平行な直線が交わるC点があります。


直角三角形ABCができるので、ピタゴラスの定理より2点間の距離が計算できます。なお、原点O(0,0)からA点までの距離もピタゴラスの定理より、

2点間の距離と座標の関係

です。またOAとABの距離を合計すれば、原点からの2点間の距離が計算できます。座標、原点の詳細は下記が参考になります。

座標とは?1分でわかる意味、距離、xy、xyzとの関係

数学の原点とは?1分でわかる意味、座標原点、0との関係、使い方

混同しやすい用語

2点間の距離(ユークリッド距離)

2点の座標から三平方の定理で求める直線距離。

√[(x2-x1)2+(y2-y1)2] の公式を使う。

マンハッタン距離(格子距離)

縦方向と横方向の移動量の合計。

|x2-x1|+|y2-y1|で求める。

建築の動線距離などで使われ、直線距離とは異なる。

座標(x,y)

平面上の点の位置を2つの数値で表したもの。

2点間距離を求めるには2点それぞれの座標が必要。

原点(0,0)

座標系の基準点。

原点から任意の点への距離も同じ公式で求められる(x2+y2の平方根)。

条件公式
2点 A(x?,y?)、B(x?,y?)d=√{(x?-x?)2+(y?-y?)2}A(0,0)・B(3,4) → d=5
原点からの距離d=√(x2+y2)A(3,4) → d=5

まとめ

今回は2点間の距離について説明しました。意味、計算方法など理解頂けたと思います。


2点間の距離はピタゴラスの定理(三平方の定理)を用いて計算します。2点の座標が分かれば、公式に代入するだけです。


ただし、2点の座標を平面上にプロットしてみましょう。その方がよくわかります。下記も併せて勉強しましょうね。

ピタゴラスの定理とは?建築・構造計算でよく使う3:4:5の関係と証明

座標とは?1分でわかる意味、距離、xy、xyzとの関係

x軸とは?1分でわかる意味、覚え方とy軸、z軸、座標の関係

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理解度チェック

Q.

2点間の距離とは?

座標平面上の2点間の直線距離のことです。

Q.

2点間の距離はどう計算する?

ピタゴラスの定理(三平方の定理)を用い、座標の差を二乗して足してルートを取って求めます。


ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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