距離公式計算機:2Dと3Dの距離

距離公式を使って、2次元または3次元空間の2点間のユークリッド距離を、途中式付きで計算します。

距離公式計算機:2Dと3Dの距離
距離公式を使って、2次元または3次元空間の2点間のユークリッド距離を、途中式付きで計算します。

点 1

点 2

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距離公式計算機について

距離公式は、座標幾何で最もよく使われる結果の 1 つです。平面や空間にある任意の 2 点の直線距離、つまりユークリッド距離を求められます。2 次元では d = √((x₂−x₁)² + (y₂−y₁)²)、3 次元では d = √((x₂−x₁)² + (y₂−y₁)² + (z₂−z₁)²) です。どちらもピタゴラスの定理の直接的な応用で、横・縦・奥行きの差が直角三角形の辺となり、2 点間の距離が斜辺になります。 2D の公式は初等的な座標幾何のあらゆる場面に登場します。既知の 2 点を結ぶ線分の長さが必要なとき——三角形の辺、中心と円周上の点から求める円の半径、地図上の 2 都市間の距離——距離公式は一度の計算で答えを出せます。3D 版も、空間内の位置を (x, y, z) の 3 つ組で表す立体幾何、コンピュータグラフィックス、ロボティクス、物理学で同様に重要です。 便利な特殊ケースは、点から原点までの距離です。(x₁, y₁) = (0, 0) とすると、2D の式は d = √(x₂² + y₂²) に簡約され、これはベクトル (x₂, y₂) の大きさ(長さ)の式でもあります。距離とベクトルの大きさのこの関係は線形代数の中心的な考え方で、ベクトルのユークリッドノルムは、ベクトルの先端から原点までの距離そのものです。 コンピュータサイエンスとデータサイエンスは、ユークリッド距離に大きく依存しています。機械学習では、k 近傍法がラベル付きデータとの距離に基づいて分類を行います。k-means のようなクラスタリングでは、各点はユークリッド距離で最も近いクラスタ中心に割り当てられます。画像処理では、ピクセルの色値間のユークリッド距離が色の類似度の指標になります。コンピュータグラフィックスでは、距離計算が衝突判定、レイキャスティング、シェーディングモデルの基盤になります。 非常に大きい、または非常に小さい座標に対しても、この計算機は標準的な浮動小数点演算を使い、少なくとも 10 桁の有効数字まで正確な結果を返します。式は対称的なので、2 点を入れ替えても距離は同じです。そのため、入力順は関係ありません。2D でも 3D でも任意の 2 点を入力すると、距離公式計算機は正確なユークリッド距離と計算式を返し、手順に沿って確認できるようにします。

距離公式の例

2D と 3D の距離計算を、詳しい説明付きで示す例です。

距離説明
2D: (0,0) から (3,4)5d = √((3−0)²+(4−0)²) = √(9+16) = √25 = 5。おなじみの 3-4-5 の直角三角形です。
2D: (−1,2) から (2,6)5d = √((2−(−1))²+(6−2)²) = √(9+16) = √25 = 5。原点からずれた、もう一つの 3-4-5 の三角形です。
3D: (0,0,0) から (1,1,1)≈ 1.732d = √(1+1+1) = √3 ≈ 1.732。これは一辺 1 の立方体の対角線です。
3D: (1,2,3) から (4,6,8)≈ 7.071d = √((3)²+(4)²+(5)²) = √(9+16+25) = √50 = 5√2 ≈ 7.071。

距離公式計算機の使い方

  1. 次元を選びます。2D は平面座標 (x, y)、3D は空間座標 (x, y, z) です。
  2. 最初の入力欄に点 1 の座標 (x₁, y₁、必要に応じて z₁) を入力します。
  3. 2 つ目の入力欄に点 2 の座標 (x₂, y₂、必要に応じて z₂) を入力します。
  4. 「距離を計算」をクリックすると、ユークリッド距離と使用した式が表示されます。
  5. クイック読み込みボタンで定番の例を表示するか、「リセット」で全欄を消去できます。

距離公式計算機 FAQ

距離公式とは何ですか?
距離公式は、2 点間の直線距離(ユークリッド距離)を求める式です。2D では d = √((x₂−x₁)²+(y₂−y₁)²)、3D では d = √((x₂−x₁)²+(y₂−y₁)²+(z₂−z₁)²) です。どちらも、各座標差にピタゴラスの定理をそのまま当てはめたものです。
なぜ距離公式はピタゴラスの定理に基づくのですか?
横の差 (x₂−x₁) と縦の差 (y₂−y₁) は直角三角形の 2 辺になり、2 点を結ぶ線分が斜辺になります。ピタゴラスの定理 a²+b²=c² から、斜辺は √(a²+b²) と求まり、これがそのまま距離公式です。3D ではさらに (z₂−z₁) という第 3 の辺が加わり、同じ考え方が 3 次元に拡張されます。
点の順番は関係ありますか?
ありません。各座標差は二乗されるため、(x₂−x₁)² = (x₁−x₂)² です。A から B への距離は B から A への距離と同じです。順番を入れ替えて入力しても、結果は変わりません。
負の座標でも使えますか?
はい。負の座標でもまったく同じように計算できます。たとえば、(−3, −4) から (0, 0) までの距離は √(9+16) = 5 です。減算は負の値を正しく処理し、二乗することで符号の影響もなくなります。
同じ 2 点の距離はどうなりますか?
0 です。2 点が同じなら、(x₂−x₁)、(y₂−y₁)、(z₂−z₁) の各差はすべて 0 になり、二乗和も 0、平方根を取っても 0 です。幾何学的には、点から自分自身までの距離は 0 です。
ユークリッド距離は他の距離尺度とどう違いますか?
ユークリッド距離は直線距離で、空間内で最短の移動距離です。ほかには、マンハッタン距離(絶対差の合計で、街区の移動のようなもの)、チェビシェフ距離(最大の絶対差)、コサイン類似度(ベクトルのなす角)などがあります。距離公式は常にユークリッド距離を求め、幾何学でも日常的な用途でも最も一般的な尺度です。