거리 공식 계산기: 2D와 3D 거리
거리 공식을 사용해 2D 또는 3D 공간의 두 점 사이 유클리드 거리를 계산하고, 풀이 과정도 함께 보여줍니다.
거리 공식 계산기: 2D와 3D 거리
거리 공식을 사용해 2D 또는 3D 공간의 두 점 사이 유클리드 거리를 계산하고, 풀이 과정도 함께 보여줍니다.
점 1
점 2
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거리 공식 계산기 소개
거리 공식은 좌표기하에서 가장 널리 쓰이는 결과 중 하나입니다. 평면이나 공간의 임의의 두 점 사이 직선 거리, 즉 유클리드 거리를 구해 줍니다. 2차원에서는 d = √((x₂−x₁)² + (y₂−y₁)²)이고, 3차원에서는 d = √((x₂−x₁)² + (y₂−y₁)² + (z₂−z₁)²)로 확장됩니다. 두 식 모두 피타고라스 정리의 직접적인 적용으로, 가로·세로·깊이 차이가 직각삼각형의 변을 이루고 두 점 사이의 거리가 빗변이 됩니다.
2D 공식은 기초 좌표기하 전반에서 등장합니다. 이미 알고 있는 두 점을 잇는 선분의 길이가 필요할 때—삼각형의 한 변, 중심과 원 위의 한 점이 주어졌을 때의 반지름, 지도에서 두 도시 사이의 거리—거리 공식은 한 번의 계산으로 답을 줍니다. 3D 버전도 입체기하, 컴퓨터 그래픽스, 로봇공학, 물리학에서 매우 중요합니다. 공간의 위치는 보통 (x, y, z) 세 값으로 표현되기 때문입니다.
유용한 특수한 경우는 한 점과 원점 사이의 거리입니다. (x₁, y₁) = (0, 0)으로 두면 2D 식은 d = √(x₂² + y₂²)로 단순화되며, 이는 벡터 (x₂, y₂)의 크기(길이) 공식이기도 합니다. 거리와 벡터 크기의 이러한 연결은 선형대수의 핵심입니다. 벡터의 유클리드 노름은 벡터 끝점에서 원점까지의 거리와 정확히 같습니다.
컴퓨터 과학과 데이터 과학은 유클리드 거리에 크게 의존합니다. 머신러닝에서는 k-최근접 이웃 알고리즘이 레이블이 붙은 예시까지의 거리를 바탕으로 데이터를 분류합니다. k-means 같은 클러스터링 알고리즘에서는 각 점이 유클리드 거리가 가장 가까운 군집 중심에 배정됩니다. 이미지 처리에서는 픽셀 색상 값 사이의 유클리드 거리가 색상 유사도를 측정합니다. 컴퓨터 그래픽스에서는 거리 계산이 충돌 감지, 레이 캐스팅, 셰이딩 모델의 기반이 됩니다.
매우 크거나 매우 작은 좌표의 경우에도 이 계산기는 표준 부동소수점 연산을 사용하며, 최소 열 자리 이상의 유효 숫자까지 정확한 결과를 제공합니다. 이 공식은 대칭적이어서 두 점을 바꿔도 같은 거리가 나오므로 입력 순서는 중요하지 않습니다. 2D 또는 3D의 임의의 두 점을 입력하면 거리 공식 계산기가 정확한 유클리드 거리와 함께 공식을 보여 주어 단계별로 확인할 수 있습니다.
거리 공식 예시
2D와 3D 거리 계산을 전체 풀이와 함께 보여주는 예시입니다.
| 점 | 거리 | 설명 |
|---|---|---|
| 2D: (0,0) 에서 (3,4) | 5 | d = √((3−0)²+(4−0)²) = √(9+16) = √25 = 5. 유명한 3-4-5 직각삼각형입니다. |
| 2D: (−1,2) 에서 (2,6) | 5 | d = √((2−(−1))²+(6−2)²) = √(9+16) = √25 = 5. 원점에서 평행 이동한 또 다른 3-4-5 삼각형입니다. |
| 3D: (0,0,0) 에서 (1,1,1) | ≈ 1.732 | d = √(1+1+1) = √3 ≈ 1.732. 한 변의 길이가 1인 정육면체의 공간 대각선입니다. |
| 3D: (1,2,3) 에서 (4,6,8) | ≈ 7.071 | d = √((3)²+(4)²+(5)²) = √(9+16+25) = √50 = 5√2 ≈ 7.071. |
거리 공식 계산기 사용 방법
- 차원을 선택하세요. 2D는 평면 좌표 (x, y), 3D는 공간 좌표 (x, y, z)입니다.
- 첫 번째 입력 그룹에 점 1의 좌표(x₁, y₁, 필요하면 z₁)를 입력하세요.
- 두 번째 입력 그룹에 점 2의 좌표(x₂, y₂, 필요하면 z₂)를 입력하세요.
- 거리 계산을 클릭하면 유클리드 거리와 사용된 식이 표시됩니다.
- 빠른 불러오기 버튼으로 대표 예시를 확인하거나, 초기화를 눌러 모든 칸을 비울 수 있습니다.
거리 공식 계산기 FAQ
거리 공식이란 무엇인가요?
거리 공식은 두 점 사이의 직선(유클리드) 거리를 구하는 식입니다. 2D에서는 d = √((x₂−x₁)²+(y₂−y₁)²), 3D에서는 d = √((x₂−x₁)²+(y₂−y₁)²+(z₂−z₁)²) 입니다. 두 식 모두 각 좌표 차이에 피타고라스 정리를 그대로 적용한 것입니다.
왜 거리 공식은 피타고라스 정리를 기반으로 하나요?
가로 차이 (x₂−x₁)와 세로 차이 (y₂−y₁)는 직각삼각형의 두 변이 되고, 두 점을 잇는 선분은 빗변이 됩니다. 피타고라스 정리 a²+b²=c²에 따라 빗변은 √(a²+b²)로 구해지며, 이것이 바로 거리 공식입니다. 3D에서는 (z₂−z₁)라는 세 번째 변이 더해지고, 같은 논리가 3차원으로 확장됩니다.
점의 순서가 중요한가요?
아니요. 각 좌표 차이는 제곱되므로 (x₂−x₁)² = (x₁−x₂)² 입니다. A에서 B로의 거리는 B에서 A로의 거리와 같습니다. 순서를 바꿔 입력해도 결과는 동일합니다.
음수 좌표도 사용할 수 있나요?
네. 음수 좌표도 완전히 같은 방식으로 계산됩니다. 예를 들어 (−3, −4)에서 (0, 0)까지의 거리는 √(9+16) = 5 입니다. 뺄셈은 음수를 올바르게 처리하고, 제곱은 부호를 없애 줍니다.
완전히 같은 두 점 사이의 거리는 얼마인가요?
0입니다. 두 점이 같으면 (x₂−x₁), (y₂−y₁), (z₂−z₁)의 차이가 모두 0이므로 제곱의 합도 0이고, 제곱근도 0입니다. 기하적으로 점에서 자기 자신까지의 거리는 0입니다.
유클리드 거리는 다른 거리 척도와 어떻게 다른가요?
유클리드 거리는 직선 거리로, 공간에서 가장 짧은 경로입니다. 다른 척도로는 맨해튼 거리(절대값 차이의 합, 도시 블록처럼), 체비쇼프 거리(최대 절대 차이), 코사인 유사도(벡터 사이의 각도)가 있습니다. 거리 공식은 항상 유클리드 거리를 계산하며, 기하와 일상적인 응용에서 가장 널리 쓰이는 척도입니다.