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Lezione 21 — Piano cartesiano: distanza, punto medio

Coordinate cartesiane, formula della distanza, punto medio, divisione di segmento. Linguaggio geometrico di Cartesio (1637).

Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math II japonês cap. 2 · Equiv. Algebra & Trigonometry §10

d(P,Q)=(x2x1)2+(y2y1)2d(P, Q) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}
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Rigorous notation, full derivation, hypotheses

Geometria analitica in ℝ²

Distanza

Per P=(x1,y1)P = (x_1, y_1), Q=(x2,y2)Q = (x_2, y_2): d(P,Q)=(x2x1)2+(y2y1)2d(P, Q) = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2}

Punto medio

M=(x1+x22,y1+y22)M = \left(\frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2}\right)

Divisione di un segmento nel rapporto kk

Per dividere PQ\overline{PQ} nel rapporto PR/RQ=kPR/RQ = k: R=(x1+kx21+k,y1+ky21+k)R = \left(\frac{x_1 + k x_2}{1 + k}, \frac{y_1 + k y_2}{1 + k}\right)

Calcolo di aree

Area del triangolo con vertici A=(x1,y1)A = (x_1, y_1), B=(x2,y2)B = (x_2, y_2), C=(x3,y3)C = (x_3, y_3): Area=12x1(y2y3)+x2(y3y1)+x3(y1y2)\text{Area} = \frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|

Equivalente a 12detM\frac{1}{2} |\det M| dove MM è la matrice dei vettori AB,AC\vec{AB}, \vec{AC}.

Exercise list

35 exercises · 8 with worked solution (25%)

Application 20Understanding 4Modeling 5Challenge 4Proof 2
  1. Ex. 21.1Application
    d(A,B)d(A, B) per A=(1,2)A = (1, 2), B=(4,6)B = (4, 6).
  2. Ex. 21.2Application
    dd tra (0,0)(0, 0) e (3,4)(3, 4).
  3. Ex. 21.3Application
    dd tra (2,1)(-2, 1) e (3,4)(3, -4).
  4. Ex. 21.4Application
    Punto medio di (2,5)(2, 5) e (6,9)(6, 9).
  5. Ex. 21.5Application
    Punto medio di (3,2)(-3, 2) e (7,8)(7, -8).
  6. Ex. 21.6Application
    Determina xx tale che d((x,3),(5,7))=5d((x, 3), (5, 7)) = 5.
  7. Ex. 21.7Application
    Determina yy tale che (0,y)(0, y) sia a 13 unità da (5,0)(5, 0).
  8. Ex. 21.8ApplicationAnswer key
    Punti A=(1,1)A = (1, 1), B=(4,5)B = (4, 5), C=(2,4)C = (-2, 4). Qual è il perimetro del triangolo ABCABC?
  9. Ex. 21.9ApplicationAnswer key
    Mostra che A=(1,1)A = (1, 1), B=(4,5)B = (4, 5), C=(5,3)C = (5, -3) formano un triangolo rettangolo. (Usa l'inverso di Pitagora.)
  10. Ex. 21.10Application
    Trova il punto PP sull'asse xx equidistante da (2,5)(2, 5) e (8,1)(8, 1).
  11. Ex. 21.11Application
    Vertici del quadrilatero (0,0),(4,0),(4,3),(0,3)(0,0), (4,0), (4,3), (0,3). Calcola il perimetro.
  12. Ex. 21.12Application
    Determina se (1,2),(5,2),(5,5),(1,5)(1,2), (5,2), (5,5), (1,5) formano un rettangolo.
  13. Ex. 21.13ApplicationAnswer key
    Calcola l'area del triangolo di vertici (0,0),(4,0),(0,3)(0,0), (4,0), (0,3) usando la formula dell'area.
  14. Ex. 21.14ApplicationAnswer key
    Punto medio di (a,b)(a, b) e (c,d)(c, d) — formula generale.
  15. Ex. 21.15ApplicationAnswer key
    I punti (0,0),(6,0),(3,33)(0,0), (6,0), (3, 3\sqrt 3) formano che tipo di triangolo?
  16. Ex. 21.16Modeling
    Sei in (2,3)(2, 3) e vuoi andare a (8,11)(8, 11). Distanza in linea retta?
  17. Ex. 21.17Modeling
    Distanza di Manhattan (1\ell_1) tra (1,1)(1,1) e (5,4)(5,4). Confronta con l'euclidea.
  18. Ex. 21.18Modeling
    In una città a griglia (Manhattan), distanza in taxi tra (0,0)(0,0) e (10,7)(10, 7)? Distanza in linea retta?
  19. Ex. 21.19Application
    Trova il punto che divide (2,3)(10,11)\overline{(2,3)(10,11)} nel rapporto 1:31:3.
  20. Ex. 21.20ApplicationAnswer key
    Baricentro del triangolo A=(0,0),B=(6,0),C=(0,9)A=(0,0), B=(6,0), C=(0,9).
  21. Ex. 21.21Modeling
    Il GPS riporta la tua posizione (45,123, 23,456)(45{,}123,\ -23{,}456) (lat, long, in gradi). La tua amica in (45,126, 23,450)(45{,}126,\ -23{,}450). Distanza approssimativa in km? (Circa 111 km/grado di latitudine.)
  22. Ex. 21.22Modeling
    In ML, due punti x=(1,2,3,4)\mathbf{x} = (1, 2, 3, 4) e y=(5,6,7,8)\mathbf{y} = (5, 6, 7, 8) in R4\mathbb{R}^4. Distanza euclidea?
  23. Ex. 21.23ApplicationAnswer key
    Mostra che il triangolo di vertici (0,0),(4,3),(8,0)(0,0), (4,3), (8,0) è isoscele.
  24. Ex. 21.24Application
    Verifica che i punti (0,0),(6,8),(1,7)(0,0), (6,8), (-1,7) non sono allineati (collineari).
  25. Ex. 21.25Application
    La distanza dall'origine al punto (a,b)(a, b) è a2+b2\sqrt{a^2 + b^2}. Mostralo.
  26. Ex. 21.26Understanding
    Insieme dei punti (x,y)(x, y) con x2+y2=5\sqrt{x^2 + y^2} = 5 — quale figura?
  27. Ex. 21.27Understanding
    Punti (x,y)(x,y) con x+y=1|x| + |y| = 1 — quale figura?
  28. Ex. 21.28Understanding
    Punti equidistanti da A=(2,0)A = (-2, 0) e B=(2,0)B = (2, 0) formano quale retta?
  29. Ex. 21.29Understanding
    Insieme dei punti con max(x,y)=1\max(|x|, |y|) = 1. (Quadrato allineato agli assi.)
  30. Ex. 21.30Challenge
    Mostra che se tre punti sono collineari, l'area del triangolo è zero.
  31. Ex. 21.31Challenge
    Centro del cerchio passante per (0,0),(4,0),(0,3)(0,0), (4,0), (0,3) — trova.
  32. Ex. 21.32Challenge
    Più grande triangolo equilatero inscritto in un quadrato di lato 1 — quale lato?
  33. Ex. 21.33Challenge
    In un quadrilatero ABCDABCD, il punto medio di AB\overline{AB} è MM, di CD\overline{CD} è NN. Mostra che MN\overline{MN} ha punto medio = punto medio delle diagonali. (Teorema di Newton.)
  34. Ex. 21.34Proof
    Dimostra la formula della distanza usando Pitagora.
  35. Ex. 21.35ProofAnswer key
    Dimostra che il punto medio è equidistante dagli estremi.

Fonti di questa lezione

Updated on 2026-04-29 · Author(s): Clube da Matemática

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