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Geometria analitica · Geometria analitica

Distanza tra due punti

Un radar, un GPS o un videogioco devono sapere continuamente «a che distanza è questo da quello». Nel piano cartesiano la risposta è sempre la stessa: si usa il teorema di Pitagora. Per esempio, se un radar nell'origine $O(0; 0)$ individua una barca in $(12; 5)$ e ogni unità è 1 km, a che distanza si trova?

La formula della distanza

Due punti $A(x_1; y_1)$ e $B(x_2; y_2)$ si possono sempre vedere come gli estremi dell'ipotenusa di un triangolo rettangolo: i cateti sono lo spostamento orizzontale $|x_2 - x_1|$ e quello verticale $|y_2 - y_1|$.

Triangolo rettangolo con ipotenusa AB e cateti uguali alle differenze delle coordinate orizzontale e verticale. A B x₂ − x₁ y₂ − y₁ d(A, B)

Per il teorema di Pitagora, il quadrato dell'ipotenusa è la somma dei quadrati dei cateti: la formula è proprio questa, con la radice per tornare alla lunghezza.

Ora il gancio iniziale: $d = \sqrt{12^2 + 5^2} = \sqrt{169} = 13$ km.

Esercitati★☆☆Da iniziare
Calcola la distanza esatta tra i punti $A(2, 3)$ e $B(5, 7)$ nel piano cartesiano.

Calcola la distanza esatta tra i punti $A(2, 3)$ e $B(5, 7)$ nel piano cartesiano.

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Esercitati★☆☆Da iniziare
Trova la lunghezza del segmento i cui estremi sono l'origine delle coordinate $O(0, 0)$ e il punto $M(-8, 6)$.

Trova la lunghezza del segmento i cui estremi sono l'origine delle coordinate $O(0, 0)$ e il punto $M(-8, 6)$.

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Esercitati★☆☆Da iniziare
Marco vuole calcolare la distanza tra i punti $A(-1, 5)$ e $B(3, 2)$ in un piano cartesiano. Sul quaderno scrive il seguente svolgimento: $$d(A,B) = \sqrt{(3 - (-1))^2 +…

Marco vuole calcolare la distanza tra i punti $A(-1, 5)$ e $B(3, 2)$ in un piano cartesiano. Sul quaderno scrive il seguente svolgimento:

$$d(A,B) = \sqrt{(3 - (-1))^2 + (2 - 5)^2} = \sqrt{4^2 + (-3)^2} = 4 + (-3) = 1$$
  1. a) Indica con precisione l'errore concettuale e algebrico che commette Marco nell'ultimo passaggio e spiega perché la radice quadrata di una somma non è uguale alla somma delle radici.
  2. b) Correggi il procedimento e calcola il valore numerico esatto della distanza euclidea tra $A$ e $B$.
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Perimetri e classificazione dei triangoli

Con la distanza puoi calcolare il perimetro di un poligono (somma dei lati) e stabilire se un triangolo è equilatero (tre lati uguali), isoscele (due lati uguali) o scaleno (tre lati diversi), ed eventualmente rettangolo, senza disegnarlo in scala. Per sapere se è rettangolo usi l'inverso del teorema di Pitagora: se il quadrato del lato maggiore è la somma dei quadrati degli altri due, il triangolo è rettangolo.

Esercitati★☆☆Da iniziare
I vertici di un triangolo sono $A(1, 1)$, $B(4, 1)$ e $C(1, 5)$. Calcola il perimetro di questo triangolo sommando le lunghezze dei suoi tre lati.

I vertici di un triangolo sono $A(1, 1)$, $B(4, 1)$ e $C(1, 5)$. Calcola il perimetro di questo triangolo sommando le lunghezze dei suoi tre lati.

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Esercitati★★☆Da iniziare
Nella pianta di un edificio, tre colonne principali verranno collocate nelle coordinate $P(-2, 1)$, $Q(2, 4)$ e $R(5, 0)$. Dimostra matematicamente se il triangolo…

Nella pianta di un edificio, tre colonne principali verranno collocate nelle coordinate $P(-2, 1)$, $Q(2, 4)$ e $R(5, 0)$. Dimostra matematicamente se il triangolo formato da queste tre colonne è isoscele.

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Esercitati★★☆Da iniziare
Dimostra, calcolando le lunghezze dei tre lati e usando il teorema di Pitagora, che il triangolo di vertici $A(2, 1)$, $B(6, 1)$ e $C(2, 4)$ è un triangolo rettangolo.

Dimostra, calcolando le lunghezze dei tre lati e usando il teorema di Pitagora, che il triangolo di vertici $A(2, 1)$, $B(6, 1)$ e $C(2, 4)$ è un triangolo rettangolo.

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Esercitati★★★Da iniziare
I vertici di un terreno di forma triangolare sono $A(-4, -2)$, $B(2, 6)$ e $C(6, 3)$. Dimostra prima che il terreno forma un triangolo rettangolo e poi calcola il suo…

I vertici di un terreno di forma triangolare sono $A(-4, -2)$, $B(2, 6)$ e $C(6, 3)$. Dimostra prima che il terreno forma un triangolo rettangolo e poi calcola il suo perimetro e la sua area esatta.

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Trovare punti a distanza data

A volte la distanza è il dato e l'incognita è un punto: si scrive la formula con le coordinate incognite, si eleva al quadrato e si risolve l'equazione.

Circonferenza di centro M(−6; 8) e raggio 10 che interseca l'asse delle ascisse in due punti P₁ e P₂. M(−6; 8) P₁(−12; 0) P₂(0; 0)
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La distanza tra i punti $A(1, 2)$ e $B(x, 5)$ è esattamente di $5$ unità. Trova i due possibili valori della coordinata $x$.

La distanza tra i punti $A(1, 2)$ e $B(x, 5)$ è esattamente di $5$ unità. Trova i due possibili valori della coordinata $x$.

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Esercitati★★☆Da iniziare
Trova le coordinate di tutti i punti situati sull'asse delle ascisse (asse X) che si trovano a distanza esattamente $10$ unità dal punto $M(-6, 8)$.

Trova le coordinate di tutti i punti situati sull'asse delle ascisse (asse X) che si trovano a distanza esattamente $10$ unità dal punto $M(-6, 8)$.

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Esercitati★★★Da iniziare
Una tubatura rettilinea deve collegare un pozzo situato nel punto $A(-3, 2)$ con una pompa dell'acqua $P$ che deve obbligatoriamente essere installata sull'asse delle…

Una tubatura rettilinea deve collegare un pozzo situato nel punto $A(-3, 2)$ con una pompa dell'acqua $P$ che deve obbligatoriamente essere installata sull'asse delle ordinate (asse Y). Se per vincoli di pressione la lunghezza della tubatura deve essere esattamente di $\sqrt{29}$ unità, trova le possibili coordinate per la pompa $P$.

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Allineamento e punti equidistanti

Tre punti A, B e C allineati su una retta tratteggiata, con B tra A e C. A B C

Punti equidistanti. Se $P$ è equidistante da $A$ e $B$, cioè $d(P,A)=d(P,B)$, allora $P$ sta sull'asse del segmento $\overline{AB}$ (la perpendicolare per il punto medio). Per trovarlo, si uguagliano i quadrati delle due distanze: i termini in $x^2$ e $y^2$ si semplificano e resta un'equazione di primo grado. Lo stesso vale per un punto equidistante da tre punti (centro della circonferenza circoscritta al triangolo).

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Un fattorino in bicicletta parte dal negozio situato in $O(0,0)$, va in linea retta fino alla prima consegna in $A(6, 8)$ e poi cambia direzione per dirigersi alla…

Un fattorino in bicicletta parte dal negozio situato in $O(0,0)$, va in linea retta fino alla prima consegna in $A(6, 8)$ e poi cambia direzione per dirigersi alla seconda consegna in $B(15, -4)$. Se ogni unità del piano rappresenta $100$ metri, qual è la distanza totale percorsa in chilometri?

X Y O(0,0) A(6,8) B(15,-4)
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Trova le coordinate di un punto $P$ situato sulla bisettrice del primo quadrante (la retta $y = x$) che sia equidistante dai punti fissi $A(2, 0)$ e $B(0, 4)$.

Trova le coordinate di un punto $P$ situato sulla bisettrice del primo quadrante (la retta $y = x$) che sia equidistante dai punti fissi $A(2, 0)$ e $B(0, 4)$.

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Un sistema di irrigazione automatizzato è composto da un irrigatore circolare con centro in $C(x, y)$ che deve innaffiare in modo uguale tre alberi situati nelle…

Un sistema di irrigazione automatizzato è composto da un irrigatore circolare con centro in $C(x, y)$ che deve innaffiare in modo uguale tre alberi situati nelle coordinate $T_1(0, 0)$, $T_2(6, 0)$ e $T_3(0, 8)$. Determina le coordinate in cui deve essere collocato l'irrigatore $C$ e quale sarà il suo raggio d'azione esatto.

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Determina se i punti $A(-2, 1)$, $B(1, 3)$ e $C(7, 7)$ sono perfettamente allineati. Per farlo, calcola le distanze $d(A,B)$, $d(B,C)$ e $d(A,C)$, e verifica se vale…

Determina se i punti $A(-2, 1)$, $B(1, 3)$ e $C(7, 7)$ sono perfettamente allineati. Per farlo, calcola le distanze $d(A,B)$, $d(B,C)$ e $d(A,C)$, e verifica se vale l'uguaglianza $d(A,B) + d(B,C) = d(A,C)$.

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Per verificare se i punti $A(-1, -2)$, $B(1, 2)$ e $C(3, 6)$ sono allineati sulla stessa retta, si propongono due strategie matematiche diverse: Metodo 1 (Metrico):…

Per verificare se i punti $A(-1, -2)$, $B(1, 2)$ e $C(3, 6)$ sono allineati sulla stessa retta, si propongono due strategie matematiche diverse:

  • Metodo 1 (Metrico): Calcolare le tre distanze $d(A,B)$, $d(B,C)$ e $d(A,C)$ mediante il modulo degli spostamenti e verificare se la somma delle due minori è uguale alla maggiore.

  • Metodo 2 (Vettoriale): Calcolare le componenti dei vettori $\vec{AB}$ e $\vec{BC}$ e verificare se sono direttamente proporzionali.

  1. a) Applica il Metodo 1 semplificando al massimo i radicali per operare con valori esatti.
  2. b) Applica il Metodo 2.
  3. c) Confronta i due percorsi e argomenta quale dei due è preferibile dal punto di vista dell'economia di calcolo e della sicurezza nell'evitare errori di arrotondamento quando le distanze risultano essere numeri irrazionali.
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I punti $A(-1, 3)$, $B(4, 5)$ e $C(2, -2)$ sono tre vertici consecutivi di un parallelogramma $ABCD$. Trova le coordinate del quarto vertice $D$ e calcola la lunghezza…

I punti $A(-1, 3)$, $B(4, 5)$ e $C(2, -2)$ sono tre vertici consecutivi di un parallelogramma $ABCD$. Trova le coordinate del quarto vertice $D$ e calcola la lunghezza esatta di entrambe le diagonali del parallelogramma.

X Y A B C D(?)
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In un simulatore di volo spaziale 3D, una nave si muove dalla coordinata $P_1(2, -1, 4)$ alla stazione orbitale in $P_2(5, 3, 16)$. Calcola la distanza in linea retta…

In un simulatore di volo spaziale 3D, una nave si muove dalla coordinata $P_1(2, -1, 4)$ alla stazione orbitale in $P_2(5, 3, 16)$. Calcola la distanza in linea retta esatta percorsa dalla nave nello spazio.

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In sintesi

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