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Distance euclidienne

1650
  • René Descartes
Espace de travail de géométrie analytique avec calculs de distance euclidienne et contexte historique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le Pythagorean theorem provides the basis for the distance formula in Cartesian coordinates. The distance [latex]d[/latex] between two points [latex](x_1, y_1)[/latex] and [latex](x_2, y_2)[/latex] in a plane is given by [latex]d = \sqrt{(x_2 – x_1)^2 + (y_2 – y_1)^2}[/latex]. This formula is a direct application of the theorem to a right triangle whose legs are the differences in the x and y coordinates.

The Euclidean distance formula is a direct and powerful application of the Pythagorean theorem within the framework of a Coordonnées cartésiennes Ce système fournit une méthode simple pour calculer la distance en ligne droite entre deux points quelconques d'un plan (ou d'un espace de dimension supérieure). Pour deux points, P1 à [latex](x_1, y_1)[/latex] et P2 à [latex](x_2, y_2)[/latex], la formule est [latex]d = sqrt{(x_2 – x_1)^2 + (y_2 – y_1)^2}[/latex].

La démonstration de cette formule est visuellement intuitive. Les deux points peuvent être considérés comme les sommets d'un triangle rectangle. La longueur du côté horizontal de ce triangle correspond à la différence absolue des abscisses (x₂ - x₁). La longueur du côté vertical correspond à la différence absolue des ordonnées (y₂ - y₁). La distance en ligne droite entre P₁ et P₂ est l'hypoténuse de ce triangle. En appliquant le théorème de Pythagore (c² = a² + b²), on obtient d² = (x₂ - x₁)² + (y₂ - y₁)². En prenant la racine carrée des deux membres, on obtient la formule de la distance. L'opération de mise au carré élimine avantageusement le besoin de signes de valeur absolue.

Ce concept, né de la fusion de la géométrie grecque antique et de la géométrie analytique du XVIIe siècle développée par René Descartes et Pierre de Fermat, est fondamental dans presque tous les domaines scientifiques et techniques. Il permet de traduire les problèmes géométriques en problèmes algébriques et de les résoudre systématiquement. La formule se généralise également sans difficulté à trois dimensions ou plus. Pour deux points dans l'espace 3D, [latex](x_1, y_1, z_1)[/latex] et [latex](x_2, y_2, z_2)[/latex], la distance est [latex]d = sqrt{(x_2 – x_1)^2 + (y_2 – y_1)^2 + (z_2 – z_1)^2}[/latex]. Cette forme généralisée, connue sous le nom de norme euclidienne ou norme L2, est une pierre angulaire de l'algèbre linéaire, de l'informatique (en particulier dans l'apprentissage automatique pour les algorithmes des « k plus proches voisins » et de clustering), et de la physique.

UNESCO Nomenclature: 1204
- Géométrie

Taper

Système abstrait

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • le théorème de Pythagore
  • Développement du système de coordonnées cartésiennes par René Descartes
  • le concept de représentation des points géométriques par des coordonnées algébriques

Applications

  • informatique (par exemple, l'algorithme des k plus proches voisins en apprentissage automatique)
  • geographic information systems (SIG)
  • robotique et navigation autonome
  • analyse et regroupement des données
  • Développement de jeux vidéo (calcul des distances entre les objets)

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • Un algorithme d'apprentissage automatique pour la détection d'anomalies qui identifie les valeurs aberrantes dans un ensemble de données en trouvant les points situés à une distance euclidienne significative du centroïde du cluster principal
  • a logistics optimization software for drone delivery that calculates the most efficient 3d flight paths between warehouses and destinations, minimizing total euclidean distance traveled
  • a recommendation engine for streaming services that suggests new content by finding users whose viewing history is ‘closest’ to yours in a high-dimensional feature space
  • a genomic analysis tool that clusters different species by calculating the ‘genetic distance’ between their dna sequences represented as points in a multi-dimensional space
  • un système intelligent de gestion du trafic urbain qui redirige les véhicules en fonction de la distance euclidienne en temps réel jusqu'aux points de congestion, et non pas seulement de la distance routière.
  • un moteur de recherche de composés chimiques qui trouve des molécules aux propriétés similaires en recherchant les plus proches voisins dans une base de données où les molécules sont représentées par leurs vecteurs de caractéristiques structurelles
  • Un modèle de prévision des feux de forêt qui évalue le risque en calculant la distance entre une source d'inflammation potentielle et le groupe de combustible sec le plus proche.
  • un réalité augmentée interior design app that allows users to check if furniture will fit by calculating the 3d diagonal distance (hypotenuse) required to move it through a doorway
  • un système de reconnaissance faciale qui identifie les individus en comparant la distance euclidienne entre les vecteurs des principales caractéristiques faciales d'une nouvelle image et d'une base de données
  • un outil de sécurité réseau qui détecte les intrusions en identifiant les paquets de données qui constituent des valeurs aberrantes statistiques en fonction de leur éloignement des modèles de trafic normaux dans un espace de caractéristiques
Related to: distance formula, euclidean distance, cartesian coordinates, analytic geometry, pythagorean theorem, coordinate system, machine learning, gis, mathematics, geometry.

Contexte historique

Distance euclidienne

-400
-550
1635
1650
1736
1750
1763-12-23
-350
-500
150
1640
1650
1747
1758
1777

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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