Vul de xyz-coördinaten van punt 1 en punt 2 in en bereken de afstand tussen de punten in de 3D-ruimte. Ook de toenames van x, y en z worden getoond.
Inhoudsopgave
-
Wat je op deze pagina kunt doen
-
Waarvoor is deze berekening handig?
-
Zo werkt het
-
Formules en figuren
-
Symbolen en begrippen
-
Handig om vooraf te weten
-
Berekenen met Excel
-
Berekenen met Google Spreadsheets
-
Berekenen met Python
-
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
-
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
-
Kenmerken van DataChef
-
Gerelateerde functies
-
Alle rekenmachines van NumberChef
Wat je op deze pagina kunt doen
- Vul de xyz-coördinaten van twee punten in de ruimte (3D) in en je ziet meteen de afstand \(d\) tussen die punten
- Naast de afstand bereken je ook de toename van x \(\Delta x\), de toename van y \(\Delta y\) en de toename van z \(\Delta z\)
- Het resultaat staat ook in een 3D-figuur die je met de muis kunt draaien, zodat je kunt zien dat de afstand de lengte is van het lijnstuk tussen de twee punten (de ruimtediagonaal van een balk)
- Op deze pagina vind je ook een uitleg van de formules in gewone taal en formules om te kopiëren voor Excel, Google Spreadsheets en Python
Waarvoor is deze berekening handig?
In een 3D-game worden de posities van personages, kogels en voorwerpen bijgehouden als (x; y; z)-coördinaten, en het spel bepaalt “het is een treffer als de afstand kleiner is dan een bepaalde waarde” of “een vijand merkt je op als je binnen een bepaalde afstand komt”. Staat je personage bijvoorbeeld op (1; 1; 1) en een vijand op (2; 3; 3), dan is de afstand \(\sqrt{1^2 + 2^2 + 2^2} = 3\). Deze berekening elk beeldje herhalen is hoe afstandscontroles in 3D-games werken.
Het is gewoon de afstandsformule uit 2D-games met één term voor \(z\) erbij.
De positie van een drone is aan te geven met drie getallen: hoe ver hij horizontaal weg is (x en y) en zijn hoogte (z). Bevindt een drone zich 60 m naar het oosten en 80 m naar het noorden van de piloot, op een hoogte van 50 m, dan is de rechte afstand tot de drone \(\sqrt{60^2 + 80^2 + 50^2} = \sqrt{12500} \approx 111{,}8\) m.
Met deze afstand in de ruimte bepaal je bijvoorbeeld het bereik van het radiosignaal en hoe ver weg je de drone nog kunt zien.
In 3D-CAD worden posities, zoals de middelpunten van gaten en de hoekpunten van een onderdeel, aangegeven met coördinaten in de ruimte. De afstand tussen twee punten die schuin in de ruimte uit elkaar liggen, en die vaak niet op de tekening staat, vind je uit de verschillen in coördinaten met de formule op deze pagina. Liggen twee punten bijvoorbeeld 30 mm in de breedte, 40 mm in de diepte en 120 mm in de hoogte uit elkaar, dan is hun afstand \(\sqrt{30^2 + 40^2 + 120^2} = 130\) mm.
Het is een alledaagse berekening bij het maken van dingen, bijvoorbeeld om de lengte van een schoor te schatten of de kortste route voor buizen en kabels.
In de scheikunde wordt de positie van elk atoom in een molecuul vastgelegd als coördinaten in de ruimte (ook databanken van eiwitten gebruiken dit formaat). Ken je de coördinaten van twee atomen, dan vind je de afstand ertussen (een bindingslengte, of hoe dicht twee atomen bij elkaar zitten) met precies de formule op deze pagina.
Het is een basisberekening achter de ontwikkeling van geneesmiddelen en materialen, bijvoorbeeld om te controleren of een kandidaat-geneesmiddel goed in zijn doelwit past.
Formules en figuren
Symbolen en begrippen
Symbolen
| \(d\) | dee | De afstand tussen de twee punten in de ruimte. |
| \((x_1; y_1; z_1)\), \((x_2; y_2; z_2)\) | iks een, ypsilon een, zet een | De coördinaten van de twee punten in de ruimte. \(x\) en \(y\) geven de plaats in het horizontale vlak aan en \(z\) de hoogte. Het kleine getal rechtsonder (de index) maakt onderscheid tussen het eerste en het tweede punt. |
| \(\Delta x\), \(\Delta y\), \(\Delta z\) | delta iks, delta ypsilon, delta zet | De toename (het verschil van de coördinaten). \(\Delta\) (delta) is een Griekse letter die “verandering” of “verschil” aangeeft: \(\Delta x = x_2 - x_1\), \(\Delta y = y_2 - y_1\) en \(\Delta z = z_2 - z_1\). |
| \(\ell\) | el | Het symbool dat in deze uitleg is gebruikt voor de lengte van de diagonaal van de vloer van de balk. \(\ell^2 = \Delta x^2 + \Delta y^2\); het is de tussenstap als je de stelling van Pythagoras twee keer gebruikt. |
| \(\sqrt{\phantom{a}}\) | wortel (wortelteken) | Het teken voor de vierkantswortel (het getal dat je met zichzelf vermenigvuldigt om dit getal te krijgen). \(\sqrt{9} = 3\) (want 3² = 9). Ook in de 3D-afstandsformule neem je de wortel maar één keer, aan het eind. |
Begrippen
| ruimtelijk assenstelsel | De ruimte met een z-as voor de hoogte erbij naast de x-as en de y-as, waarin de plaats van een punt wordt gegeven door drie getallen (x; y; z). Het zijn de coördinaten van het vlak (2D) met één coördinaat voor de hoogte erbij. |
| coördinaten | Getallen die de plaats van een punt aangeven. In de ruimte zijn het er drie, zoals bij het punt (2; 3; 3): 2 in de richting van x, 3 in de richting van y en 3 in de richting van z (hoogte). |
| lijnstuk | Een rechte lijn die twee punten verbindt, met die punten als uiteinden. De afstand tussen twee punten is de lengte van dit lijnstuk. |
| stelling van Pythagoras | De stelling dat in een rechthoekige driehoek de som van de kwadraten van de twee rechthoekszijden gelijk is aan het kwadraat van de schuine zijde. De 3D-afstandsformule gebruikt deze stelling twee keer achter elkaar. Je leert hem in de onderbouw van het voortgezet onderwijs (klas 2, 13-14 jaar). |
| ruimtediagonaal | De lijn die twee overstaande hoekpunten van een balk verbindt en door het binnenste loopt. Voor een balk met lengte a, breedte b en hoogte c is de ruimtediagonaal \(\sqrt{a^2 + b^2 + c^2}\) lang. De afstand tussen twee punten in de ruimte is dezelfde berekening. |
| euclidische afstand | De officiële naam voor de rechte afstand tussen twee punten die deze pagina berekent. Niet alleen in 3D, maar ook in data-analyse en AI wordt deze naam vaak gebruikt voor de basismanier om te meten hoe dicht punten bij elkaar liggen. |
| dimensie | Het aantal getallen dat je nodig hebt om een plaats aan te geven. Een lijn is 1-dimensionaal (de getallenlijn), een vlak is 2-dimensionaal (x, y) en de ruimte is 3-dimensionaal (x, y, z). Bij elke extra dimensie komt er maar één term onder het wortelteken bij; de vorm van de afstandsformule blijft hetzelfde. |
Handig om vooraf te weten
Dit helpt je de berekening op deze pagina echt te begrijpen en niet alleen op de knop te drukken.
Kom je er niet uit, dan is het het snelst om deze onderwerpen eerst te herhalen.
| Het assenstelsel (groep 8 en klas 1, 11-13 jaar) |
|
| Rekenen met positieve en negatieve getallen (klas 1-2, 12-14 jaar) |
|
| Wortels (klas 2-3, 13-15 jaar) |
|
| De stelling van Pythagoras (klas 2, 13-14 jaar) |
|
| Ruimtefiguren en 3D-coördinaten (onderbouw en bovenbouw) |
|
Berekenen met Excel
| x-coördinaat van punt 1, x₁ | 1 |
| y-coördinaat van punt 1, y₁ | 1 |
| z-coördinaat van punt 1, z₁ | 1 |
| x-coördinaat van punt 2, x₂ | 2 |
| y-coördinaat van punt 2, y₂ | 3 |
| z-coördinaat van punt 2, z₂ | 3 |
| Afstand tussen de punten d | =WORTEL((B4-B1)^2+(B5-B2)^2+(B6-B3)^2) |
| x-coördinaat van punt 1, x₁ | 0 |
| y-coördinaat van punt 1, y₁ | 0 |
| z-coördinaat van punt 1, z₁ | 0 |
| x-coördinaat van punt 2, x₂ | 3 |
| y-coördinaat van punt 2, y₂ | 4 |
| z-coördinaat van punt 2, z₂ | 12 |
| Toename van x Δx | =B4-B1 |
| Toename van y Δy | =B5-B2 |
| Toename van z Δz | =B6-B3 |
| Diagonaal van de vloer ℓ=√(Δx²+Δy²) | =WORTEL(B7^2+B8^2) |
| Afstand tussen de punten d=√(ℓ²+Δz²) | =WORTEL(B10^2+B9^2) |
“WORTEL(…)” is de vierkantswortel en “^2” is in het kwadraat.
De eerste tabel geeft de afstand 3. De tweede tabel begint bij Δx = 3, Δy = 4 en Δz = 12, vindt eerst de diagonaal van de vloer ℓ = 5 en dan de afstand d = 13, zodat je ook de tussenwaarden ziet als de stelling van Pythagoras twee keer wordt gebruikt.
Berekenen met Google Spreadsheets
| x-coördinaat van punt 1, x₁ | 1 |
| y-coördinaat van punt 1, y₁ | 1 |
| z-coördinaat van punt 1, z₁ | 1 |
| x-coördinaat van punt 2, x₂ | 2 |
| y-coördinaat van punt 2, y₂ | 3 |
| z-coördinaat van punt 2, z₂ | 3 |
| Afstand tussen de punten d | =WORTEL((B4-B1)^2+(B5-B2)^2+(B6-B3)^2) |
| x-coördinaat van punt 1, x₁ | 0 |
| y-coördinaat van punt 1, y₁ | 0 |
| z-coördinaat van punt 1, z₁ | 0 |
| x-coördinaat van punt 2, x₂ | 3 |
| y-coördinaat van punt 2, y₂ | 4 |
| z-coördinaat van punt 2, z₂ | 12 |
| Toename van x Δx | =B4-B1 |
| Toename van y Δy | =B5-B2 |
| Toename van z Δz | =B6-B3 |
| Diagonaal van de vloer ℓ=√(Δx²+Δy²) | =WORTEL(B7^2+B8^2) |
| Afstand tussen de punten d=√(ℓ²+Δz²) | =WORTEL(B10^2+B9^2) |
Berekenen met Python
import math
x1, y1, z1 = 1.0, 1.0, 1.0 # coördinaten van punt 1
x2, y2, z2 = 2.0, 3.0, 3.0 # coördinaten van punt 2
delta_x = x2 - x1 # toename van x
delta_y = y2 - y1 # toename van y
delta_z = z2 - z1 # toename van z
distance = math.sqrt(delta_x**2 + delta_y**2 + delta_z**2) # afstand tussen de punten
print(f"Toename van x Δx: {delta_x}")
print(f"Toename van y Δy: {delta_y}")
print(f"Toename van z Δz: {delta_z}")
print(f"Afstand tussen de punten d: {distance}")
# Dezelfde berekening kan in één regel met math.dist (Python 3.8 of nieuwer)
print(f"Controle met math.dist: {math.dist((x1, y1, z1), (x2, y2, z2))}")
De formule in LaTeX en andere wiskundenotaties (om te kopiëren)
d = √((x₂ − x₁)² + (y₂ − y₁)² + (z₂ − z₁)²)
d = \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>d</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mrow><mo>(</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow><mo>(</mo><msub><mi>y</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>y</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mrow><mo>(</mo><msub><mi>z</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><msub><mi>z</mi><mn>1</mn></msub><mo>)</mo></mrow>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
</math>
d = sqrt((x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2)
Sqrt[(x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2 + (z2 - z1)^2]
d := sqrt((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2 + (z2 - z1)^2);
d = sqrt((x2 - x1)^2 + (y2 - y1)^2 + (z2 - z1)^2);
d = √((x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2)
Δx² + Δy² + Δz² = d²
\Delta x^2 + \Delta y^2 + \Delta z^2 = d^2
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mrow><mi mathvariant="normal">Δ</mi><mi>x</mi></mrow><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mrow><mi mathvariant="normal">Δ</mi><mi>y</mi></mrow><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mrow><mi mathvariant="normal">Δ</mi><mi>z</mi></mrow><mn>2</mn></msup>
<mo>=</mo>
<msup><mi>d</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
(Delta x)^2 + (Delta y)^2 + (Delta z)^2 = d^2
dx^2 + dy^2 + dz^2 == d^2
dx^2 + dy^2 + dz^2 = d^2;
dx^2 + dy^2 + dz^2 == d^2
Δx^2 + Δy^2 + Δz^2 = d^2
Zo laat je ChatGPT de berekening doen
Je bent een rekenassistent voor wiskunde. Voer de volgende berekening uit door echt Python-code uit te voeren en baseer je antwoord alleen op de getallen uit de uitvoer (antwoord niet uit het hoofd en niet op basis van een schatting). Bepaal voor de twee punten (1; 1; 1) en (2; 3; 3) in de 3D-ruimte (ruimtelijk assenstelsel) het volgende: 1. De afstand d tussen de twee punten (gebruik de 3D-afstandsformule d = √((x2−x1)² + (y2−y1)² + (z2−z1)²)) 2. De toename van x Δx, de toename van y Δy en de toename van z Δz Laat de gebruikte formules en de getallen uit de uitvoer zien.
Zo werkt het
-
1Vul je getallen inTyp de getallen waarmee je wilt rekenen in de invoervelden
-
2BerekenKlik op de knop “Berekenen”
-
3Bekijk het resultaatHet resultaat verschijnt meteen. Op dezelfde pagina vind je ook de uitwerking van de berekening en de uitleg van de formule
Kenmerken van DataChef
Geen voorkennis nodig – intuïtieve en eenvoudige bediening
Zonder persoonlijke gegevens op te geven
Bestand wordt automatisch verwijderd zodra je op "Downloaden" klikt
Geen bronvermelding vereist
Geen toestemming vooraf nodig