PRINCIPIA · DEFINITION

距离 · 长度

两点之间的距离,是用直尺公理把连结它们的线段量出的那个非负实数;两点重合时为 0,否则为正,记作 |AB|。

依赖尺子公理。属「派生定义」——把「两点间有多远」还原为直尺公理给出的一个实数。

定义

AABB 是平面上两点。尺子公理(直尺公理)为每条直线配了一把「坐标尺」,让直线上每个点对应一个实数——它的坐标。

两点 A、B 与连结它们的线段,其长度即距离 |AB|。

AABB 落在同一条直线上时,它们坐标之差的绝对值不随选哪把尺而变;这个数就叫 AABB 的距离,记作 AB|AB|(也写作 ABAB),也就是线段 ABAB长度

这是把「远近」这件靠肉眼比划的事,钉死成一个可加、可比较的实数。差一丝一毫,都由这个数说了算——这正是整套几何能「算」而不只是「看」的起点。

备注

  • 非负、对称、重合才为零。 AB0|AB|\ge 0AB=0|AB|=0 当且仅当 A=BA=BAB=BA|AB|=|BA|。这三条是距离作为「度量」的最低要求,全部由 尺子公理 直接给出,不必另证。
  • 说的是点到点。 本定义只管两个点之间。「点到直线的距离」「两平行线间的距离」是更晚的派生概念——它们得先有「垂线段最短」之类的定理,把「最近」这件事确定下来,才谈得上。
  • 三角不等式不是白送的。 ACAB+BC|AC|\le|AB|+|BC|(等号当且仅当 BB 在线段 ACAC 上)看着显然,其实要由定理来保证。定义只负责「一段有多长」,不负责「绕路更远」。