Der Euklidische Abstand

 Mit Hilfe der Norm können wir den Abstand zweier Punkte einführen:

Definition (Abstand)

Wir setzen für alle v, w  ∈  n:

d(v, w)  =  ∥ v − w ∥

Die reelle Zahl d(v, w) heißt der Euklidische Abstand von v und w.

 Das „d“ steht hier für für „Distanz“ oder „distance“. Nach Definition gilt für alle n ≥ 1 und alle v, w  ∈  n:

d(v, 0)  =  ∥v∥,  d(v, w)  =  (v1w1)2++(vnwn)2

Weiter gilt:

Satz (Eigenschaften des Abstands)

Für alle v, w, u  ∈  n gilt:

(a)

d(v, w)  =  0  genau dann, wenn  v = w

(b)

d(v, w)  =  d(w, v)(Symmetrie)

(c)

d(v, u)  ≤  d(v, w)  +  d(w, u)(Dreiecksungleichung)

Beweis

Seien v, w, u  ∈  n beliebig.

zu (a):  Es gilt die folgende Äquivalenzenkette:

d(v, w) = 0 genau dann, wenn  ∥ v − w ∥ = 0
genau dann, wenn  v − w = 0  genau dann, wenn  v = w.

zu (b):  Es gilt

d(v, w)  =  ∥ v − w ∥  =  ∥ w − v ∥  =  d(w, v).

zu (c):  Nach der Dreiecksungleichung für die Norm gilt

d(v, u) =  ∥ v − u ∥  =  ∥ v + 0 − u ∥
=  ∥ v + (−w + w) − u ∥
=  ∥(v − w) + (w − u) ∥
≤  ∥ v − w ∥ + ∥ w − u ∥  =  d(v, w) + d(w, u).