勾股定理與坐標距離

從零開始,在一切之前你需要的基礎數學

看一個有一個方角的三角形:一個 90° 的角。這個角叫直角,含有一個直角的三角形叫直角三角形。兩條較短的邊正是在這個方角處相遇。第三條邊,橫跨在直角的對面,叫做斜邊,它永遠是三條邊中最長的一條。

想像一張斯諾克臺球桌和它四角的球袋。要把主球從一個球袋送到對角的球袋,你可以先沿著球桌的長邊打一次庫,再沿著短邊打一次庫,走過球桌的兩條邊。或者你也可以直接沿對角線把球打過去,那是最短的路線。這條對角線就是斜邊,球桌的長和寬就是它的兩條直角邊,不管球桌是什麼尺寸都一樣。試著拖動下面圖中的任意一個藍點,觀察無論兩點落在哪裡,a² 和 b² 相加後總是等於 c²。

把兩條直角邊命名為 a 和 b,把斜邊叫做 c。用每條邊的長度在它上面搭一個正方形。把兩條直角邊上較小的兩個正方形的面積加起來,你會得到恰好等於斜邊上大正方形的面積。這只對直角三角形成立:如果拿一個沒有方角的三角形來試,兩個面積就不會相等。

在機器學習中的應用最近鄰方法通過測量兩個樣本之間的距離來判斷它們有多相似,聚類則是把特徵空間中彼此靠近的點歸到一組。兩者依賴的正是這個平方和的思想。 同樣的幾何在 L2 範數、兩個嵌入之間的距離,以及梯度向量的長度中都會出現。資料集中每多一個特徵,就只是在最後開方之前,往和裡再加一項平變異數。
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