مسافة مينكوفسكي هي مقياس يستخدم لتحديد المسافة بين نقطتين في الفضاء المتجه المعياري. يكمن جمال مقياس المسافة هذا في تعميمه على مسافات أخرى مثل المسافة الإقليدية (التي تستخدم عادة في هندسة الفضاء) ومسافة مانهاتن (المستخدمة في التخطيطات الحضرية).
صيغة حاسبة المسافة مينكوفسكي
يتم إعطاء صيغة مسافة مينكوفسكي بإيجاز من خلال:

حيث:
- تمثل D(x, y) مسافة مينكوفسكي بين النقطتين x وy.
- Σ (سيجما) تشير إلى الجمع عبر جميع الأبعاد (i = 1 إلى n).
- x و y متجهان ذوا أبعاد n.
- xi وyi هما العنصران المقابلان في البعد التاسع للمتجهين x وy، على التوالي.
- p هي معلمة تحدد نوع مسافة مينكوفسكي:
- ع = 1: مسافة مانهاتن (مجموع الاختلافات المطلقة)
- ع = 2: المسافة الإقليدية (الجذر التربيعي مجموع الفروق التربيعية)
- القيم الأخرى لـ p (بين 1 واللانهاية) ممكنة أيضًا
جدول حالة الاستخدام العملي لمسافة مينكوفسكي
ص-القيمة | اسم المسافة | المعادلة | تطبيقات مشتركة |
---|---|---|---|
1 | مسافة مانهاتن | ( D(x, y) = \sum_{i=1}^n | x_i – y_i |
∞ | مسافة تشيبيشيف | ( د(س، ص) = \max_i( | x_i – y_i |
0.5 | ليس مقياسا مناسبا | ( D(x, y) = (\sum_{i=1}^n | x_i- y_i |
مثال على حاسبة مسافة مينكوفسكي
خذ بعين الاعتبار النقطتين X=(7,−4,3) وY=(17,6,2) في فضاء ثلاثي الأبعاد، ونرغب في إيجاد مسافات مانهاتن والإقليدية. باستخدام صيغة مسافة مينكوفسكي:
- بالنسبة لـ p=1 (مسافة مانهاتن):
د(س، ص) = |٧-١٧| + |-7-17| + |4-6| = 3 + 2 + 10 = 10
- بالنسبة لـ p=2 (المسافة الإقليدية):
D(X, Y) = الجذر التربيعي((7-17)² + (-4-6)² + (3-2)²) = الجذر التربيعي(100 + 100 + 1) = الجذر التربيعي(201) ≈ 14.177
الأسئلة الشائعة الأكثر شيوعًا
يُستخدم على نطاق واسع في التعلم الآلي لخوارزميات التجميع، حيث يمكن أن يؤثر اختيار قياس المسافة بشكل كبير على المجموعات المتكونة. كما أنه ضروري في بحوث العمليات وعند إجراء التحسينات اللوجستية.
في حين أن المسافة الإقليدية تقيس أقصر مسار (كما يطير الغراب) بين النقاط، فإن مسافة مانهاتن تقيس المسار بين النقاط التي يتم التنقل فيها على طول المحاور بزوايا قائمة. تقوم مسافة مينكوفسكي بتعميم هذه الأمور عن طريق إدخال المعلمة p، التي تضبط الحساب بناءً على أبعاد المسار وهندسته التي تم أخذها بعين الاعتبار.
من الناحية النظرية، يمكن أن تكون pp أي قيمة موجبة، ولكن عادةً ما تكون قيم pp 1 و2 و∞ مفيدة للغاية، وتتوافق مع مسافات مانهاتن والإقليدية وتشيبيشيف، على التوالي. قيم p أقل من 1 غير صالحة لأنها تنتهك عدم المساواة المثلث، خاصية أساسية لقياسات المسافة.