Des distances parfois étonnantes


Daniel Lignon

La distance euclidienne dans le plan, c’est celle que tout le monde connaît : elle exprime que le chemin le plus court entre deux points est obtenu en ligne droite. Mais il en existe beaucoup d’autres, souvent atypiques. Certaines sont même très étonnantes…

La distance usuelle, celle de la ligne droite comme plus court chemin entre deux points M1 et M2 du plan, est la distance euclidienne ; on la notera ici d (M1, M2). Mais bien d’autres distances peuvent être définies. Dans notre plan habituel muni d’un repère orthonormé, on va associer à chaque point ses coordonnées, fournies par un couple de réels (son abscisse et son ordonnée). À chaque distance considérée sont associées des « boules » : une boule de centre M0 et de rayon r est l’ensemble des points dont la distance à M0 est inférieure ou égale à r. Ce terme générique est employé dans tous les espaces métriques. En l’occurrence ici, les boules sont planes : par exemple, les boules associées à la distance euclidienne sont les disques.

 

À base d’horizontales et de verticales

Commençons par une distance liée à une norme, la 1-norme. Si M1(x1, y1) et M2(x2, y2) sont deux points du plan, la distance d1 entre ces deux points est définie par :
d1(M1, M2) = | x2x1| + | y2y1|.

On montre aisément que d1 vérifie les trois conditions requises pour être une distance.

Pour avoir le chemin le plus court d’un point à un autre avec d1, il faut suivre uniquement les ... Lire la suite