坐标系为空间中的每个点指定数值标签,从而可以用代数方法求解几何问题。
常见的二维坐标系:
- 直角坐标:(x,y)。距离:(x2−x1)2+(y2−y1)2。
- 极坐标:(r,θ)。转换:x=rcosθ、y=rsinθ。
三维推广:
- 直角坐标:(x,y,z)。
- 柱坐标:(r,θ,z)。
- 球坐标:(ρ,θ,ϕ)。
坐标系的选择会影响问题的难度。圆在直角坐标中较难处理(x2+y2=r2),但在极坐标中极为简单(r= 常数)。具有圆对称/球对称的物理问题 → 极坐标/球坐标。
它是解析几何、计算机图形学以及地理坐标(经纬度)的基础。