geometry

座標(座標系)

座標系為空間中的點賦予數值。二維中以直角座標 (x, y) 最常見;具圓對稱時則使用極座標 (r, θ)。

座標系為空間中的每個點指定數值標籤,使得可以用代數方法求解幾何問題。

常見的二維座標系:

  • 直角座標:(x,y)(x, y)。距離:(x2−x1)2+(y2−y1)2\sqrt{(x_2-x_1)^2 + (y_2-y_1)^2}。
  • 極座標:(r,θ)(r, \theta)。轉換:x=rcos⁡θx = r\cos\theta、y=rsin⁡θy = r\sin\theta。

三維推廣:

  • 直角座標:(x,y,z)(x, y, z)。
  • 圓柱座標:(r,θ,z)(r, \theta, z)。
  • 球座標:(ρ,θ,ϕ)(\rho, \theta, \phi)。

座標系的選擇會影響問題的難度。圓在直角座標中較難處理(x2+y2=r2x^2 + y^2 = r^2),但在極座標中極為簡單(r=r = 常數)。具圓對稱/球對稱的物理問題 → 極座標/球座標。

它是解析幾何、電腦圖學以及地理座標(經緯度)的基礎。

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