Koordinatsystem

Et koordinatsystem er et system for stedsangivelse av ett eller flere datapunkter i et tredimensjonalt rom med tre koordinatakser (x, y, z) med tallinjer som står vinkelrett på hverandre eller et todimensjonalt plan med to ortogonale koordinatakser (x, y). Skjæringspunktet mellom aksene kalles origo (0).  For et kartesisk koordinatsystem (navn etter filosofen og matematikeren René Descartes) i planet er det en horisontal x-akse og en vertikal y-akse, inndelt i fire kvadranter nummerert mot klokka. Et punkt i planet kan også definers I form av polarkoordinater (r, θ) hvor r er radialkoordinaten og den greske bokstaven theta (θ) er vinkelkoordinaten. Sfæriske koordinater (r, θ, φ) er tredimensjonale hvor r er radialavstanten fra datapunktet til origo. Rho (ρ) blir noenganger brukt istedet for r. Theta (θ) er polarkoordinaten eller poolarvinkelen  forhold til poolaraksen (z-aksen). Phi (φ) er azimutvinkel , vinkelen fra x-aksen til datapunktet (r, θ, φ)  projisert ned i xy-planet. Det blir anvendt litt forskjellige greske bokstaver for å angi vinkler. 

Sylinderkoordinater er en utvidelse av polarkoordinater til det tredimensjonale rom hvor sy-planet blir utvidet med en z-koordinat som angir høyden på sylinderen (r, θ,z).

René Descartes malt av den nederlandske maleren  Frans Hals (1583-1666)

René Descartes malt av den nederlandske maleren  Frans Hals (1583-1666). Fra Wikimedia Commens.

Fra polarkoordinater til kartesiske koordinater

Koordinatene (x,y)  hvor x-koordinaten og y-koordinaten kan angis i form av trigonometriske funksjoner cosinus (cos) og sinus (sin) og avstand r fra origo.

\(\displaystyle x = r \cos (\theta)\)

\(\displaystyle y = r \ sin (\theta)\)

En sirkel med radius r har formel:

\(\displaystyle r^2 = x^2 + y^2\)

Det vil si for r>0:

\(\displaystyle r= \sqrt{x^2 + y^2}\)

\(\displaystyle \tan \theta= \frac{y}{x}\)

Det vil si:

\(\displaystyle \theta =\arctan \frac{y}{x}\)

Koordinater

Hoordinater for punktet P på en enhetssirkel med radius r=1.

Funksjoner f uttryket som kartesiske koordianter:

\(\displaystyle y= f(x)\)

Spiral

x = (a+bθ)cos(θ) og y= (a+bθ)sin(θ) for a= 0.1 og b= 0.2, rotasjon 0-12π med kartesiske koordinater med innsatte polarkoordianter vist nedenfor.

Uurykt som polarkoordinater:

\(\displaystyle r= f(\theta)\)

En spiral uttrykt i polarkoordinater er

\(r= a + b\theta\)

Vi har som vist over:

\(\displaystyle x = r \cos \theta\)

\(\displaystyle y= r \sin \theta\)

Det vil si:

\(\displaystyle x= f(\theta) \cos \theta\)

\(\displaystyle u= f(\theta) \sin \theta\)

som er lik:

\(\displaystyle x =(a + b\theta) \cos \theta\)

\(\displaystyle y= (a + b\theta) \sin \theta\)

Tilbake til hovedside

Publisert 27. mars 2023 17:04 - Sist endret 27. feb. 2025 17:10