数学中,有哪些坐标系呢?

在数学中,坐标系有以下种,一是平面直角坐标系,二则是平面极坐标系,三是柱坐标系,四是球坐标系.这些坐标系对应不同的知识点,同学们在学习的不同阶段会遇到这些.我们具体来看看这些坐标系的特征.

笛卡尔坐标系

平面直角坐标系和空间直角坐标系都叫笛卡尔坐标系,是由笛卡尔生病期间无意发现的,当他卧病在床看到天花板上的蜘蛛网,于是想到了这些网的结点能不能用"数"联系起来.于是他将墙角三条相交的线看作数轴,然而墙上的任何一个点都可由三个有序实数对应起来,同时任何三个有序数对又可以确定一个点.

这就是直角坐标系建立初期的雏形,就像瓦特看到蒸汽冲起开水壶改进了蒸汽机一样.直角坐标系的建立,解析几何得以发展,也直接为微积分的发现和发展提供了理论基础.一般初中高中阶段就会涉及到直角坐标系,我们学习的坐标、函数、圆锥曲线等,都与笛卡尔有关.

平面极坐标系

在平面上取一点o,称为极点,由点o出发引一条射线,称为极轴.平面上任一点P,到O的长度用e表示,称为极径,OP与X轴的夹角,称为极角,一般在0到180度之间.其坐标(e,a)则是此点的极坐标.这样的话平面内任一点都可以用极坐标来表示,也就是说平面内的点与坐标形成一一对应的关系.极坐标在解决一些复杂问题和表示特殊曲线方程时非常方便,上高中和大学时,同学们就会遇到.有名的心形线就是极坐标系下的曲线,学好数学才能看懂哦!

柱坐标系

与前面坐标类似的,也是坐标与位置形成一一对应关系,只不过还是有其特殊性,其坐标是建立在平面极坐标的基础之上的.柱面坐标系是一种数据,设M(x,y,z)为空间内一点,并设点M在xoy面上的投影P的极坐标为r,θ,则这样的三个数r, θ,z就叫点M的柱面坐标。其实它与空间直角坐标系还是有联系的,可以相互转化,在解决问题时,引入的两个参数可以方便很多.

球坐标系

球坐标系有点像将平面极坐标系变成空间三维极坐标系一样,它与空间直角坐标系相互联系,可以相互转化.假设P(x,y,z)为空间内一点,则点P也可用这样三个有次序的数(r,θ,φ)来确定,其中r为原点O与点P间的距离;θ为有向线段OP与z轴正向的夹角;φ为从正z轴来看自x轴按逆时针方向转到OM所转过的角,这里M为点P在xOy面上的投影;。这样的三个数r,θ,φ叫做点P的球面坐标,它在天文学、地理学和物理学中有广泛的作用.有兴趣的同学可以去学习一下.

(0)

相关推荐

  • 仿射坐标系,会用吗?

    坐标系,我们并不陌生,我们从初中开始就接触坐标系,利用坐标解析的方法解决数学问题,实际上,我们所熟悉的坐标系是笛卡尔直角坐标系,在平面中,我们通常是利用这一坐标系,用代数的方法研究几何学的问题.我们之 ...

  • 【极坐标】- 图解高等数学 20

    坐标系只是人们描述空间任意位置的一种方法, 除了笛卡尔坐标系, 最常见到的还有极坐标系, 有时候用极坐标来表示函数会更简洁, 甚至对某些曲线而言, 只有极坐标能够表示. 极坐标中的点 极坐标系也有两个 ...

  • 初中数学中常见错误,看看你有犯过吗?

    学习方法方面的问题 1.做几何题时候不会做辅助线 原因:对于几何模型认识不充分 解决方案:每一种基本的几何模型都有定义.性质和判定三方面,要将这三方面知识熟记于心.一般来说应用的过程是:判定是哪种模型 ...

  • 解决计算机数学中最著名的难题(P=NP)将彻底改变人类文明进程

    从历史的开端,人类就一直在是解决各种问题.从早期农业到太空探索,解决数学问题似乎是人类生存的一个关键因素.自上世纪70年代以来,一些曾经单调乏味的计算问题在一瞬间就可以解决,这主要是由于计算能力的指数 ...

  • 数学中的宇宙本质——超越无限,解析延拓及其在量子物理中的应用

    这是关于复函数的第二部分.在第一部分中,我们介绍了全纯函数和亚纯函数以及它们的性质.在这一部分中,我们将继续沿着这条路走下去,但是将重点放在另一个关于全纯函数的惊人事实上. 在陈述这些著名的结果之前, ...

  • 数学中的瑰宝——拓扑,抽象难懂但非常有用,将是未来科学的基础

    当我本科学习拓扑学的时候,我总是发现很难回答这个不可避免的问题: 拓扑学到底是什么? 网上有很多答案,但我从来没有真正满足于任何解释.如果你在网上搜索拓扑,那么你可能会遇到一个面包圈变成咖啡杯的动画. ...

  • 不可计算数——数学中的幽灵,揭示了一个深层次的数学哲学问题

    我们都知道,圆周率是无限不循环小数(3.14159265359--).通过测量多边形的边长,我们可以把圆周率近似到想要的精度.当多边形的边数趋于无穷,边的长度趋于零时,近似值就会更接近. 用五边形.六 ...

  • 初中数学中常见错误,一定要及时避开,看看你有犯过吗?

    GUIDE 导读 在学习数学过程中,错误的出现是不可避免的.因此,对错误进行系统地分析是非常重要的,可以通过错误来发现自己的不足,从而采取相应的补救措施. 下面王老师就初中学生数学解题中常见的错误做一 ...

  • 丘成桐:数学中的真与美

    原创 丘成桐 数理人文 2020-11-30 作者简介:丘成桐,北京雁栖湖应用数学研究院院长,哈佛大学教授,清华大学教授,美国科学院院士,中国科学院外籍院士:菲尔兹奖.克拉福德奖.沃尔夫奖.马塞尔·格 ...

  • 数学中高耸的金字塔——拉格朗日

    对于十八世纪的数学界而言,欧拉无疑是最伟大的人物,而除去欧拉之外,最响亮的名字无疑是拉格朗日.作为法国数学著名的"三L"之首(其余二人为拉普拉斯和勒让德),拉格朗日为法国数学走向辉 ...

  • “鸡兔同笼”这个问题,一直是小学数学中的...

    "鸡兔同笼"这个问题,一直是小学数学中的经典题型,在考试中也是逢考必出,如果做不出这类题型,那么在考试中就只能白白丢分了!