极坐标和直角坐标转化问题

极坐标和直角坐标转化问题。悬赏分：10 -提问时间2007-1-28 23:24已知道 s=xcos(a)+ysin(a)y= ?你在问什么？式中S是什么,A是什么？而且是直角坐标化极坐标还是极坐标化直角坐标？ 反正如果是直角坐标化极坐标，就把x=p cose Y=p SIN0带入原函数关系式就 可以了，反过来极坐标化直角坐标，就把p V=XV+YV带入就可以了圆的直角坐标与极坐标方程如何转化和对应?急求!1急求的话，我就简要回答了：(x，y) (r，theta)x = r cos(theta)y = r sin (theta)r =根号【x2 + yA2theta = arctan( y/x )或者 arctan( y/x ) + n注意所在象限怎样用 matlab 把直角坐标转换成极坐标%x,y表示直角坐标，a,b表示极坐标function a,b=trans(x,y)a = sqrt(xA2+yA2);if x>0b = arsin(y/a);if b<0b = 360-d;endelseb = 180-arcsin(y/a);end在 平面内取一个定点O,叫极点，引一条射线Ox，叫做极轴，再选定一个长度 单位和角度的正方向(通常取逆时针方向)。对于平面内任何一点M,用p表示线段O M的长度，e表示从Ox到OM的角度，p叫做点M的极径，e叫做点M的极角，有 序数对(p,e)就叫点m的极坐标，这样建立的坐标系叫做极坐标系。第一个用极坐标来确定平面上点的位置的是 生顿。他的流数法与无穷级数， 大约于 1671 年写成，出版于 1736 年。此书包括解析几何的许多应用，例如按方程 描出曲线。书中创建之一，是引进新的坐标系。 17甚至 18世纪的人，一般只用一根 坐标轴(x轴)，其y值是沿着与x轴成直角或斜角的方向画出的。牛顿所引进的坐标 之一，是用一个固定点和通过此点的一条直线作标准，例如我们现在的极坐标系。牛 顿还引进了双极坐标，其中每点的位置决定于它到两个固定点的距离。由于牛顿的这 个工作直到1736年才为人们所发现，而 瑞士数学家J.贝努力利于1691年在教师 学报上发表了一篇基本上是关于极坐标的文章，所以通常认为 J .贝努利是极坐标的 发现者。J.贝努利的学生J.赫尔曼在1729年不仅正式宣布了极坐标的普遍可用，而 且自由地应用极坐标去研究曲线。他还给出了从 直角坐标到极坐标的变换公式。确切 地讲，J.赫尔曼把，cos ,sin当作变量来使用，而且用z, n和m来表示，cos和si n。欧拉扩充了极坐标的使用范围，而且明确地使用三角函数的记号；欧拉那个时候 的极坐标系实际上就是现代的极坐标系。有些几何轨迹问题如果用极坐标法处理，它的方程比用直角坐标法来得简单，描 图也较方便。1694年，J.贝努利利用极坐标引进了双纽线，这曲线在18世纪起了相 当大的作用。在极坐标中，x被pcose代替，y被psine代替。p=(xA2+y A2)A0.5 极坐标系是一个二维坐标系统。 该坐标系统中的点由一个夹角和一段相对中心点 极点(相当于我们较为熟知的直角坐标系中的原点)的距离来表示。极坐标系的 应用领域十分广泛，包括数学、物理、工程、航海以及 机器人领域。在两点间的关系 用夹角和距离很容易表示时，极坐标系便显得尤为有用；而在平面直角坐标系中，这 样的关系就只能使用三角函数来表示。对于很多类型的曲线，极坐标方程是最简单的 表达形式，甚至对于某些曲线来说，只有极坐标方程能够表示。编辑本段历史主条目：三角函数的历史 众所周知，希腊人最早使用了角度和弧度的概念。天文学家喜帕恰斯( Hipparch us 190-120 BC)制成了一张求各角所对弦的弦长函数的表格。并且，曾有人引用了 他的极坐标系来确定恒星位置。在螺线方面，阿基米德描述了他的著名的螺线，一个 半径随角度变化的方程。希腊人作出了贡献，尽管最终并没有建立整个坐标系统。关于是谁首次将极坐标系应用为一个正式的坐标系统，流传着有多种观点。关于 这一问题的较详尽历史，哈佛大学教授朱利安卢瓦尔科利奇的极坐标系起源12作了阐述。格雷瓜德圣-万桑特 和博纳文图拉卡瓦列里，被认为在几乎同时、并 独立地各自引入了极坐标系这一概念。 圣-万桑特在 1625 年的私人文稿中进行了论述 并发表于 1647年，而卡瓦列里在 1635进行了发表，而后又于 1653年进行了更正。 卡瓦列里首次利用极坐标系来解决一个关于 阿基米德螺线内的面积问题。布莱士 帕 斯卡随后使用极坐标系来计算抛物线的长度。在 1671 年写成， 1736 年出版的流数术和无穷级数 (en:Method of Fluxions) 一书中，艾萨克牛顿第一个将极坐标系应用于表示平面上的任何一点。牛顿在书中 验证了极坐标和其他九种坐标系的转换关系。在 1691 年出版的博学通报 (Acta eruditorum)一书中雅各布伯努利正式使用定点和从定点引出的一条射线，定点称为 极点，射线称为极轴。平面内任何一点的坐标都通过该点与定点的距离和与极轴的夹 角来表示。伯努利通过极坐标系对曲线的曲率半径进行了研究。实际上应用极坐标”en:Polar coordinate system这个术语的是由格雷古廖丰 塔纳开始的，并且被18世纪的意大利数学家所使用。该术语是由乔治皮科克在181 6 年翻译拉克鲁瓦克斯的微分学与积分学( Differential and Integral Calculus ) 345 一书时，被翻译为英语的。阿勒克西斯谢罗特和莱昂哈德欧拉被认为是将平面极坐标系扩展到三维空间的 数学家。在极坐标系中表示点点(3,60) 和 点(4,21 0)点(3,60) 和 点(4,21 0)正如所有的二维坐标系，极坐标系也有两个坐标轴：r(半径坐标)和0 (角坐标、极角或方位角，有时也表示为 Q或t)。r坐标表示与极点的距离，0坐标表示按逆时 针方向坐标距离 0射线(有时也称作极轴)的角度，极轴就是在平面直角坐标系中的 x 轴正方向。 6比如，极坐标中的 (3,60)表示了一个距离极点 3 个单位长度、和极轴夹角为 60 的点。 (-3,240) 和(3,60)表示了同一点，因为该点的半径为在夹角射线反向延长线 上距离极点 3 个单位长度的地方 (240 - 180 = 60)。极坐标系中一个重要的特性是，平面直角坐标中的任意一点，可以在极坐标系中 有无限种表达形式。通常来说，点(r, 0)可以任意表示为(r, 0 n*360)或(-r, 0 (2n + 1)180)，这里n是任意整数。7如果某一点的r坐标为0，那么无论0取何 值，该点的位置都落在了极点上。编辑 使用弧度单位极坐标系中的角度通常表示为角度或者弧度，使用公式2n rad = 360.具体使用哪一种方式，基本都是由使用场合而定。航海 (en:Navigation) 方面经常使用角度来 进行测量，而物理学的某些领域大量使用到了半径和圆周的比来作运算，所以物理方 面更倾向使用弧度。 8编辑 在极坐标系与平面直角坐标系(笛卡尔坐标系)间转换 极坐标系中的两个坐标 r 和 0 可以由下面的公式转换为 直角坐标系下的坐标 值x = r*cos(0),y = r*sin(0),由上述二公式，可得到从直角坐标系中 x 和 y 两坐标如何计算出极坐标下的坐 标r = sqrtxA2 + yA2 ,theta = arctan fracqquad x ne 0 ,9在x = 0的情况下：若y为正数0 = 90 (n/2 radians);若y为负，贝V 0 = 270 (3n/2 radians).编辑 极坐标方程用极坐标系描述的曲线方程称作极坐标方程，通常表示为r为自变量0的函数。极坐标方程经常会表现出不同的对称形式，如果r(-0) = r(0)，则曲线关于极点(0。/180。)对称，如果 r(n+0) = r(0)，则曲线关于极点(90/270)对称，如果r(0-a) = r(0)，则曲线相当于 从极点逆时针方向旋转a。9编辑 圆方程为 r(0) = 1 的圆。方程为 r(0) = 1 的圆。在极坐标系中，圆心在(rO, Q)半径为a的圆的方程为rA2 - 2 r r_0 cos(theta - varphi) + r_0A2 = aA2该方程可简化为不同的方法，以符合不同的特定情况，比如方程r(theta)=a ,表示一个以极点为中心半径为a的圆。10直线经过极点的射线由如下方程表示theta = varphi ,其中Q为射线的倾斜角度，若 m为直角坐标系的射线的斜率，则有 = arcta n m。任何不经过极点的直线都会与某条射线垂直。11这些在点(r0, )处的直线 与射线 0 = 垂直，其方程为r(theta) = sec(theta-varphi) ,.玫瑰线一条方程为 r(0) = 2 sin 40 的玫瑰线 .一条方程为 r(0) = 2 sin 40 的玫瑰线 .极坐标的玫瑰线(polar rose)是数学曲线中非常著名的曲线，看上去像花瓣，它 只能用极坐标方程来描述，方程如下：r(theta) = a cos ktheta , ORr(theta) = a sin ktheta ,如果 k 是整数，当 k 是奇数时那么曲线将会是 k 个花瓣，当 k 是偶数时曲线将是 2k个花瓣。如果k为非整数，将产生圆盘(disc)状图形，且花瓣数也为非整数。注意： 该方程不可能产生4的倍数加2 (如2，6，10)个花瓣。变量a代表玫瑰线花 瓣的长度。阿基米德螺线方程r(0) = 0 for 0 0 6n的一条阿基米德螺线.方程r(0) = 0 for 0 0 0,另一条e 0。两条螺线在极点处平滑地连接。把其中一 条翻转 90/270得到其镜像，就是另一条螺线。圆锥曲线圆锥曲线方程如下：r = lover (1 + e cos theta)其中 l 表示半径， e 表示离心率。 如果 e 1，则表示双曲线。其他曲线 由于坐标系统是基于圆环的，所以许多有关曲线的方程，极坐标要比直角坐标系 (笛卡尔形式)简单得多。比如双纽线，心脏线应用行星运动的开普勒定律开普勒第二定律 开普勒第二定律 另见：开普勒行星运动定律 极坐标提供了一个表达开普拉行星运行定律的自然数的方法。开普勒第一定律， 认为环绕一颗恒星运行的行星轨道形成了一个椭圆，这个椭圆的一个焦点在质心上。 上面所给出的二次曲线部分的等式可用于表达这个椭圆。 开普勒第二定律，即等域 定律，认为连接行星和它所环绕的恒星的线在等时间间隔所划出的区域是面积相等 的，即 dmathbfover dt 是常量。这些等式可由牛顿运动定律推得。在开普勒行星运 动定律中有相关运用极坐标的详细推导。关于极坐标和直角坐标的互化的一个简单的问题。悬赏分：15 -解决时间：2009-4-1 17:07A2 = xA2p+ yA2，tane=y/x (xMO) 是不是只适用于直角坐标化为极坐标，而不适用于极坐标化为直角坐标？ ？为什 么？ ？我一直就是想不通为什么，我觉得也可以适用于极坐标化为直角坐标啊。但 是好多题目在计算极坐标化为直角坐标时候都是用的x=pcose, y=ps ine这个公式，而没有 用 pA2 = xA2 + yA2，tane=y/x，为什么啊？高手帮帮忙啊。 本人万分感激。这两个公式不是一样的吗？x=pcose, y=psine,那么 乂人2 + 丫人2=卩人2y/x =ps in e/pcose=ta ne而使用情况：pA2 = xA2 + yA2，tane=y/x (xMO)适用于直角坐标化为极坐标，也适用于极坐标化为直角坐标 但是极坐标化直角坐标时，给定的是p，e的表达式。所以用 pA2 = xA2 + yA2，tane=y/x 更直观，而直角坐标化为极坐标，给定的是x, y的表达式。所以 用x=p cos0 , y=p sinB更直观，更好化！用极坐标与直角坐标来表示点和曲线时，二者有哪些明显的区别？（1）在平面直角坐标系内，点与有序实数对即坐标（x, y）是一一对应的，可是在极坐标系内，虽然一个有序实数对（P ,8 ）只能与一个点P对应，但一个点P却可以与无数多个有序实数对（p，8 ）对应。例如（p，2nn +0 ）与（一p，（2n+l）n+ e ）（n为整数）表示的是同一个点，所以点对有序实数对即坐标（p，0 ）不是一一对应的。（2）在直角坐标系内，一条曲线如果有方程，那么曲线和它的方程是一一对应的 （解集完全相同且互相可以推导的等价方程，只看作一个方程）。可是在极坐标系内，虽然是一个方程只能与一条曲线对应，但一条曲线却可以与多个方程对应。例如方程p=1, p 2=1, p 3=1等表示的是同一个圆，所以曲线和它的方程不是一一对应的。（3）在直角坐标系内，曲线上每一点的坐标一定适合它的方程，可是在极坐标系内，曲线上一点的所有坐标不一定都适合方程。例如给定曲线p =8，设点P的一对极坐标为4 4丿，那么点p适合方程p =e，从而是曲线上的一个点，但点P的另一个极坐标44丿就不适合方程p =8 了。所以在极坐标系内，确定某一个点P是否在某一曲线C 上,当且仅当点P的极坐标中是否有一对坐标（p , 8 ）适合曲线C的方程。（4）同一类型的方程在不同的极坐标系内表示的曲线可以有很大的不同。例如方 程 y=kx 和方程 p =a8 都是反映了两个变量之间有正比例关系，而前者在直角坐标系内表示直线，后者在极坐标系内表示螺线。指出这几点区别，是希望同学们不要把对直角坐标系内点和曲线的认识套用到极坐标系内，并且对于极坐标能注意扬长避短，只需按照教科书的要求，利用极坐标的优点认识一些常用曲线就行了。