gtemata.com

Cum se pot desena coordonate polare pe un grafic

Sistemul axial cartezian este destul de familiar și simplu de învățat, dar nu se dovedește întotdeauna convenabil în toate ocaziile. Cum te-ai comporta dacă vrei să desenezi un grafic de spițe sau o mișcare de apă într-un canal de scurgere? În acest caz, un sistem circular se dă mai bine situației - de fapt, deja utilizați un concept elementar de coordonate polare în viața de zi cu zi. De exemplu, dacă doriți să găsiți originea sunetului unei sirene, aveți nevoie de două informații: distanța și direcția de proveniență. Un sistem de coordonate polare desemnează punctele în același mod cu descrierea distanței r

{ displaystyle r} de la un punct fix și unghiul θ{ displaystyle theta} de la o rază definită.

paşi

Partea 1

Urmăriți coordonatele polar
Imaginea intitulată Coordonate Polar Plot Pasul 1
1
Pregătiți un plan polar. Probabil că ați identificat deja puncte cu Carteziene coordonate folosind notația (x,y){ displaystyle (x, y)} pentru a le defini în cadrul unei scheme de rețea. Polar coordonatele utilizează un grafic diferit bazat pe circumferințe:
  • Centrul graficului (numit "sursă" într-un sistem cartezian) este pol și îl puteți identifica cu litera O.
  • Pornind de la pol, trageți o linie orizontală dreaptă spre dreapta. Aceasta esteaxa polare și o puteți descompune în unități, la fel cum ați face și cu axa x a unui grafic cartezian normal.
  • Dacă aveți o foaie specifică de hârtie pentru a raporta coordonatele polare, este posibil să existe deja mai multe circumferințe de diferite dimensiuni, toate centrate pe pol - dacă utilizați în schimb o foaie normală de hârtie albă, nu trebuie să le urmăriți.
  • Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 2
    2
    Înțelegeți conceptul de coordonate polare. Pe un sistem de referință polar, fiecare punct este definit de o pereche de coordonate exprimate în formă (r,θ){ displaystyle (r, theta)}:
  • Prima variabilă, r{ displaystyle r}, indică raza sau coordonatul radial - înseamnă că punctul definit se află pe circumferința razei r{ displaystyle r} centrat pe pol (origine).
  • A doua variabilă, θ{ displaystyle theta}, reprezintă unghiul sau coordonatul unghiular - înseamnă că punctul este pe linia care traversează polul și formează un unghi egal cu θ{ displaystyle theta} cu axa polare.
  • Imaginea intitulată Coordonate Polar Plot Pasul 3
    3
    Examinați cercul unității. Când se analizează coordonatele polare, unghiul este de obicei exprimat în radiani în loc de grade. În acest sistem, o rotație completă (360 ° sau unghiul de cotitură) corespunde unei amplitudini de 2π{ displaystyle pi} radiani. Această valoare a fost aleasă deoarece circumferința unui cerc cu o rază egală cu 1 unitate măsoară 2π{ displaystyle pi} unitatea - prin familiarizarea cu aceste concepte poti lucra mai usor cu coordonatele polare.
  • Dacă manualul exprimă unghiuri în grade, nu vă faceți griji pentru moment - puteți raporta coordonatele polare folosind valori în grade pentru θ{ displaystyle theta}.
  • Partea 2

    Desenați un punct
    Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 4
    1
    Desenați un cerc cu o rază de r{ displaystyle r}. Fiecare punct care aparține circumferinței P{ displaystyle P} posedă coordonate polare exprimate în formă (r,θ){ displaystyle (r, theta)}. Apoi începeți să trageți cercul de rază r{ displaystyle r} și centrat pe pol.
    • Polul este punctul central al graficului, același lucru în care ați plasa originea unui avion cartezian.
    • De exemplu, pentru a desena punctul (5,π2){ displaystyle (5, { frac { pi} {2}}}}, îndreptați busola în pol, împrăștiați polul cu mina a cinci unități de-a lungul axei polare și rotiți instrumentul pentru a urmări cercul.
  • Imaginea intitulată Coordonate Polar Plot Pasul 5
    2
    Măsurați unghiul θ{ displaystyle theta} de la axa polare. Plasați goniometrul în centrul său cu polul de măsurare și apoi cu lățimea colțului θ{ displaystyle theta} pornind de la axă. Dacă unghiul este exprimat în radiani și instrumentul este calibrat numai în grade, puteți converti unitățile de măsură sau se referă la circumferința unității pentru ajutor.
  • În ceea ce privește punctul (5,π2){ displaystyle (5, { frac { pi} {2}}}}, datorită circumferinței unității, puteți înțelege acest lucru π2{ displaystyle { frac { pi} {2}}} corespunde la 1/4 dintr-un rând, adică la un unghi de 90 ° față de axa polară.
  • Măsurați întotdeauna unghiurile pozitive deplasând în sens invers acelor de ceasornic pe axa polară - unghiurile negative sunt măsurate în sensul acelor de ceasornic.
  • Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 6
    3
    Desenați o linie pe baza semnului r{ displaystyle r}. Următorul pas este să desenați o linie care delimitează unghiul măsurat - înainte de a continua, totuși, trebuie să știți în ce direcție să-l trageți. Uită-te la coordonatele polare (r,θ){ displaystyle (r, theta)} să înțeleagă:
  • dacă r{ displaystyle r} este pozitiv, trage o linie "înainte" de la pol la colțul pe care tocmai l-ați prezentat.
  • dacă r{ displaystyle r} este negativ, trageți o linie "înapoi" începând de la semnul colțului de pe circumferință până la pol și continuând spre partea opusă.
  • Nu vă confundați cu coordonate carteziene, conceptul de rază pozitivă sau negativă nu corespunde axelor "x" și "y" negativ sau pozitiv.
  • Imaginea intitulată Coordonate Polar Plot Pasul 7
    4
    Găsiți punctul în care se intersectează linia dreaptă și circumferința. Acesta este punctul cu coordonate polare (r,θ){ displaystyle (r, theta)}.
  • Punctul (5,π2){ displaystyle (5, { frac { pi} {2}}}} se află pe o circumferință cu raza 5 centrat în pol, la 1/4 de rotație în sens contrar acelor de ceasornic pornind de la axa polară, coordonatele cartesiene echivalente sunt (0-5).
  • Partea 3

    Exemple

    Primul exemplu

    Desenați punctul P corespunzător coordonatelor (4,-π3){ displaystyle (4, { frac {- pi} {3}}}} pe un plan polare.

    Imaginea cu denumirea Plot Coordinates Polar Pasul 8
    1
    Desenați un cerc de rază r=4{ displaystyle r = 4}. Stabiliți că polul este centrul său.
  • Imaginea cu denumirea Plot Coordinates Polar Pasul 9
    2
    Măsurați un unghi egal cu -π3{ displaystyle { frac {- pi} {3}}} radiani. Măsurarea începe de la axa polare (echivalentă cu cea a abscisei) - deoarece unghiul -π3{ displaystyle { frac {- pi} {3}}} este negativ, trebuie să urmați direcția acelor de ceasornic.


  • Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 10
    3
    Desenați o linie care delimitează acest unghi împreună cu axa polare. Începând să-l urmărească de la pol-datum că raza este pozitivă, punctul de intersecție dintre linie și circumferință este (4,-π3){ displaystyle (4, { frac {- pi} {3}}}}.
  • Al doilea exemplu

    Desenați punctul Q corespunzător (-2,3π2){ displaystyle (-2, { frac {3 pi} {2}}}} pe un plan polare.

    Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 11
    1
    Construiți circumferința razei r=2{ displaystyle r = 2}. Utilizați pole-ul ca centru al acestuia - deși raza este un număr negativ, în acest stadiu semnul nu contează.
  • Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 12
    2
    Măsurați unghiul de 3π2{ displaystyle { frac {3 pi} {2}}} radiani. Deoarece aceasta este o valoare pozitivă, trebuie să urmați direcția invers acelor de ceasornic pornind de la axa polare.
  • Imaginea intitulată Coordonate Polar Plot Pasul 13
    3
    Desenați linia opusă colțului. Raza este un număr negativ, -2{ displaystyle -2}, trebuie să trageți linia începând de la stâlp, dar într-o direcție diametral opusă în raport cu unghiul pe care tocmai l-ați măsurat. Punctul de intersecție dintre circumferință și linie corespunde coordonatelor polare (-2,3π2){ displaystyle (-2, { frac {3 pi} {2}}}}.
  • Partea 4

    Convertiți coordonatele carteziene la Polars
    Imaginea intitulată Coordonate polar Plot Pasul 14
    1
    Luați în considerare punctul P(2,1){ displaystyle P (2,1)} pe un avion cartezian. Desenați un segment egal cu 2 unități de-a lungul axei abscise (x) începând de la origine. Din această referință trageți un al doilea segment egal cu 1 unitate și paralel cu direcția pozitivă a axei de ordonare (y) - ați localizat apoi punctul (2, 1) și îl puteți marca cu litera P.
  • Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 15
    2
    Găsiți distanța dintre origine SAU{ displaystyle O} și P{ displaystyle P}. Desenați un segment care unește cele două puncte și care corespunde razei r{ displaystyle r} de coordonate polare. Acest segment este, de asemenea, hypotenuse a unui triunghi în unghi drept, astfel încât puteți calculați lungimea exploatând teoremele de geometrie. De exemplu:
  • Catetele triunghiului au lungimi de 2 și 1 unitate.
  • Puteți găsi hypotenuse folosind teorema lui Pythagorean: 22+12=4+1=52,236{ displaystyle { sqrt {2 ^ {2} + 1 ^ {2}}} = { sqrt {4 + 1}} =.
  • Formula generală de găsit r{ displaystyle r} de la coordonatele carteziene este: r=x2+y2{ displaystyle r = { sqrt {x ^ {2} + y ^ {2}}}}, unde x{ displaystyle x} este coordonatele abscise și y{ displaystyle y} cea a ordinelor.
  • Imaginea cu numele Plot Coordinates Polar Pasul 16
    3
    Găsiți unghiul dintre SAUP{ displaystyle OP} și segmentul pozitiv al axei x. Profitați de trigonometrie pentru a găsi această valoare:
  • bronza(θ)=sauppsausTsauladlacșinTși=12{ displaystyle tan ( theta) = { frac {opus} {adiacente}} = { frac {1} {2}}}
    bronza-1(12)=θ=26,56{ Displaystyle tan ^ {- 1} ({ frac {1} {2}}) = theta = 26,56 ^ {}} Circ
  • Formula generală de găsit θ{ displaystyle theta} este θ=bronza-1(yx){ displaystyle theta = tan ^ {- 1} ({ frac {y} {x}}), unde y{ displaystyle y} este coordonata carteziană a ordinelor e x{ displaystyle x} este cea a absciselor.
  • Imaginea cu denumirea Plot Coordinates Polar Pasul 17
    4
    Scrieți coordonatele polare. În acest moment ați găsit valorile r{ displaystyle r} și θ{ displaystyle theta}. Coordonatele carteziene (2, 1) corespund aproximativ coordonatelor polare (2.24-26.6º) sau celor precise (5,bronza-1(12)){ Displaystyle ({ sqrt {5}}, tan ^ {- 1} ({ frac {1} {2}}))}.
  • Sfaturi

    • Memorați cercul unității, știți cum să convertiți radiani în grade e invers ele sunt abilități foarte utile atunci când trebuie să desenați un grafic cu coordonate polare.
    • Spre deosebire de ceea ce se întâmplă într-un sistem de referință cartezian, un punct are coordonate polare infinite. De exemplu, punctul definit cu (1, 2π) coincide cu cel care are coordonatele (-1, π) - mai mult, este același punct al lui (1, 4π), (1, 6π) așa mai departe. Fiecare pereche de coordonate definește de câte ori trebuie să completați un unghi, dar în final vă aflați întotdeauna în aceeași poziție.

    Lucruri de care ai nevoie

    • Foaie de hârtie
    • creion
    • busolă
    • mușchi extensor
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit