Weitere Transformationen.
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171. Rechtwinklige und Polarkoordinaten. Bei der Ein
führung des Polarsystems (154;) ist bereits auf ein bestimmtes, mit
ihm zusammenhängendes rechtwinkliges System hin
gewiesen worden; der Übergang von dem einen
zu dem andern kam im Laufe der Beispiele auch
wiederholt zur Anwendung. Jetzt soll der all
gemeine Fall erledigt werden, darin bestehend, daß
man von einem rechtwinkligen System zu einem
polaren übergeht, dessen Pol 0', Fig. 64, im alten
System die Koordinaten x 0 , y 0 hat, und dessen
Polarachse gegen die gerichtete ¿r-Achse des rechtwinkligen unter dem
Winkel a geneigt ist.
Diese Transformation kann aufgelöst werden in die vorangehende
und in den darauffolgenden Übergang zu Polarkoordinaten im Sinne
von 154; demnach lauten die Substitutionsgleichungen:
x = x 0 + r (cos a cos qp — sin a sin cp) = x 0 + r cos (a -f- cp)
y = y 0 -\- r (sin a cos cp -f cos a sin cp) = y 0 -f- r sin (a + cp):
und für die inverse Transformation:
(1)
= ]/(.
+ Ìy-yoY, cos +cp)
X — x 0
r
sin (a + cp)
= y — y o .
r ’
(2)
die beiden letzten Bleichungen bestimmen einen Winkel im Intervall
(0,2 7t) eindeutig, aus dem sich dann durch SubBaktion von a die
Amplitude cp ergibt.
Als Beispiel zu diesem Falle diene die Transformation der Ellipsen-
glcichung nach dem rechten Brennpunkt als Pol und der gerichteten
Abszissenachse als Polarachse. Die zugehörigen Transformations
gleichungen
x = c + r cos cp, y = r sin cp
verwandeln die Gleichung
№x 2 -f a 2 y 2 = a 2 h 2
in
r 2 (h 2 cos 2 cp + a 2 sin 2 cp) + 2 b 2 er cos cp = b i ,
deren positive Wurzel
sich weiter vereinfacht zu
— b 2 c cos cp -\- ab 2
a 2 — c 2 cos 2 (jp
a -f- c cosqp
bei cp = — erhält r den Wert
p, den man als Parameter der