§ 7. Polarkoordinaten.
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§ 7. Polarkoordinaten.
In Bezug auf ein rechtwinkliges Achsenkreuz sei ein
Punkt P durch seine Koordinaten OM = «, ON — y gegeben;
(In der Figur sind absichtlich zwei Punkte mit denselben Be
zeichnungen gewählt, damit man erkenne, daß die folgenden
Erörterungen von der speziellen
Lage des Punktes ganz unabhängig
sind. Der Leser möge also der Be
trachtung den einen oder den ande
ren der beiden Punkte zu Grunde
legen.) In dem rechtwinkligen Drei
ecke OMP sind die beiden Katheten
OM = «, MP=y\ die Hypotenuse,
also die Entfernung des Punktes P
vom Anfangspunkte, werde mit r
und der Winkel, den r mit der positiven «-Achse einschließt,
mit u bezeichnet. Dabei wollen wir genauer unter u den
Winkel verstehen, um den sich die positive «-Achse im
positiven Sinne drehen muß, um mit dem Halbstrahle OP
zusammenzufallen. Unter dem positiven Sinne verstehen
wir dabei ein für allemal den der Bewegung des Uhrzeigers
entgegengesetzten Drehungssinn, also den, in dem sich die
positive «-Achse um den Anfangspunkt 0 drehen muß, um,
den ersten Quadranten durchstreichend, nach der positiven
y-Achse zu gelangen.
Aus dem rechtwinkligen Dreiecke OMP folgt jetzt:
(1) « = r cos u, y = r sin u,
und diese Gleichungen gelten, in welchem der vier Quadranten
auch P angenommen werde, wenn man nur berücksichtigt,
daß cos u und sin u in den vier verschiedenen Quadranten die
selben Yorzeichenkombinationen darbieten wie « und y. Die
Entfernung r wird dabei stets als positiv angesehen.
Aus den Gleichungen (1) ergibt sich durch Auflösen:
(2) r =}/« 2 + y 2 , cos m=®, sintt = |, tgu = |,
wie auch unmittelbar die Figur zeigt.