Orthogonale Koordinatensysteme:Übersicht: Unterschied zwischen den Versionen

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Bei den Zylinderkoordinaten bleibt die z-Koordinate im Vergleich zu den kartesischen Koordinaten unverändert ('''hä?'''). In der x-y-Ebene werden allerdings die Koordinaten <math>\rho</math> und <math>\varphi</math> verwendet. <math>\rho</math> gibt den Abstand zur z-Achse an, während <math>\varphi</math> den Winkel zwischen der positiven x-Achse und dem Punkt P angibt. Dabei wird <math>\varphi</math> entgegen des Uhrzeigersinns gezählt.
 
Bei den Zylinderkoordinaten bleibt die z-Koordinate im Vergleich zu den kartesischen Koordinaten unverändert ('''hä?'''). In der x-y-Ebene werden allerdings die Koordinaten <math>\rho</math> und <math>\varphi</math> verwendet. <math>\rho</math> gibt den Abstand zur z-Achse an, während <math>\varphi</math> den Winkel zwischen der positiven x-Achse und dem Punkt P angibt. Dabei wird <math>\varphi</math> entgegen des Uhrzeigersinns gezählt.
 
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<math>P=P(\rho,\varphi,z)</math>
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:<math>P=P(\rho,\varphi,z)</math>
<math>0\leq \rho\leq\infty</math>  
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:<math>0\leq \rho\leq\infty</math>  
<math>0\leq \varphi\leq 2\pi</math>  
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Version vom 2. August 2012, 17:40 Uhr

To-do:

  • Einleitung etwas plausibler (es gibt doch genügend Beispiele)
  • Formulierungen überarbeiten (insbes. fett und diejenigen in der Tabelle)


Das kartesische Koordinatensystem

Bei dem kartesischen Koordinatensystem sind die Koordinatenachsen geradlinig und orthogonal angeordnet, so dass die Achsen ein Rechtssystem bilden, welches durch die Rechte Handregel 1 beschrieben werden kann. Der Schnittpunkt der Achsen wird Koordinatenursprung genannt. Die Einheitsvektoren sind parallel zu den Achsen angeordnet und zeigen immer in Richtung wachsender Koordinatenwerte, daher sind die Einheitsvektoren auch unabhängig von der Position des Punktes im Raum und zeigen immer dieselbe Richtung an.

P= P(x,y,z)
-\infty\leq x\leq\infty
-\infty\leq y\leq\infty
-\infty\leq z\leq\infty
Das Kartesische Koordinatensystem
Zylinderkoordinaten

Bei den Zylinderkoordinaten bleibt die z-Koordinate im Vergleich zu den kartesischen Koordinaten unverändert (hä?). In der x-y-Ebene werden allerdings die Koordinaten \rho und \varphi verwendet. \rho gibt den Abstand zur z-Achse an, während \varphi den Winkel zwischen der positiven x-Achse und dem Punkt P angibt. Dabei wird \varphi entgegen des Uhrzeigersinns gezählt.

P=P(\rho,\varphi,z)
0\leq \rho\leq\infty
0\leq \varphi\leq 2\pi
-\infty\leq z\leq\infty
Zylinderkoordinaten
Kugelkoordinaten

Bei dem Kugelkoordinatensystem bestimmt r den Abstand zum Ursprung. \varphi wird wie bei den Zylinderkoordinaten zwischen der positiven x-Achse und dem Punkt P angegeben und verläuft dabei entgegen des Uhrzeigersinns. Dabei entsprechen Punkte mit dem selben \varphi-Wert Punkten mit dem selben "Längengrad". Die dritte Koordinate ist der Winkel \vartheta, er wird zwischen der positiven z-Achse und dem Punkt P gemessen. Auch hier gilt, alle Punkte mit dem selben Winkel \vartheta liegen auf dem selben "Breitengrad".

P=P(r,\varphi,\vartheta)
0\leq r\leq\infty
0\leq \varphi\leq 2\pi
0\leq \vartheta\leq\pi
Kugelkoordinaten
Krummlinige orthogonale Koordinatensysteme
P=P(u_1,u_2,u_3)
Krummlinige Koordinaten

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