Orthogonale Koordinatensysteme:Übersicht: Unterschied zwischen den Versionen

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Bei dem kartesischen Koordinatensystem wird ein Punkt im Raum durch die drei Koordinaten <math>x</math>, <math>y</math> und <math>z</math> beschrieben. Die Koordinatenachsen sind geradlinig und orthogonal zueinander angeordnet, so dass diese ein [[Rechtssystem]] bilden. Der Schnittpunkt der Achsen wird Koordinatenursprung genannt. Die Einheitsvektoren zeigen immer in die Richtung der jeweils zugehörigen Achse und in Richtung wachsender Koordinatenwerte.
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Bei dem kartesischen Koordinatensystem wird ein Punkt im Raum durch die drei Koordinaten <math>x</math>, <math>y</math> und <math>z</math> beschrieben. Die Koordinatenachsen sind geradlinig und orthogonal zueinander angeordnet, so dass diese ein [[Rechtssystem]] bilden. Der Schnittpunkt der Achsen wird Koordinatenursprung genannt. Die Einheitsvektoren zeigen dabei immer in die Richtung der jeweils zugehörigen Achse und in Richtung wachsender Koordinatenwerte.
 
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<math>P=P(x,y,z)</math><br>
 
<math>P=P(x,y,z)</math><br>

Version vom 3. August 2012, 14:11 Uhr

To-do:

  • Einleitung hinzufügen
  • Formulierungen überarbeiten (insbes. fett und diejenigen in der Tabelle)
  • Hinweis, dass rho in ZK auch oft mit r bezeichnet wird


Kartesische Koordinaten

Bei dem kartesischen Koordinatensystem wird ein Punkt im Raum durch die drei Koordinaten x, y und z beschrieben. Die Koordinatenachsen sind geradlinig und orthogonal zueinander angeordnet, so dass diese ein Rechtssystem bilden. Der Schnittpunkt der Achsen wird Koordinatenursprung genannt. Die Einheitsvektoren zeigen dabei immer in die Richtung der jeweils zugehörigen Achse und in Richtung wachsender Koordinatenwerte.

P=P(x,y,z)
-\infty\leq x\leq\infty
-\infty\leq y\leq\infty
-\infty\leq z\leq\infty

Kartesische Koordinaten
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