極座標表示

学習内容
  1. 極座標を理解し直交座標との変換を行なう。
  2. 閉曲線のグラフを描く。

 閉曲線のグラフ表示には直交座標より極座標を使う方が便利である。極座標とは点Pの原点からの距離をr,基線とOPのなす角θで表す。rとθの関係はr=f(θ)と与えられる。直交座標へ変換するには
  x=r・cosθ  y=r・sinθ
θを0°から360°まで変化させ,r=f(θ)によってr を次いで x と y を求めて(x,y)をプロットすればグラフが描かれる。その逆に直交座標から極座標へ変換するには
  r=√(x+y)  tanθ=y/x である。
xとyは媒介変数tを通じて次のように結び付けられているとき
  x=f(t)
  y=g(t)
tの変化に伴い,xとyを上式で計算して(x,y)をプロットすればグラフが描かれる。

例題1 次の曲線を描け。
r=1 (円)
r=1+cosθ (カーディオイド)表作成

例題2 媒介変数θで表される曲線アステロイドを描け。
   x=cos3θ    y=sin3θ

問題1 次の曲線を描け。
1) r=2cos4θ
2) r=2(cos2θ+1)
3) r=0.6θ(アルキメデスの渦)
4) x=θ−sin θ   y=1−cosθ (サイクロイド)
5) x=cosnθ   y=sinnθ  (n=3 は例題2)
6) r=a/(1+e・cosθ)
( 0≦e<1 の時楕円, e=1 の時放物線, e>1の時双曲線)

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