Biangulární souřadnice

ikona
Tento článek potřebuje úpravy.
Můžete Wikipedii pomoci tím, že ho vylepšíte. Jak by měly články vypadat, popisují stránky Vzhled a styl, Encyklopedický styl a Odkazy.

Biangulární souřadnice jsou soustava souřadnic v rovině určená úsečkou, kde poloha bodu je určena dvěma úhly. Tento typ souřadnic jako první zkoumal Lazare Nicholas Marguerite Carnot, který své výsledky publikoval v roce 1803.[1]

Poloha bodu

V rovině je dána úsečka A B ¯ {\displaystyle {\overline {AB}}\,\!} . Pak poloha každého bodu C {\displaystyle C} v této rovině (s výjimkou bodů ležících na přímce A B ¯ {\displaystyle {\overline {AB}}\,\!} ) je jednoznačně dána úhly C A B {\displaystyle \angle CAB\,\!} a C B A {\displaystyle \angle CBA\,\!} .

Polohu bodů na přímce A B ¯ {\displaystyle {\overline {AB}}\,\!} nelze určit, jelikož úhly C A B {\displaystyle \angle CAB\,\!} a C B A {\displaystyle \angle CBA\,\!} pro různé body jsou stejné - nulové nebo přímé (180°).

Zaměření bodu v biangulárních souřadnicích

Máme bod, zvaný C {\displaystyle C} , v rovině a chceme jej vyjádřit v této soustavě.

Definice bodu c úhlovými souřadnicemi α a β v rovině.

Zvolme v rovině úsečku A B {\displaystyle AB} , jejíž délka je jednotková. Oba krajní body této úsečky spojme s bodem C {\displaystyle C} .

Najdeme úhly α {\displaystyle \alpha } a β {\displaystyle \beta } , odpovídajíci úhlům C A B {\displaystyle CAB} a C B A {\displaystyle CBA} v tomto pořadí.

Úsečka A B {\displaystyle AB} a úhly α {\displaystyle \alpha } a β {\displaystyle \beta } tak určují polohu bodu v nové soustavě souřadnic a úhly α {\displaystyle \alpha } a β {\displaystyle \beta } jsou těmito souřadnicemi.

Převod na souřadnice kartézské

x = c   t g β t g α + tg β {\displaystyle x={\frac {c\ \operatorname {tg\,} \beta }{\operatorname {tg\,} \alpha +\operatorname {tg} \beta }}}

y = c t g α t g β t g α + t g β {\displaystyle y={\frac {c\,\operatorname {tg\,} \alpha \,\operatorname {tg\,} \beta }{\operatorname {tg\,} \alpha +\operatorname {tg\,} \beta }}}

a pro zpětný převod souřadnic x-y na α - β použijeme rovnice:

α = arctg2 ( y x ) , {\displaystyle \alpha =\operatorname {arctg2} \left({\frac {y}{x}}\right),}

β = arctg2 ( y c x ) , {\displaystyle \beta =\operatorname {arctg2} \left({\frac {y}{c-x}}\right),}

kde arctg2 je zobecnění funkce arkus tangens často užívané při inverzích vztahů v rovině.

Rovnice kuželoseček v úhlových souřadnicích

ikona
Tato část článku není dostatečně ozdrojována, a může tedy obsahovat informace, které je třeba ověřit.
Jste-li s popisovaným předmětem seznámeni, pomozte doložit uvedená tvrzení doplněním referencí na věrohodné zdroje.

V úhlových souřadnicích se dá jednoduše vyjádřit rovnice jistých kuželoseček v rovině.

Rovnice elipsy: t g   β = 1 t g   α + 1 , 5 {\displaystyle \operatorname {tg\ } \beta ={\frac {1}{\operatorname {tg\ } \alpha }}+1,5}

Rovnice paraboly: t g   β = 1 t g   α + 2 {\displaystyle \operatorname {tg\ } \beta ={\frac {1}{\operatorname {tg\ } \alpha }}+2}

Rovnice hyperboly: t g   β = 1 t g   α + 3 {\displaystyle \operatorname {tg\ } \beta ={\frac {1}{\operatorname {tg\ } \alpha }}+3}

  • Elipsa, definovaná úhlovými souřadnicemi v rovině
    Elipsa, definovaná úhlovými souřadnicemi v rovině
  • Parabola, definovaná úhlovými souřadnicemi v rovině
    Parabola, definovaná úhlovými souřadnicemi v rovině
  • Hyperbola, definovaná úhlovými souřadnicemi v rovině
    Hyperbola, definovaná úhlovými souřadnicemi v rovině

Reference

  1. Michael Naylor and Brian Winkel: Biangular Coordinates Redux: Discovering a New Kind of Geometry[nedostupný zdroj] College Mathematics Journal 41:1 September 12, 2009, s. 31
soustavy souřadnic
typy soustav prostorová kartézská soustava souřadnic
rovinné soustavy (2D)
polární • bipolární • biangulární
prostorové soustavy (3D)
vícerozměrné soustavy (4D+)
hypersférická