極座標

きょくざひょう

距離と角度による座標。

概要

距離（r）と角度（θ）によって表現される座標。

例えば「何時の方向の何メートル先」という位置の捉え方がこれに相当している。

対して、通常のxとyで表現される座標は直交座標またはデカルト座標と呼ばれる（x=r×cosθ、y=r×sinθのような関係になっている）。

極座標で表現できる体系を極座標系と言う。

通常のxとyで表されるような関数は、rとθで表そうとすると大抵複雑になってしまうが、原点を中心とした円の場合は、r=aという極めて単純な形となる。

他、r=θで渦巻きが出来たりなど、rとθによる表現では丸まったような図形が現れ易い。

このように、場合によってはこちらの方が簡潔に物事を捉える事ができ、原子核を中心とした電子の状態や、地球を中心としたロケットの挙動、アンテナの指向性など、科学の各分野でも応用されているらしい。

極座標用のグラフ用紙も存在しており、角度や位相差（周期的な関数同士のズレ）と何かしらの関係が得られている時に用いると、綺麗な図になったりする。

三次元においては通常、極座標は球座標を意味しており、もう1つの角度φを加えて表現される。

この時、θが経度に、φが緯度に相当している（緯度は赤道を0°とするが、球座標の場合は南極か北極が0°とされる事の方がやや一般的）。

これに対して、二次元の極座標には円座標という呼び名が存在。

同様に、n次元における極座標は、1つの距離とn-1個の角度で表現されるものとなる。

三次元の場合、円座標と直交座標を組み合わせた円柱座標というものもよく使われる。