Svmmarivm
Haec lectio altervm modvm pvncta plani nominandi exponit: per eorvm distantiam a pvncto fixo, polo, et per angvlvm qvem cvm semirecta fixa, axe polari, efficivnt. Conventionem adhibet qvae radios negativos admittit, omnes repraesentationes vnivs eivsdemqve pvncti describit, formvlas transitvs inter coordinatas polares et Cartesianas dedvcit, cvm correctione arcvs tangentis secvndvm qvadrantem, et distantiam inter dvo pvncta ope theorematis cosinvvm obtinet. Deinde aeqvationes polares rectarvm et circvmferentiarvm, criteria symmetriae et delineationem per tabvlas valorvm cardioidis, rosarvm, spirae Archimedeae et cochleae tractat, et in aeqvatione polari sectionvm conicarvm qvarvm focvs in polo est finit, ex qva genvs earvm, vertices et latvs rectvm legvntvr.
Proposita discendi
- Pvncta in coordinatis polaribvs repraesentare, omnes repraesentationes vnivs eivsdemqve pvncti agnoscere et a coordinatis polaribvs ad Cartesianas transire et vicissim.
- Distantias in coordinatis polaribvs compvtare et aeqvationes rectarvm et circvmferentiarvm ex vno systemate in altervm transferre, polo nec amisso nec addito.
- Criteria symmetriae et tabvlas valorvm ad delineationem cvrvarvm polarivm adhibere: cardioidvm, rosarvm, spirarvm et cochlearvm.
- Aeqvationem polarem sectionvm conicarvm qvarvm focvs in polo est dedvcere et in ea earvm eccentricitatem, vertices et latvs rectvm legere.
Coordinatae polares
Coordinatae Cartesianae, in lectione cvrsvs I de aeqvatione rectae et systematibvs Cartesianis tractatae, pvnctvm per eivs distantias cvm signo a dvabvs rectis perpendicvlaribvs nominant. Atqvi mvltae cvrvae natvralivs describvntvr per distantiam a pvncto fixo et per directionem qva ex eo conspicivntvr: circvmferentia circa svvm centrvm, spira qvae aeqvabili modo se aperit, avt orbita planetae circa Solem. Ad eas apta est ratio coordinatarvm polarivm, qvae constat pvncto fixo , polo, et semirecta fixa ex eo orta, axe polari. Vt dvo systemata simvl consistant, polvs in origine ponitvr et axis polaris in semiaxe positivo abscissarvm.
Sint et dvo nvmeri reales. Pvnctvm coordinatarvm polarivm est pvnctvm plani coordinatarvm Cartesianarvm
Si , est pvnctvm qvod distantia a polo abest in latere terminali angvli in positione normali, in lectione de angvlis eorvmqve mensvra tractati: est pvnctvm circvmferentiae vnitariae, in lectione de rationibvs trigonometricis definitvm, coordinatis eivs per mvltiplicatis. Nvmervs radivs vocatvr, et angvlvs , in radianis mensvs, angvlvs polaris.
Definitio etiam et admittit, et in hoc consistit conventio hvivs lectionis. Cvm polvs obtinetvr, qvicvmqve est . Cvm obtinetvr pvnctvm qvod distantia a polo abest in directione contraria directioni : per symmetrias et lectionis de rationibvs trigonometricis, paria et idem pvnctvm dant.
Mvlti libri postvlant; radios negativos admittere dvo commoda habet qvibvs haec lectio vtetvr: recta per polvm dvcta cvm directione tota aeqvatione describitvr, et cvrvae vt rosae continvo percvrrvntvr. Pretivm est qvod vnvm idemqve pvnctvm plvres repraesentationes admittit. Ex qvo seqvitvr regvla qvam iam nvnc statvere expedit: pvnctvm ad cvrvam aeqvationis polaris pertinet si aliqva eivs repraesentatio aeqvationi satisfacit, etiamsi aliae non satisfacivnt.
Sit repraesentatio pvncti a polo diversi. Par etiam repraesentat si et solvm si et pro aliqvo nvmero integro , avt et pro aliqvo nvmero integro . Polvs est pvnctvm qvod paribvs repraesentatvr, qvolibet .
Adhibentvr identitas Pythagorica et characterizatio angvlorvm coterminalivm ex lectione de angvlis eorvmqve mensvra: dvo angvli idem pvnctvm circvmferentiae vnitariae dant exacte cvm mvltiplo integro nvmeri differvnt.
Demonstratio
Distantia pvncti a polo non pendet ex repraesentatione electa: per identitatem Pythagoricam, aeqvat . Ergo dvae repraesentationes eivsdem pvncti habent , et polvs est vnicvm pvnctvm cvm .
Si , coordinatas vtrivsqve pvncti per dividimvs: pvncta et circvmferentiae vnitariae congrvvnt, qvod exacte fit cvm angvli coterminales svnt.
Si , par idem pvnctvm dat ac , et per gradvm svperiorem coterminalis est cvm . Cvm omnes nvmeros impares percvrrat dvm nvmeros integros percvrrit, hoc est qvod lemma affirmat.
Sic pvnctvm coordinatarvm polarivm etiam repraesentationes et admittit, qvae vna conversione plvs avt vna minvs facivnt, et vel , qvae in directionem contrariam spectant et retro cedvnt.
A coordinatis Cartesianis ad polares
Formvlae et transitvm a coordinatis polaribvs ad Cartesianas dant. Transitvs contrarivs postvlat vt repraesentatio inter omnes possibiles eligatvr; qvae vvlgo svmitvr ea est qvae habet et in intervallo . Ad angvlvm inveniendvm adhibetvr fvnctio arcvs tangentis ex lectione de fvnctionibvs trigonometricis inversis, qvae valores in capit ideoqve solos angvlos qvadrantvm primi et qvarti videt: in ceteris dvobvs corrigenda est addendo vel svbtrahendo .
Omne pvnctvm a polo diversvm vnicam repraesentationem polarem habet cvm et . Radivs eivs est , et angvlvs eivs polaris qvinqve casibvs formvlae infra scriptae datvr.
Notio est problema ad circvmferentiam vnitariam redvcere, vbi declivitas rectae per polvm dvctae dvo pvncta opposita determinat, et signvm abscissae inter ea decernit.
Demonstratio
Per lemma svpra positvm, , et cvm radivs est radix qvadrata. Divisione per facta, angvlvs qvaesitvs est angvlvs pvncti circvmferentiae vnitariae, qvod exstat per proprietatem operimenti axiomatis percvrsvs, in lectione de angvlis eorvmqve mensvra admissi, et qvod in vnicvm est, qvia dvo angvli hvivs intervalli, cvivs longitvdo est , coterminales esse non possvnt.
Si , pvnctvm est vel secvndvm signvm nvmeri , et per valores insignes sinvs et cosinvs angvlvs est vel .
Si , tangens angvli est declivitas rectae qvae polvm cvm pvncto ivngit. Angvlvs hanc tangentem habet et in iacet, vbi cosinvs positivvs est.
In circvmferentia vnitaria exacte dvo pvncta svnt cvm declivitate a polo: si vnvm eorvm est, et . Opposita svnt, ita vt altervm abscissam positivam habeat, altervm negativam; per symmetriam angvli , svnt pvncta angvlorvm et .
Si , pvnctvm abscissam positivam habet et . Si , est pvnctvm angvli . Cvm insvper , declivitas negativa vel nvlla est, et iam in iacet; cvm , declivitas positiva est et vna conversio svbtrahenda est, .
Exempli gratia, pvnctvm in secvndo qvadrante iacet: radivs eivs est , et qvia , angvlvs eivs polaris est . Machina calcvlatoria qvae arcvm tangentis nvmeri dat, signis nvmerorvm et separatim non consideratis, redderet , qvi est angvlvs pvncti oppositi .
Argvmentvm oneratvr…