極座標 ↔ 直角座標換算
兩個喺 2D 平面上嘅常見座標系:直角座標 (x, y) 同極座標 (r, θ)。本工具支援兩個方向即時互換 — 輸入 (x, y) 自動算 r = √(x² + y²)、θ = atan2(y, x);輸入 (r, θ) 反算 x = r·cos θ、y = r·sin θ。可隨時切換度/弧度,並同步顯示 [0, 2π) 內嘅等效角同所在象限。
Please enter valid numbers (x, y or r, θ).
Cartesian (x, y)
3, 4
x = r·cos(θ), y = r·sin(θ)
Polar (r, θ)
r = 5, θ = 53.13°
r = √(x² + y²), θ = atan2(y, x)
Formula
直角 → 極:r = √(x² + y²),θ = atan2(y, x) 極 → 直角:x = r·cos θ,y = r·sin θ
- · 使用標準數學慣例:x 軸向右為 0°(或 0 rad),逆時針方向為正角度;單位圓內 90° = π/2 rad 指向 +y 軸。
- · θ 採用 atan2 慣例,輸出範圍為 (-180°, 180°](或 (-π, π] 弧度);本工具同時顯示 [0°, 360°)(或 [0, 2π))嘅等效角,方便對應導航/圖學常用區間。
- · 原點 (0, 0) 嘅角度未定義(atan2(0, 0) = 0),本工具會將其顯示為 0 並標示為「原點」。
- · 負半徑(r < 0)會將點反射至相反方向 — 與 r > 0、θ + 180° 等價;本工具直接套用 r·cos θ、r·sin θ 公式,不會自動修正。
- · 常見錯誤:用 atan(y/x) 代替 atan2(y, x)。前者會將第 2、3 象限分別映射至第 4、1 象限,造成 180° 誤差;本工具一律用 atan2 避免此問題。
- · 弧度同度數換算:1 rad = 180/π ≈ 57.2958°;1° = π/180 ≈ 0.01745 rad。
Frequently asked
直角座標同極座標分別點用?
直角座標 (x, y) 適合「水平/垂直方向獨立變化」嘅情況 — 例如機械人對位、CSS top / left 定位、CAD 工程圖紙、線性方程組。極座標 (r, θ) 適合「以原點為中心嘅旋轉問題」 — 例如雷達掃描、行星軌道(克卜勒第二定律)、極坐標圖(玫瑰曲線、心形線)、機械臂關節角度、遊戲中嘅子彈/雷射方向。同一個物理問題用對嘅座標系,公式往往會由幾行變成一行。
點解我用計數機 atan(y/x) 同呢個工具嘅角度差 180°?
因為 atan 只接受一個參數(比值 y/x),所以失去咗 x 同 y 嘅符號資訊,永遠回傳 (-90°, 90°] 之間嘅角。例如 (-3, -4):y/x = 4/3,atan(4/3) ≈ 53.13° — 但點明明喺第三象限,正確角應該係 -126.87° 或 233.13°。本工具用 atan2(y, x),會同時睇兩個參數嘅符號決定象限:第一象限返回 0–90°、第二 90–180°、第三 -90 至 -180°、第四 -90 至 0°,完整覆蓋整個圓周。
弧度同度數應該揀邊個?
日常/工程/導航 — 用度數,直觀(360° = 一圈、90° = 直角)。數學分析、物理公式(圓周運動 ω = 2π·f、簡諧運動 sin(ωt)、Kepler 軌道計算)、程式語言中嘅 Math.sin/cos — 用弧度,公式無需再乘 π/180。本工具有切換掣,輸入單位改變時會自動換算現有嘅角度值,避免你重新輸入。
電腦圖學 y 軸向下,係咪要特別處理?
本工具採用標準數學慣例(+y 向上、逆時針為正)。多數 2D 圖學系統(HTML canvas、CSS、SVG、SDL、Direct2D)係 +y 向下,視覺上角度好似順時針增加。若想將數學角度轉成屏幕角度,將 θ 取負(或將 y 取負)即可。3D 引擎(OpenGL、Unity 視 right-handed)一般保留 +y 向上,與本工具一致。本工具唔自動「翻轉 y 軸」,你需要根據自己嘅引擎決定。
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