圓柱坐標系

三維坐標系統之一

圓柱坐標系是一種三維坐標系統。它是二維極坐標系往 z-軸的延伸。添加的第三個坐標 專門用來表示 P 點離 xy-平面的高低。按照國際標準化組織建立的約定 (ISO 31-11) ,徑向距離、方位角、高度,分別標記為ρ,φ,z。

術語簡介


如圖右,M 點的圓柱坐標是 。
圓柱坐標系
圓柱坐標系
ρ是 P 點與 軸的垂直距離(相當於二維極坐標中的半徑r),φ是線 OP 在面的投影線與正軸之間的夾角(相當於二維極坐標中的θ),z與直角坐標的z等值,即P點距平面的距離。
簡單的說,有這個對應關係。

拉普拉斯運算元


圓柱坐標系下的拉普拉斯運算元表示法:

坐標系變化


1:柱坐標系與直角坐標系的轉換關係:
2:同樣的,直角坐標系與柱坐標系的轉換關係: