直交座標 $(-3, 3)$ で表される点の極座標 $(r, \theta)$ を求めます。ただし、偏角 $\theta$ の範囲は $0 \le \theta < 2\pi$ とします。

幾何学極座標直交座標座標変換三角関数
2025/7/7

1. 問題の内容

直交座標 (3,3)(-3, 3) で表される点の極座標 (r,θ)(r, \theta) を求めます。ただし、偏角 θ\theta の範囲は 0θ<2π0 \le \theta < 2\pi とします。

2. 解き方の手順

直交座標 (x,y)(x, y) から極座標 (r,θ)(r, \theta) への変換は以下の式で行います。
r=x2+y2r = \sqrt{x^2 + y^2}
θ=arctan(yx)\theta = \arctan(\frac{y}{x})
まず、rr を計算します。
x=3x = -3y=3y = 3 なので、
r=(3)2+(3)2=9+9=18=32r = \sqrt{(-3)^2 + (3)^2} = \sqrt{9 + 9} = \sqrt{18} = 3\sqrt{2}
次に、θ\theta を計算します。
θ=arctan(33)=arctan(1)\theta = \arctan(\frac{3}{-3}) = \arctan(-1)
arctan(1)\arctan(-1) の値は π4-\frac{\pi}{4} ですが、偏角の範囲が 0θ<2π0 \le \theta < 2\pi である必要があるので、適切な範囲に調整します。
与えられた点は第2象限にあります(x<0x < 0 かつ y>0y > 0)。 π4-\frac{\pi}{4}π\pi を加えると、第2象限の角 3π4\frac{3\pi}{4} が得られます。したがって、
θ=3π4\theta = \frac{3\pi}{4}

3. 最終的な答え

極座標は (32,3π4)(3\sqrt{2}, \frac{3\pi}{4}) です。

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