구면 좌표계란? (Spherical Coordinates) 3차원 공간을 r, θ, φ로 표현하기




구면 좌표계란 무엇인가?

이번 글에서는 구면좌표계에
대하여 살펴보겠습니다. ​

구면좌표계 정의

위키피디아 정의에는 그림 없이는
이해할 수 없는 말이 쓰여있네요.

이게 구면 좌표계입니다.
보시면 파리 미터 (변수)가
3개 있는 거 같습니다.

구면좌표계2

우리는 보통 3차원을 (x, y, z)로 표현합니다.

구면 좌표계의 변수 :
반지름 r, 각도 θ, 각도 φ

구면좌표계 표기법3

하지만 구면 좌표계는
반지름의 길이, 세타와 파이로
표현하고 있습니다.

방위각과 고도각4












구면 좌표계를 사용하는 이유

왜 구면 좌표계를 쓸까요?
이유는 회전 불변성과
벡터 표현의 편리함 때문입니다. ​

예시를 들자면, ​
물체가 어떻게 놓여있는가?
기계가 어떻게 움직여야 하는가?

​ 같은 회전과 관련된
문제에 사용됩니다.

구면좌표계 사용예시6

여기 홈페이지에서 직접 변수를
조정하면서 변화는 것을
시각적으로 볼 수 있습니다. ​

직접 해보는 것만큼
직관적인 것도 없죠!

그런 건 난 잘 모르겠고,
구면 좌표계는 3차원 공간에서
(r, θ, φ)로 위치를 표시

참고자료

https://mathinsight.org/spherical_coordinates

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