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輸入計算

數學公式

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結果

旋轉後座標
( 0, 1 )
after rotating 90°
新 X 座標(x') 0
新 Y 座標(y') 1

什麼是座標旋轉計算機?

這個工具能將 2D 平面上的某個點,繞著你指定的中心,依設定的角度旋轉。旋轉屬於剛體變換(rigid transformation):它會保留點與點之間的距離與圖形外觀,只改變方向。從幾何學、電腦繪圖、機器人控制、遊戲開發到工程設計,只要需要讓物件或座標繞著樞紐轉動,都會用到旋轉運算。

使用方式

先輸入想旋轉的點座標(Point X、Point Y),接著設定旋轉中心(Center X、Center Y)——若維持 (0, 0),就是繞原點旋轉。然後填入以「度」為單位的旋轉角度:正角度為逆時針旋轉,負角度為順時針旋轉。計算機會回傳旋轉後的新座標 \((x', y')\)。

公式解析

繞原點以角度 \(\theta\) 逆時針旋轉時,會將點 \((x, y)\) 對應到:

$$x' = x\cos\theta - y\sin\theta$$,以及 $$y' = x\sin\theta + y\cos\theta$$。

若要繞任意中心 \((c_x, c_y)\) 旋轉,則先將該點減去中心座標,套用旋轉公式後,再把中心座標加回來。這套「平移—旋轉—平移」三步驟,正是計算機內部實際執行的運算流程。

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座標平面上一個點繞中心旋轉角度 θ
將一個點繞中心 c 旋轉角度 \(\theta\) 到達新位置。

範例演算

將點 (1, 0) 繞原點旋轉 90°。當 \(\theta = 90°\) 時,\(\cos\theta = 0\)、\(\sin\theta = 1\),因此 $$x' = 1\cdot 0 - 0\cdot 1 = 0$$,$$y' = 1\cdot 1 + 0\cdot 0 = 1$$。新座標為 (0, 1)——正好是逆時針旋轉四分之一圈,結果完全符合預期。

示範一個點繞原點旋轉 90 度的例題
繞原點旋轉 90° 將該點映射到新的象限。

常見問題

角度是順時針還是逆時針?正角度為逆時針旋轉(這是數學上的標準慣例)。若要順時針旋轉,請輸入負角度。

可以繞原點以外的點旋轉嗎?可以。只要在 Center X 與 Center Y 填入你的樞紐點座標,公式會自動處理平移。

旋轉會改變與中心的距離嗎?不會。旋轉會保留距離,所以旋轉後的點與中心的距離,和原本的點完全相同。

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