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输入计算

数学公式

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结果

极坐标
(2.2361, 63.4349°)
输入 X 坐标 1
输入 Y 坐标 2
计算得出的 r(半径) 2.2361
计算得出的 θ(以弧度表示) 1.107149
计算得出的 θ(以度数表示) 63.4349°

这个计算器能做什么

极坐标转换计算器可以把一个用直角坐标 (x, y) 表示的点换算成极坐标 (r, θ)。你只需输入两个数值——X 坐标Y 坐标,工具就会返回半径 r(点到原点的距离)和角度 θ(方向)。角度同时以弧度和角度(度数)两种形式给出,一步就能得到点的大小和方向。

平面上的一点,显示半径 r、角度 θ 以及 x 和 y 分量
极坐标:r 是到原点的距离,θ 是与正 x 轴的夹角。

计算所用的公式

结果由两个标准公式决定:

  • 半径:\(r = \sqrt{x^{2} + y^{2}}\)——即从原点到该点的直线距离。
  • 角度:\(\theta = \operatorname{arctan2}(y, x)\)——双参数反正切函数,能够正确判断点所在的象限。

这里使用 arctan2 而不是普通的 arctan(y/x) 很关键:普通的 arctan 无法区分第二象限和第四象限。计算器先以弧度算出 θ,再用 \(\theta° = \theta \times \frac{180}{\pi}\) 换算成度数。结果的取值范围为 −180° 到 +180°(即 −π 到 π 弧度)。

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直角边为 x 和 y、斜边为 r 的直角三角形,展示转换公式
r 由勾股关系求得,θ 由 y 除以 x 的反正切求得。

使用方法

  • X 坐标中输入水平方向的值。
  • Y 坐标中输入垂直方向的值。
  • 读取 r、以弧度表示的 θ 以及以度数表示的 θ。

负值同样可以输入,计算器会自动把点定位到正确的象限。

实例演示

假设 x = 3、y = 4。

  • $$r = \sqrt{3^{2} + 4^{2}} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = \mathbf{5}$$
  • $$\theta = \operatorname{arctan2}(4, 3) \approx 0.927 \text{ 弧度}$$
  • 换算成度数:$$0.927 \times \frac{180}{\pi} \approx \mathbf{53.13°}$$

因此点 (3, 4) 转换成极坐标就是 (5, 53.13°)。

常见问题

为什么我算出的角度是负的?当 y 为负值(点位于 x 轴下方)时,arctan2 会返回一个介于 0° 到 −180° 之间的负角。如果想用 0° 到 360° 之间的正角表示,只需加上 360° 即可。

如果输入 x = 0、y = 0 会怎样?此时半径为 0,角度按惯例记为 0——这个点恰好位于原点,方向是无定义的。

弧度和度数表示的是同一个角吗?是的。它们只是同一方向的两种表示方式,计算器只是为了方便把弧度换算成了度数。

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