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Système de coordonnées cartésiennes

1640
  • René Descartes
  • Pierre de Fermat
Modèle de système de coordonnées cartésiennes dans un bureau professionnel pour la géométrie analytique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le système de coordonnées cartésiennes fournit un modèle algébrique pour la géométrie euclidienne. Il utilise un ou plusieurs nombres, ou coordonnées, pour déterminer de manière unique la position d'un point dans l'espace. Dans un plan, deux droites perpendiculaires (l'axe des x et l'axe des y) sont utilisées, ce qui permet de décrire des formes géométriques par des équations algébriques. Cette fusion de l'algèbre et de la géométrie est appelée géométrie analytique.

Développé au XVIIe siècle, le système cartésien a révolutionné les mathématiques en établissant un lien puissant entre la géométrie et l'algèbre, deux domaines auparavant distincts. Un point du plan est représenté par un couple de nombres [latex](x, y)[/latex], représentant respectivement ses distances signées aux axes des ordonnées et des abscisses. Ceci permet de traduire les concepts géométriques en langage algébrique. Par exemple, un cercle de centre [latex](h, k)[/latex] et de rayon [latex]r[/latex] peut être décrit par l'équation [latex](xh)² + (yk)² = r²[/latex]. Une droite peut être décrite par une équation linéaire comme [latex]y = mx + b[/latex].

Cette correspondance est réciproque : les équations algébriques peuvent être visualisées comme des figures géométriques. Cette géométrie analytique permet de résoudre des problèmes géométriques par manipulation algébrique, une méthode souvent plus simple et plus puissante que les méthodes purement synthétiques de la géométrie grecque classique. Le système s'étend naturellement à trois dimensions avec un troisième axe (z), et aux espaces de dimension supérieure (espace euclidien à n dimensions, ℝⁿ), fondamentaux dans des domaines tels que la physique, la science des données et l'apprentissage automatique. La formule de la distance euclidienne, d = √(Δx² + Δy²), est une application directe du théorème de Pythagore dans ce système de coordonnées, ce qui en fait le modèle standard de l'espace euclidien.

UNESCO Nomenclature: 1204
- Géométrie

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • axiomes et théorèmes de la géométrie euclidienne
  • Le développement de l'algèbre, en particulier par les mathématiciens persans
  • L'ouvrage d'Apollonius de Perga sur les sections coniques
  • Le concept de latitude et de longitude en cartographie

Applications

  • toutes les formes de cartographie moderne et de GPS
  • infographie, jeux vidéo et interfaces utilisateur
  • visualisation des données et traçage statistique
  • ingénierie et physique pour la modélisation des systèmes
  • robotique et vision artificielle

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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En lien avec : coordonnées cartésiennes, géométrie analytique, René Descartes, algèbre, géométrie, système de coordonnées, plan xy, espace euclidien.

Contexte historique

Système de coordonnées cartésiennes

-350
-500
150
1640
1650
1747
1758
-300
-400
-550
1635
1650
1736
1750
1763-12-23

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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