हालांकि दोनों सिस्टम का मुख्य मकसद टू-डायमेंशनल प्लेन में जगहों को पिनपॉइंट करना है, लेकिन वे इस काम को अलग-अलग ज्योमेट्रिक सोच से करते हैं। कार्टेशियन कोऑर्डिनेट्स हॉरिजॉन्टल और वर्टिकल दूरियों के एक रिजिड ग्रिड पर निर्भर करते हैं, जबकि पोलर कोऑर्डिनेट्स एक सेंट्रल फिक्स्ड पॉइंट से सीधी दूरी और एंगल पर फोकस करते हैं।
मुख्य बातें
ज़्यादातर इंजीनियरिंग और आर्किटेक्चरल ड्राफ्टिंग के लिए कार्टेशियन स्टैंडर्ड है।
पोलर मुश्किल सर्कुलर और स्पाइरल मैथ को हल करना काफी आसान बनाता है।
नेविगेशन सिस्टम अक्सर अलग-अलग तरह की मूवमेंट को हैंडल करने के लिए दोनों के बीच टॉगल करते हैं।
कंप्यूटर स्क्रीन कार्टेशियन पिक्सल का इस्तेमाल करती हैं, लेकिन सर्कुलर UI एलिमेंट अक्सर पोलर मैथ का इस्तेमाल करके प्लेसमेंट कैलकुलेट करते हैं।
कार्तीय निर्देशांक क्या है?
एक रेक्टेंगुलर सिस्टम जो दो परपेंडिकुलर एक्सिस से पॉइंट्स को उनकी हॉरिजॉन्टल (x) और वर्टिकल (y) दूरी से पहचानता है।
इसे 17वीं सदी में रेने डेसकार्टेस ने अलजेब्रा और यूक्लिडियन ज्योमेट्री को जोड़ने के लिए बनाया था।
बिंदुओं को मूल (0, 0) के सापेक्ष एक क्रमित जोड़ी (x, y) का उपयोग करके परिभाषित किया जाता है।
प्लेन को X और Y एक्सिस के इंटरसेक्शन से चार अलग-अलग क्वाड्रंट में बांटा गया है।
यह ज़्यादातर मॉडर्न कंप्यूटर ग्राफ़िक्स और स्क्रीन लेआउट के लिए नेटिव कोऑर्डिनेट सिस्टम है।
एरिया और दूरी के कैलकुलेशन में अक्सर सीधा लीनियर अरिथमेटिक और पाइथागोरस थ्योरम शामिल होता है।
ध्रुवीय निर्देशांक क्या है?
एक सर्कुलर सिस्टम जो सेंट्रल पोल से रेडियस (r) और एंगल (theta) के आधार पर पॉइंट्स का पता लगाता है।
आमतौर पर नेविगेशन, रोबोटिक्स, और समय-समय पर या गोल गति से जुड़ी स्टडीज़ में इस्तेमाल होता है।
पॉइंट्स को (r, θ) से दिखाया जाता है, जहाँ 'r' रेडियल दूरी है और 'theta' एंगुलर डिस्प्लेसमेंट है।
यह सिस्टम एक फिक्स्ड रेफरेंस पॉइंट पर निर्भर करता है जिसे पोल कहते हैं और एक रेफरेंस रे पर जिसे पोलर एक्सिस कहते हैं।
एंगल को डिग्री या रेडियन में मापा जा सकता है, जो आम तौर पर पॉज़िटिव x-एक्सिस से शुरू होता है।
यह स्पाइरल, कार्डियोइड और रोज़ पैटर्न जैसे कर्व्स के मैथमेटिकल रिप्रेजेंटेशन को आसान बनाता है।
तुलना तालिका
विशेषता
कार्तीय निर्देशांक
ध्रुवीय निर्देशांक
प्राथमिक चर 1
क्षैतिज दूरी (x)
रेडियल दूरी (r)
प्राथमिक चर 2
ऊर्ध्वाधर दूरी (y)
कोणीय दिशा (θ)
ग्रिड आकार
आयताकार / वर्ग
वृत्ताकार / रेडियल
मूल बिंदु
दो अक्षों का प्रतिच्छेदन
केंद्रीय ध्रुव
सर्वश्रेष्ठ के लिए
रैखिक पथ और बहुभुज
घूर्णन गति और वक्र
सर्पिलों की जटिलता
उच्च (जटिल समीकरण)
निम्न (सरल समीकरण)
मानक इकाइयाँ
रैखिक इकाइयाँ (सेमी, मीटर, आदि)
रैखिक इकाइयाँ और रेडियन/डिग्री
अद्वितीय मानचित्रण
प्रति बिंदु एक जोड़ी
प्रति बिंदु एकाधिक जोड़े (आवधिकता)
विस्तृत तुलना
विमान की कल्पना करना
सोचिए कि एक शहर को ब्लॉक में मैप किया गया है; कार्टेशियन कोऑर्डिनेट्स 'तीन ब्लॉक पूरब और चार ब्लॉक उत्तर चलो' कहकर रास्ता बताने जैसा है। इसके उलट, पोलर कोऑर्डिनेट्स एक लाइटहाउस पर खड़े होकर जहाज़ को 30 डिग्री की दिशा में पाँच मील चलने के लिए कहने जैसा है। नज़रिए में यह बुनियादी फ़र्क तय करता है कि किसी खास समस्या के लिए कौन सा सिस्टम ज़्यादा आसान है।
गणितीय रूपांतरण
इन सिस्टम के बीच आना-जाना कैलकुलस और फ़िज़िक्स में एक आम काम है। आप $x = r \cos(\theta)$ और $y = r \sin(\theta)$ का इस्तेमाल करके कार्टेशियन वैल्यू पता कर सकते हैं, जबकि इसके उलट पाइथागोरस थ्योरम और इनवर्स टैंजेंट फ़ंक्शन की ज़रूरत होती है। जबकि मैथ एक जैसा है, किसी प्रॉब्लम के लिए गलत सिस्टम चुनना एक आसान इक्वेशन को कम्प्यूटेशनल नाइटमेयर में बदल सकता है।
वक्र और समरूपता को संभालना
कार्टेशियन सिस्टम सीधी लाइनों और रेक्टेंगल के साथ काम करने में बहुत अच्छे होते हैं, जिससे वे आर्किटेक्चर और डिजिटल स्क्रीन के लिए एकदम सही होते हैं। हालांकि, पोलर कोऑर्डिनेट्स तब अच्छे लगते हैं जब किसी समस्या में किसी पॉइंट के चारों ओर सिमिट्री शामिल हो, जैसे कि किसी ग्रह का ऑर्बिट या माइक्रोफ़ोन का साउंड पैटर्न। सर्कल के इक्वेशन जो कार्टेशियन फ़ॉर्म में उलझे हुए लगते हैं, वे पोलर फ़ॉर्म में बहुत छोटे हो जाते हैं।
अंकों की विशिष्टता
पोलर सिस्टम की एक अजीब बात यह है कि एक ही जगह के कई अलग-अलग नाम हो सकते हैं क्योंकि एंगल हर 360 डिग्री पर रिपीट होते हैं। आप किसी पॉइंट को 90 डिग्री या 450 डिग्री पर बता सकते हैं, और आप एक ही जगह को देख रहे होंगे। कार्टेशियन कोऑर्डिनेट्स ज़्यादा लिटरल होते हैं, जहाँ मैप पर हर पॉइंट का एक, और सिर्फ़ एक, यूनिक एड्रेस होता है।
लाभ और हानि
काटीज़ियन
लाभ
+अत्यधिक सहज लेआउट
+अद्वितीय बिंदु पते
+सरल दूरी गणित
+डिजिटल डिस्प्ले के लिए मानक
सहमत
−भारी वृत्तीय समीकरण
−जटिल सर्पिल गणित
−रोटेशन के लिए कम प्राकृतिक
−रेडियल डेटा के लिए अक्षम
ध्रुवीय
लाभ
+वृत्ताकार वक्रों को सरल करता है
+नेविगेशन के लिए प्राकृतिक
+रेडियल समरूपता के लिए उत्कृष्ट
+कॉम्पैक्ट ऑर्बिटल समीकरण
सहमत
−गैर-अद्वितीय निर्देशांक
−कठिन रैखिक गणित
−ग्रिड के लिए कम सहज
−क्षेत्रों को देखना कठिन है
सामान्य भ्रांतियाँ
मिथ
पोलर कोऑर्डिनेट्स सिर्फ़ एडवांस्ड मैथमैटिशियंस के लिए हैं।
वास्तविकता
जिस किसी ने भी कंपास इस्तेमाल किया है या घड़ी देखी है, उसने पोलर कोऑर्डिनेट्स के लॉजिक का इस्तेमाल किया है। यह सिर्फ़ हाई-लेवल कैलकुलस ही नहीं, बल्कि रोज़ाना डायरेक्शनल मूवमेंट के लिए एक प्रैक्टिकल टूल है।
मिथ
आप एक ही प्रोजेक्ट में दोनों सिस्टम का इस्तेमाल नहीं कर सकते।
वास्तविकता
इंजीनियर अक्सर आगे-पीछे होते रहते हैं। उदाहरण के लिए, एक रोबोट मुड़ने के लिए पोलर मैथ का इस्तेमाल करके अपना रास्ता कैलकुलेट कर सकता है, लेकिन वेयरहाउस के फर्श पर अपनी आखिरी जगह का पता लगाने के लिए कार्टेशियन मैथ का इस्तेमाल कर सकता है।
मिथ
कार्टेशियन सिस्टम, पोलर सिस्टम से 'ज़्यादा सटीक' है।
वास्तविकता
दोनों सिस्टम मैथमेटिकली एकदम सही हैं और एक ही पॉइंट को बहुत ज़्यादा सटीकता से दिखा सकते हैं। 'सटीकता' दूरी या एंगल मापने के लिए इस्तेमाल होने वाले टूल पर निर्भर करती है, कोऑर्डिनेट सिस्टम पर नहीं।
मिथ
पोलर कोऑर्डिनेट्स के लिए हमेशा रेडियन की ज़रूरत होती है।
वास्तविकता
हालांकि रेडियन प्योर मैथ और फिजिक्स में स्टैंडर्ड हैं क्योंकि वे डेरिवेटिव्स को आसान बनाते हैं, पोलर कोऑर्डिनेट्स लैंड सर्वेइंग जैसे प्रैक्टिकल एप्लीकेशन में डिग्री के साथ बिल्कुल ठीक काम करते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
मुझे कार्टेशियन के बजाय पोलर का उपयोग कब करना चाहिए?
जब भी आपकी समस्या किसी साफ़ सेंट्रल पॉइंट या रोटेशनल मूवमेंट से जुड़ी हो, तो आपको पोलर कोऑर्डिनेट्स का इस्तेमाल करना चाहिए। अगर आप झूलते हुए पेंडुलम का रास्ता या वाई-फ़ाई राउटर का कवरेज एरिया कैलकुलेट कर रहे हैं, तो मैथ बहुत आसान हो जाएगा। अगर आप कागज़ के टुकड़े या ज़मीन के किसी प्लॉट जैसी किसी सपाट, रेक्टेंगुलर सतह पर दूरी माप रहे हैं, तो कार्टेशियन बेहतर है।
आप कार्टेशियन (x, y) को पोलर (r, थीटा) में कैसे बदलते हैं?
रेडियस 'r' पता करने के लिए, फ़ॉर्मूला $r = \sqrt{x^2 + y^2}$ का इस्तेमाल करें, जो असल में पाइथागोरस थ्योरम है। एंगल 'थीटा' पता करने के लिए, आप $y/x$ का इनवर्स टैंजेंट कैलकुलेट करते हैं। बस ध्यान रखें कि आपका पॉइंट किस क्वाड्रंट में है, क्योंकि कैलकुलेटर कभी-कभी ग्राफ़ के बाईं ओर के पॉइंट्स के लिए गलत एंगल बताते हैं।
क्या पोलर कोऑर्डिनेट्स में रेडियस नेगेटिव हो सकता है?
हाँ, मैथमेटिकली कहें तो, नेगेटिव रेडियस वैलिड है। इसका सीधा मतलब है कि आपको अपने बताए गए एंगल की उल्टी दिशा में चलना चाहिए। उदाहरण के लिए, 0 डिग्री के एंगल पर -5 की दूरी, 180 डिग्री पर +5 की दूरी के ठीक बराबर होती है। यह सुनने में कन्फ्यूजिंग लगता है, लेकिन यह कॉम्प्लेक्स अलजेब्रा में एक काम की ट्रिक है।
कंप्यूटर स्क्रीन कार्टेशियन कोऑर्डिनेट्स का इस्तेमाल क्यों करते हैं?
डिजिटल डिस्प्ले पिक्सल के ग्रिड के तौर पर बनाए जाते हैं, जो लाइनों और कॉलम में लगे होते हैं। क्योंकि यह फिजिकल हार्डवेयर रेक्टेंगुलर होता है, इसलिए सॉफ्टवेयर के लिए हर पिक्सल को (x, y) फॉर्मेट में दिखाना बहुत आसान होता है। अगर हम स्क्रीन के लिए पोलर कोऑर्डिनेट्स का इस्तेमाल करते हैं, तो पिक्सल को शायद एक ही सर्कल में लगाना होगा, जिससे मैन्युफैक्चरिंग और स्टैंडर्ड वीडियो फॉर्मेट बनाना बहुत मुश्किल हो जाएगा।
पोलर सिस्टम में ओरिजिन को क्या कहते हैं?
पोलर सिस्टम में, सेंटर पॉइंट को फॉर्मल तौर पर 'पोल' कहा जाता है। हालांकि लोग अक्सर कार्टेशियन मैथ से आदतन इसे ओरिजिन कहते हैं, 'पोल' खास शब्द इसलिए इस्तेमाल होता है क्योंकि पूरा सिस्टम उस एक पॉइंट से बाहर की ओर रेडिएट होता है, ग्लोब पर नॉर्थ पोल की तरह।
क्या पोलर कोऑर्डिनेट्स एक सीधी लाइन बता सकते हैं?
वे ज़रूर कर सकते हैं, लेकिन यह इक्वेशन आमतौर पर कार्टेशियन मैथ में दिखने वाले आसान $y = mx + b$ से कहीं ज़्यादा मुश्किल होता है। एक वर्टिकल लाइन के लिए, पोलर इक्वेशन में सेकेंट फ़ंक्शन होते हैं, यही वजह है कि हम दीवारें बनाने या स्क्वायर बनाने जैसी चीज़ों के लिए पोलर कोऑर्डिनेट्स का इस्तेमाल बहुत कम करते हैं।
कौन सा सिस्टम पुराना है?
पोलर कोऑर्डिनेट्स के पीछे के कॉन्सेप्ट का इस्तेमाल पुराने समय से ही एस्ट्रोनॉमी के लिए अलग-अलग तरह से किया जाता रहा है, लेकिन कार्टेशियन सिस्टम को सबसे पहले 1600 के दशक में फॉर्मली स्टैंडर्डाइज़ किया गया था। पोलर सिस्टम को जैसा हम आज जानते हैं, बाद में न्यूटन और बर्नौली जैसे मैथमैटिशियन ने उन प्रॉब्लम को सॉल्व करने के लिए बेहतर बनाया, जिन्हें कार्टेशियन ग्रिड आसानी से हैंडल नहीं कर पाता था।
क्या इन सिस्टम के 3D वर्शन हैं?
बिल्कुल। कार्टेशियन कोऑर्डिनेट्स ऊंचाई के लिए 'z' एक्सिस जोड़कर 3D में फैल जाते हैं। पोलर कोऑर्डिनेट्स दो अलग-अलग तरीकों से फैल सकते हैं: सिलिंड्रिकल कोऑर्डिनेट्स (जो रेडियस और एंगल में ऊंचाई 'z' जोड़ते हैं) या स्फेरिकल कोऑर्डिनेट्स (जो एक गोले पर पॉइंट्स को मैप करने के लिए दो अलग-अलग एंगल्स और रेडियस का इस्तेमाल करते हैं)।
पोलर मैथ में एंगल को आमतौर पर काउंटर-क्लॉकवाइज़ क्यों मापा जाता है?
यह मैथ्स में एक स्टैंडर्ड तरीका है जो सदियों पुराना है। पॉजिटिव x-एक्सिस से शुरू करके और काउंटर-क्लॉकवाइज़ चलते हुए, साइन और कोसाइन जैसे ट्रिगोनोमेट्रिक फंक्शन स्टैंडर्ड कार्टेशियन क्वाड्रंट के साथ पूरी तरह से अलाइन हो जाते हैं। आप चाहें तो क्लॉकवाइज़ भी माप सकते हैं, लेकिन मैथ्स को काम करने के लिए आपको ज़्यादातर स्टैंडर्ड फ़ॉर्मूले बदलने होंगे।
ये सिस्टम GPS और मैपिंग को कैसे प्रभावित करते हैं?
ग्लोबल मैपिंग थोड़ी हाइब्रिड है। लैटीट्यूड और लॉन्गीट्यूड असल में पोलर कोऑर्डिनेट्स का एक स्फेरिकल वर्शन हैं क्योंकि वे पृथ्वी की घुमावदार सतह पर एंगल को मापते हैं। हालांकि, जब आप अपने फ़ोन पर किसी छोटे शहर के मैप को ज़ूम इन करते हैं, तो सॉफ़्टवेयर अक्सर उस डेटा को कार्टेशियन ग्रिड में फ़्लैट कर देता है ताकि आपके लिए पैदल दूरी कैलकुलेट करना आसान हो जाए।
निर्णय
लीनियर अलाइनमेंट वाले कामों के लिए कार्टेशियन कोऑर्डिनेट्स चुनें, जैसे कि फ्लोर प्लान बनाना या कंप्यूटर इंटरफेस डिजाइन करना। सर्कुलर मोशन, डायरेक्शनल सेंसर, या किसी भी ऐसे सिनेरियो में जहां सेंट्रल सोर्स से दूरी सबसे ज़रूरी फैक्टर हो, पोलर कोऑर्डिनेट्स चुनें।