田富兮

摘 要：數(shù)學(xué)是一門具有高度抽象性的和邏輯性的學(xué)科，從古至今數(shù)學(xué)伴隨著我們社會的的進(jìn)步不斷發(fā)展著，當(dāng)然我們社會的發(fā)展也離不開數(shù)學(xué)。本文將以數(shù)學(xué)中的一個(gè)小分支——坐標(biāo)系為出發(fā)點(diǎn)，通過研究坐標(biāo)系的性質(zhì)特點(diǎn)，簡述坐標(biāo)系在我們生活中的實(shí)用價(jià)值。以此激發(fā)我們學(xué)習(xí)的興趣。

關(guān)鍵詞：坐標(biāo)系 解決問題 價(jià)值

引 言

我們都知道地球表面不平坦，它的大概形狀不是一個(gè)正球體，南北兩極稍扁赤道略胖的，作為坐標(biāo)系中最強(qiáng)有力的代表——經(jīng)緯度是經(jīng)度與緯度的合稱組成一個(gè)龐大的坐標(biāo)系統(tǒng)，稱為地理坐標(biāo)系統(tǒng)，它是一種利用三度空間的球面來定義地球上的空間的球面坐標(biāo)系統(tǒng)，能夠標(biāo)示地球上的任何一個(gè)位置。

一、坐標(biāo)系的起源以及特點(diǎn)

談到坐標(biāo)系的起源，就必須得談到一位非常有名得數(shù)學(xué)家——笛卡爾。在笛卡爾時(shí)代，代數(shù)還是一門嶄新的學(xué)科，幾何學(xué)的思維在數(shù)學(xué)家的頭腦中占有絕對的地位。而笛卡爾致力于代數(shù)和幾何聯(lián)系起來的研究，其中最重要的就是如何建立“點(diǎn)”和“數(shù)”的關(guān)系，在一次偶然觀看到蜘蛛的“表演”，使笛卡爾思路豁然開朗，偉大的坐標(biāo)系就此成功加入了數(shù)學(xué)的大家庭。

通過學(xué)習(xí)我們知道，坐標(biāo)系的種類很多，我們常用的坐標(biāo)系有：直線坐標(biāo)系、直角坐標(biāo)系、空間坐標(biāo)系，每種坐標(biāo)系都有其特點(diǎn)。從廣義上講：事物的一切抽象概念都是參照于其所屬的坐標(biāo)系存在的。

二、坐標(biāo)系的實(shí)用價(jià)值

（一）解決物理問題

對于我們來講，物理無疑是一門較難的學(xué)科，尤其是是在力學(xué)中描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)的物理量大多數(shù)都是矢量，如物體的位移，速度和加速度，以及物體之間的相互作用力，物體的動量等，多種力的分析讓很多人頭皮發(fā)麻，我們學(xué)習(xí)物理過程中，要想精確地研究運(yùn)動狀態(tài)，就必須要對運(yùn)動有定量的描述，因此為了定量的表示一個(gè)物體相對于參考系的位置，我們以參照物為標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，建立合適的坐標(biāo)系，得到圖象，結(jié)合常用的物理思想解決問題。

坐標(biāo)圖象是描述物體的運(yùn)動過程，發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律、揭示物理問題線索的重要方法，這種方法可以使物體的運(yùn)動變得更加直觀形象，使物體變化的過程變得更加清晰，使物理思想明確，使求解過程變得更加簡單[2]。合理利用坐標(biāo)系，可以巧妙的解決很多物理難題，使求解過程更加優(yōu)化，讓我們不再畏懼物理的難度，同時(shí)利用坐標(biāo)系可以有機(jī)的將物理和數(shù)學(xué)結(jié)合起來，增強(qiáng)了我們的對知識的綜合運(yùn)用能力，同時(shí)也可以提高我們學(xué)習(xí)的積極性。

（二）坐標(biāo)系在地理中的應(yīng)用

其實(shí)在古代坐標(biāo)系就有了應(yīng)用的影子，古人選擇以太陽為參照點(diǎn)，可以在任何地方判斷自己所處的方向，而在現(xiàn)代對于坐標(biāo)系在地理中的應(yīng)用，莫過于地理坐標(biāo)系了，定義了地表點(diǎn)位的經(jīng)緯度，可以準(zhǔn)確的描述地球上的每一個(gè)點(diǎn)。地球是一個(gè)極其龐大的物體，也是一個(gè)不規(guī)則的球體，如果科學(xué)家們一部分一部分去研究，根本不知道要從何下手，但有了地理坐標(biāo)系以后，通過對地球的每一個(gè)位置用簡單的坐標(biāo)來表示，這樣對號入座，科學(xué)家們只要選中一個(gè)坐標(biāo)，就可以知道對應(yīng)的地理位置，這樣方便了研究，有效地促進(jìn)了地圖學(xué)、測量方面、衛(wèi)星技術(shù)的研究。

也正是有了地理坐標(biāo)系，讓GPS有了一展拳腳的機(jī)會，利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位，可以全方位、全天候、全時(shí)段、高精度的為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時(shí)等導(dǎo)航信息，是衛(wèi)星通信技術(shù)在導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用典范，它極大地提高了地球社會的信息化水平，有力地推動了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也有了我們現(xiàn)在這樣便捷的社會[3]?，F(xiàn)在我們出門再也不用擔(dān)心迷路了，GPS一打開，就可以自動導(dǎo)航帶我們想去的地方，我們就像穿梭于這龐大坐標(biāo)系中一個(gè)移動的小點(diǎn)。坐標(biāo)系在地理中的應(yīng)用，讓我們更加清晰的了解了地球的每一個(gè)位置，同時(shí)也帶給了我們更加便捷的生活。

（三）發(fā)現(xiàn)規(guī)律，預(yù)測結(jié)果

現(xiàn)在的社會是一個(gè)高速發(fā)展的社會，科技發(fā)達(dá)，信息流通，人們之間的交流越來越密切，生活也越來越方便，數(shù)據(jù)信息就是這個(gè)新時(shí)代的產(chǎn)物[3]。但數(shù)據(jù)信息簡單來說也就是一些文字或者數(shù)字信息，但有了坐標(biāo)系以后，把這些簡單的數(shù)字結(jié)合坐標(biāo)系就會產(chǎn)生對我們極具參考的圖象，小的方面我們可以用來解決一些數(shù)學(xué)問題或者研究一個(gè)運(yùn)動過程并預(yù)測物體下一秒的運(yùn)動狀態(tài)，大方面我們可以通過坐標(biāo)系處理的數(shù)據(jù)，甚至可以預(yù)測一些大事件。

（四）數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

雖然我們并沒有在工業(yè)上的經(jīng)驗(yàn)，對生產(chǎn)線上的東西都不了解，但如今現(xiàn)代科技的發(fā)達(dá)，讓我們即使不出門也可以了解很多我們不知道的事。不可否認(rèn)的是，坐標(biāo)系在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)描繪出理想的運(yùn)動軌跡，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床的硬件系統(tǒng)建立的坐標(biāo)系統(tǒng)，是由固定于機(jī)床自身的光柵尺或者編碼器的零點(diǎn)建立起來的。為了確定數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動方向，移動距離等指標(biāo)，就要在數(shù)控機(jī)床上建立一個(gè)坐標(biāo)系，在編制程序時(shí)，以機(jī)床坐標(biāo)系來作為工件確定運(yùn)動方向和距離的坐標(biāo)系，從而與數(shù)控機(jī)床建立了坐標(biāo)關(guān)系[4]。

結(jié) 語

我們掌握知識的最終目的是用所學(xué)的知識改造生活，推動社會發(fā)展。數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，來源于實(shí)踐又應(yīng)用于實(shí)踐，為推動科學(xué)向前發(fā)展起到重要作用，所以數(shù)學(xué)應(yīng)用應(yīng)成為我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方向。我們不能只知道苦讀，而對現(xiàn)實(shí)生活中的問題束手無策，不能運(yùn)用所學(xué)解決現(xiàn)實(shí)問題，成為“高分低能”的人。坐標(biāo)系作為數(shù)學(xué)的一小部分所帶來的價(jià)值都是巨大的，可想可知，當(dāng)我們真正把所有的數(shù)學(xué)理念貫穿于生活，必將造就更美好的社會。

參考文獻(xiàn)

[1] 李宏， 許文龍. 空間直角坐標(biāo)系與球坐標(biāo)系變換研究[J]. 牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2017（2）：49-51.

[2] 周尚意. 閱讀的地理坐標(biāo)[J]. 地圖， 2017（5）：142-142.

[3] 楊康， 徐愛功， 唐龍江. 測繪常用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換框架設(shè)計(jì)分析[J]. 測繪與空間地理信息， 2017， 40（7）：41-43.

[4] 田少華， 侯爽. 針對靜態(tài)感知系統(tǒng)的坐標(biāo)系改進(jìn)設(shè)計(jì)[J]. 激光與紅外， 2016， 46（3）：313-316.