"Con respecto a los problemas en los que interviene un origen (o 'polo') fijo O, se suele encontrar que es conveniente determinar
un punto P por medio de sus coordenadas polares
donde es la distancia
OP y
es el ángulo que la dirección
OP hace con una recta inicial dada, OX, que se puede identificar con el eje x de las coordenadas cartesianas rectangulares.
Por supuesto, el punto
es igual a
para todo entero n
"
(Coxeter, p.141)
Usamos las coordenadas polares para describir muchas curvas. Por ejemplo, las espirales.
Son convenientes para describir isometrías y semejanzas que tienen un punto invariante. Las podemos usar en trigonometría para definir
el seno y el coseno de árgulos obtusos y mayores.
Las coordenadas polares también están relacionadas
con los números complejos.
Coxeter introduce la espiral equiangular (o espiral logarítmica) como resultado de una rotación delatativa continua (Coxeter, p. 155).
La ecuación polar de una espiral equiangular es:
Recibe el nombre de equiangular porque el ángulo entre el radio vector y la recta tangente en cualquier punto de la espiral es constante.
Si es el ángulo entre el vector posición
OP y la tangente en P entonces (en general, en coordenadas polares)
En el caso de la espiral equiangular, podemos escribir
Calculando la derivada
Por lo tanto, la cotangente del ángulo es una constante.
Es decir que el ángulo entre el vector posición OP y la tangente en P es una constante y podemos escribir la ecuación de la
espiral equiangular así:
Jacobo Bernouilli la llamó "spiral mirabilis".
Podemos ver que el ángulo formado por el radio vector y la tangente es constante.
En el siguiente applet podemos jugar con un caso particular: la espiral equiangular áurea. Esta espiral está relacionada con el
rectángulo áureo.
REFERENCIAS
Coxeter - Fundamentos de Geometría. Ed. Limusa(pag. 141 y 155).
Steinhaus - Instantáneas matemáticas. Ed. Salvat (pag. 132).
D'Arcy Thompson - Sobre el crecimiento y la forma. Ed. Cambridge.
MÁS ENLACES
Hay infinitas espirales equiangulares que pasan por dos puntos.
La espiral áurea se contruye a partir de rectángulos áureos y es una aproximación simple a una espiral equiangular.
Dos espirales equiangulares contienen los vértices de rectángulos áureos.
A partir de la definición de Euclides de la división de un segmento en su razón media y extrema introducimos una propiedad de los rectángulos áureos y deducimos la ecuación y el valor de la proporción áurea.
Un rectángulo áureo se puede descomponer en un cuadrado y otro rectángulo áureo.
Un rectángulo áureo se descompone en un cuadrado y otro rectángulo áureo. Estos rectángulos están relacionados por una rotación dilatativa.
Algunas propiedades de este sólido platónico y su relación con la razón áurea. Construcción de dodecaedros (y otros poliedros relacionados) usando diferentes técnicas.
Durero estudió transformaciones aplicadas a figuras para, por ejemplo, modificar caras y generar otras caras o caricaturas. Algunas de estas transformaciones son afinidades.
Los veinte vértices de un icosaedro están en tres rectángulos áureos. A partir de esta propiedad podemos calcular el volumen del icosaedro.
Leonardo da Vinci realizó varios dibujos de poliedros para La Divina Proporción de Luca Pacioli. Aquí podemos ver una adaptación de su dodecaedro.
Se puede ver como una rotación dilatativa.