ระบบพิกัดทรงกระบอก

ระบบพิกัดทรงกระบอก () เป็นระบบพิกัดสามมิติที่กำหนดตำแหน่งของจุดโดยใช้ระยะทางจากแกนอ้างอิง มุมจากทิศอ้างอิง และระยะทางจากระนาบอ้างอิงที่ตั้งฉากกับแกนอ้างอิง โดยระยะทางจากระนาบมีเครื่องหมายเป็นบวกหรือลบได้ ขึ้นกับฝั่งของระนาบที่หันหาจุด

จุดที่พิกัดทั้งสามเป็นศูนย์ คือ จุดกำเนิด ซึ่งเป็นจุดที่แกนอ้างอิงตัดกับทิศอ้างอิง แกนอ้างอิงอาจเรียกว่า แกนทรงกระบอก หรือ แกนลองจิจูด ส่วนรังสีจากจุดกำเนิดไปทิศอ้างอิงอาจเรียกว่า แกนเชิงขั้ว 

ระยะทางจากแกนลองจิจูด เรียกว่า รัศมี มุมจากแกนเชิงขั้ว เรียกว่า มุมทิศ พิกัดทั้งสองนี้รวมกันเป็นระบบพิกัดเชิงขั้ว ซึ่งเมื่อเพิ่มระยะทางจากระนาบ เรียกว่า ความสูง จะได้ระบบพิกัดทรงกระบอก

 นิยาม 
จุด P ใด ๆ ในระบบพิกัดทรงกระบอกแสดงโดยสามสิ่งอันดับ (ρ, φ, z) โดยที่

 ρ แสดงรัศมี คือระยะห่างของ P จากแกนอ้างอิง นั่นคือ แกน z
 φ แสดงมุมทิศ คือมุมระหว่างทิศอ้างอิงบนระนาบอ้างอิง กับเส้นตรงที่ลากจากจุดกำเนิดไปหาภาพฉายของจุด P บนระนาบอ้างอิง
 z แสดง ความสูง คือระยะทางที่คิดเครื่องหมายจากจุด P ไประนาบอ้างอิง

จากนิยามเพียงเท่านี้ จุดหนึ่งจุดยังคงมีได้หลายพิกัด โดยพิกัด (ρ, φ, z) จะแสดงจุดเดียวกับ (ρ, φ + n×360°, z) และ  (−ρ, φ + (2n + 1)×180°, z) เมื่อ n เป็นจำนวนเต็มใด ๆ เสมอ ดังนั้นเพื่อให้แต่ละจุดระบุพิกัดได้แบบเดียว ตามปกติจะจำกัดให้ ρ ≥ 0 และ φ อยู่ในช่วง  [−180°, +180°] หรือ [0, 360°]

สัญกรณ์อีกแบบที่ใช้บ่อย คือใช้ r แทนรัศมี ใช้ θ แทนมุมทิศ และ h แทนความสูง

 การแปลงระหว่างระบบพิกัด 
 ระบบพิกัดคาร์ทีเซียน 
โดยปกติถือว่า แกน z ของระบบพิกัดทรงกระบอกเป็นแกนเดียวกับแกน z ของระบบพิกัดคาร์ทีเซียน ดังนั้นพิกัด z ของทั้งสองระบบจึงมีค่าเท่ากัน ส่วนอีกสองพิกัดของระบบพิกัดทรงกระบอกเหมือนกับระบบพิกัดเชิงขั้ว ดังนั้นการแปลงพิกัดทรงกระบอกเป็นคาร์ทีเซียนมีสูตรว่า

และการแปลงพิกัดคาร์ทีเซียนเป็นทรงกระบอกมีสูตรว่า

 ระบบพิกัดทรงกลม 
การแปลงระบบพิกัดทรงกระบอกเป็นระบบพิกัดทรงกลม เมื่อใช้ φ แทนมุมทิศและ θ แทนมุมเชิงขั้ว มีสูตรว่า

และการแปลงกลับมีสูตรว่า

หมวดหมู่:ระบบพิกัด