
一、直角坐标系
我们假设
于是,有
于是,有
二、极坐标系
我们假设
其中, ,
求导,
所以,
其中, 为径向速度, 为横向速度,而 就是我们所常说的角速度
接着,对速度求导,得到加速度
整理,得
其中 ,称为径向加速度, ,称为横向加速度,有时写作
三、自然坐标系
我们假设
又因为 , , 为曲率半径的定义式,所以 , 为质点轨迹的曲率半径
于是,我们得到
其中 称为切向加速度, 称为法向加速度
值得注意的是,当质点切向加速度为零且法向加速度为定值时,
我们可以得到 ,也就是说质点的轨迹一定为圆,其向心加速度的大小为
四、柱坐标系
我们假设 ,下面将 简记为 , 记做
与极坐标形式下的证明几乎一致,读者不妨自证。
五、球坐标系
在球坐标下,我们知道 , ,
其中 , ,
我们知道
所以
我们知道 , ,
所以,
所以,
所以,
另外,对于多元函数 ,我们知道
接着,我们求得
, ,
最后一项也可写为
