Nesne ve
olayların bir veya birden fazla boyuttaki durumlarını ve durumlarındaki
değişimi göstermek amacı ile kağıt veya ekran üzerine çizilen çizimlere
grafik denir.
Ben
grafiğin 2 den fazla boyutlu olması durumunda uzay kavramı ile
bütünleştirerek grafik uzayı deyimini kullanmayı tercih
ediyorum. Gerçi tüm grafikler matematiğin kapsamı içerisindedir ancak
matematiksel eğri denklemlerinin çizildiği grafik uzayı için aynı zamanda
matematik uzayı adını da kullanabiliyorum.
Matematik
uzayı, matematikle ilgili sayısal düşüncelerimizin görüntülemek için
kullandığımız belirli kuralları olan sanal bir ortamdır. Bizim kalem-kağıt
ile veya Eğriçiz gibi programlarla bilgisayar ekranında yaptığımız şey
aslında bu uzayın görüntüsünü iki boyutlu düzlem izdüşümlerini
çizmektir.
Matematik
uzayı ile ilgili birkaç özellik verelim.
• Matematik
uzayında ifade edilen bazı çisimler gerçek uzayda da var olabilir ve
gerçek uzaydaki tüm çisimler matematik uzayında ifade edile
bilinir.
• Matematik
uzayı sanal olduğu için gerçek uzaydaki çisimler arasındaki evrensel çekim
kuvveti bu uzayda bulunmaz.
• Matematik
uzayındaki cisimlerin yoğunlukları; katı, sıvı, gaz gibi halleri yoktur,
yalnızca sınırları olabilir (çoğunlukla o da olmaz).
• Her ne
kadar grafiklerini rengarenk çiziyor isek de gerçekte eğrilerin renkleri
yoktur.
• Eğri
dediğimiz şey yalnızca koordinatlar bütünüdür. Bu koordinatları görünür
hale getirmek için nokta, çizgi ve poligon gibi çizim yöntemlerini
kullanırız.
• Eğrilerin
çoğu sınırsız sayıda koordinata sahiptir. Bu yüzden eğrileri çizebilmek
için eğrilerin sınırlı sayıdaki ve olabildiğince eş uzaklıktaki komşu
koordinatlar seçilmek suretiyle alınan örnek koordinatlardan faydalanılır.
Grafik
uzayında var olan temel elemanlar basitten karmaşığa sırası ile
nokta, çizgi, düzlem
ve eğri ’dir. Gerçi eğri diğer
üç elemanı da kapsar. Yani tanımlayacağınız bir eğri uzayda yalnızca belli
bir noktayı ifade edebilir ve uzaydaki tüm çizgi ve düzlemler eğri ile
tanımlanabilir. Ayrıca eğri ile her türlü nesnenin grafik uzayında var
olmaları sağlanabilir.
Nokta ve
fonksiyon denklemleri (basit veya karmaşık, derecesi ne olursa olsun)
çoğunlukla x ve y eksenleri ile belirtilen iki boyutlu koordinat
sisteminde bir düzlem üzerinde (EğriÇiz’de bu düzleme XY Düzlemi adı
verilmiştir.) çizilirler. Bu düzlem üzerinde her nokta (x,y) ikililerinden
oluşan koordinatlarla tanımlanır. Bu koordinat tanımlamasında z değerinin
bulunmaması bu noktaların z değerlerinin olmadığı yanılgısına yol
açmamalıdır. Gerçekte her koordinatın bir z değeri vardır. Ancak z, XY
Düzlemi üzerine çizilen bu eğriler için sabit ve sıfıra eşittir.
Koordinatların (x,y) şeklinde belirtilmelerinde amaç, z=0 değerini sürekli
olarak (x,y,0) şeklinde yazmamaktır. Yani yalnızca işlemlerde kolaylık
sağlamak için ifadede yapılan bir kısaltmadır. Aslına bakılırsa
koordinatın tam olarak ifade edilebilmesi için dördüncü boyutun, yani
zamanın da belirtilmesi gerekir. Bir koordinat tam olarak ancak (x,y,z,t)
şeklinde ifade edile bilinir.
Bu noktada
koordinat sistemi hakkında biraz bilgi verelim veya bildiklerimizi şöyle
bir hatırlayalım.