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笛卡儿坐标系（Cartesian coordinates），法语为les coordonnées cartésiennes，是直角坐标系和斜角坐标系的统称。
相交于原点的两条数轴，构成了平面放射坐标系。如两条数轴上的度量单位相等，则称此放射坐标系为笛卡儿坐标系。若两条数轴互相垂直，则称为笛卡儿直角坐标系，否则称为笛卡儿斜角坐标系。
使用一条数轴，就可以在数轴上标出所有数据，在数轴上标出两个点，就可连成一条直线。采用直角坐标，就可实现数形结合，平面几何形状可以在平面坐标系中表示出来，有些平面图形还可用代数方程式明确地表达出来。几何形状的每一个点的直角坐标必须遵守这个代数公式。
笛卡儿坐标系是如何创建的呢？据说有一天，法国哲学家、数学家笛卡儿生病卧床，尽管如此，他还反复思考一个问题：几何图形是直观的，而代数方程是比较抽象的，能不能把几何图形与代数方程结合起来呢？要想达到此目的，关键是如何把组成几何图形的点和满足方程的每一组“数”联系起来。他苦苦思索，拼命琢磨：用什么方法才能把“点”和“数”联系起来呢？
突然，他看见屋顶角上的一只蜘蛛，拉着丝垂了下来，一会儿工夫，蜘蛛又顺着丝爬上去，在上边左右拉丝。笛卡儿的思路豁然开朗，他想，可以把蜘蛛看作一个点，蜘蛛走过的每个位置能不能用一组数确定下来呢？他又想，屋子里相邻的两面墙与地面相交出了3条线，如果把地面上的墙角作为起点，把相交出来的3条线作为3根数轴，那么空间中任意一点的位置就可以在这3根数轴上找到有顺序的3个数。反过来，任意给一组3个有顺序的数也可以在空间中找出一点与之对应，同样道理，用一组数( x ， y )可以表示平面上的一个点，平面上的一个点也可以有用一组两个有顺序的数来表示，这就是坐标系的雏形。
著名的笛卡儿心形图就是数形结合的经典之作，如图16-11所示。心形图的方程是 r = a （1–sin θ ）。
图16-11 笛卡儿心形图
笛卡儿还被称为“解析几何之父”，他用数形结合的方式将代数与几何的桥梁搭建起来。这是解析几何学诞生的曙光，沿着这条思路前进，在众多数学家的努力下，数学的历史发生了重要的转折，即建立了解析几何学。