สมการที่นิยามเส้นโค้งพืชคณิตแสดงในพิกัดเชิงขั้วหรือที่เรียกว่าสมการเชิงขั้ว ในหลายกรณี สมการสามารถถูกกำหนดง่ายๆโดยนิยาม r ตามฟังก์ชันของ θ (r = f(θ) หรือ F(r, θ) = 0) เส้นโค้งที่ได้ประกอบด้วยจุดในรูปแบบ (r(θ), θ) และสามารถถือว่าเป็นเส้นกราฟของฟังกชันขั้ว r

รูปแบบสมมาตรที่ต่างกันสามารถอนุมานจากสมการของฟังกชันขั้ว r ถ้า r(−θ) = r(θ) เส้นโค้งจะสมมาตรกับรังสีแนวนอน (0°/180°) ถ้า r(π − θ) = r(θ) จะสมมาตรกับรังสีแนวตั้ง (90°/270°) และถ้า r(θ − α°) = r(θ) จะสมมาตรแบบหมุน α° ทวนเข็มนาฬิกา รอบขั้ว

เพราะธรรมชาติของวงกลมที่มีอยู่ในระบบพิกัดเชิงขั้ว เส้นโค้งหลายๆเส้นสามารถอธิบายโดยสมการเชิงขั้วง่ายๆ เพราะว่ารูปแบบในพิกัดคาร์ทีเซียนของเส้นเหล่านั้นเป็นเรื่องที่ซับซ้อนมาก เส้นโค้งที่เรารู้จักกันดีได้แก่กลีบกุหลาบ, วงก้นหอย, ริบบิ้น, ลีมาซอง และ หัวใจ

วงกลม

วงกลมตามสมการ r (θ) = 1

โดยทั่วไปสมการวงกลมที่มีจุดศูนย์กลางที่ (r0, φ) และรัศมี a คือ

r 2 − 2 r r 0 cos ⁡ ( θ − φ ) + r 0 2 = a 2 {\displaystyle r^{2}-2rr_{0}\cos(\theta -\varphi )+r_{0}^{2}=a^{2}\,}

สมการนี้สามารถทำให้อยู่ในรูปแบบที่ง่ายขึ้นได้หลายทางโดยปรับเปลี่ยนให้เข้าสู่กรณีเฉพาะ เช่นสมการ

r ( θ ) = a {\displaystyle r(\theta )=a\,}

สำหรับวงกลมที่จุดศูนย์กลางอยู่ที่ขั้วและรัศมี a[15]

เส้นตรง

เส้นรัศมี (ที่วิ่งผ่านขั้ว) แทนด้วยสมการ

θ = φ {\displaystyle \theta =\varphi \,} ,

เมื่อ φ คือมุมของการยกตัวของเส้น; φ = arctan m เมื่อ m คือความชันของเส้นในระบบพิกัดคาร์ทีเซียน เส้นตรงที่ไม่ใช่รัศมีที่ตัดกับรัศมี θ = φ ตั้งฉากที่จุด (r0, φ) มีสมการดังนี้

r ( θ ) = r 0 sec ⁡ ( θ − φ ) {\displaystyle r(\theta )={r_{0}}\sec(\theta -\varphi )\,}

กลีบกุหลาบ

กลีบกุหลาบตามสมการ r(θ) = 2 sin 4θ

กลีบกุหลาบเป็นเส้นโค้งทางคณิตศาสตร์ที่รู้จักกันดี ที่มองดูเหมือนกลีบดอกไม้ สามารถแสดงแทนในรูปสมการเชิงขั้วทั่วไปดังนี้

r ( θ ) = a cos ⁡ ( k θ + ϕ 0 ) {\displaystyle r(\theta )=a\cos(k\theta +\phi _{0})\,}

สำหรับทุกๆค่าคงที่ φ0 (รวมถึงค่า 0) ถ้า k คือจำนวนเต็ม สมการจะสร้างกลีบดอกไม้ k กลีบถ้า k คือ จำนวนคี่ หรือ 2k กลีบถ้า k คือจำนวนคู่ ถ้า k คือเลขเศษส่วนแต่ไม่ใช่จำนวนเต้ม เส้นโค้งจากสมการอาจเป็นรูปกลีบดอกไม้แต่กลีบอาจจะซ้อนทับกัน จากที่กล่าวมาข้างต้นทำให้สมการนี้ไม่สามารถกำหนดกลีบดอกไม้เป็นเป็น 2, 6, 10, 14, และอื่นๆ กลีบได้ ตัวแปร a จะแทนความยาวของกลีบดอกไม้

วงก้นหอยแบบอาร์คีมีดีส

แขนมุมของวงก้นหอยแบบอาร์คีมีดีสตามสมการ r(θ) = θ เมื่อ 0 < θ < 6π

เส้นโค้งก้นหอยแบบอาร์คีมีดีสเป็นวงก้นหอยที่ถูกค้นพบโดยอาร์คิมิดีส ซึ่งสามารถแทนได้ด้วยสมการเชิงขั้ว

r ( θ ) = a + b θ . {\displaystyle r(\theta )=a+b\theta .\,}