如图，认为地球公转轨道为圆形，以太阳为原点，太阳->冬至时的地球 为x轴，太阳->春分时的地球 为y轴，从太阳竖直向“上”为z轴建立三维直角坐标系。
地轴（从南极指向北极）的方向始终为，其中为黄赤交角（即回归线的纬度）。
可以验证，当太阳直射地球的光线与地轴夹角为时，直射点的纬度为（北纬为正，南纬为负）。
于是，当地球从冬至位置起转过了角度时，直射地球的光线的方向为，它与地轴的夹角为，直射点的纬度为。
这个函数（以为自变量）的图象是这样的：
看起来很像负的余弦函数，但其实并不是。当然它也不是折线。
（黄赤交角越小，它越接近余弦；越大，它越接近折线）
