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平面投影的应用和技巧

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:1-14已知菱形ABCD的对角线BD的投影和另一对角线端点的水平投影a,试完成菱形的投影图。1-15求平面五边形的水平投影。1-16已知平行两直线AB和CD给定一平面,直线MN和平面EFG均与它平行,试画全它们的另一投影。1-19求两平面ABC和DEF交线MN的两面投影,并判别可见性。图中EF为正平线,BC又在EF上,则ABC的高AD在V面的投影a′d′垂直于e′f′。平面FCE的投影即为所求。

平面投影的应用和技巧

【问题十一】 怎样根据菱形条件和垂直投影定理解题?

1-14 已知菱形ABCD的对角线BD的投影和另一对角线端点的水平投影a,试完成菱形的投影图。

图1-14(a) 

图1-14(b)

【解题分析】

菱形的两对角线相互垂直,且其交点平分对角线的线段长度。已知菱形ABCD的对角线BD为正平线,投影d′b′为实长,过其中点作垂线,确定另一条对角线的方向,再根据a确定a′即得所求。

【作图步骤】

(1)用定比法求出d′b′的中点k′,过k′作垂线⊥d′b′,根据点的投影规律作出a′,k′c′=k′a′,即得c。

(2)依次连接abcd,a′b′c′d′即为所求。

答案如图1-14(b)所示。

1-15 求平面五边形的水平投影。

【解题分析】

根据点的从属性解题。先确定C、D两点从属的直线的方向,由于两点可确定一条直线,求出1、2两点,即可确定ac、ad两直线的两方向。再根据投影规律作图即可。

【作图步骤】

(1)连接a′c′、a′d′,再连接b′e′得交点1′、2′。

(2)连接be,根据投影得1、2两点。

(3)连接a1,a2并延长,根据投影规律确定c、d点,即为所求。

图1-15(a) 

图1-15(b)

答案如图1-15(b)所示。

【问题十二】 怎样根据直线与平面平行条件解题?

1-16 已知平行两直线AB和CD给定一平面,直线MN和平面EFG均与它平行,试画全它们的另一投影。

图1-16(a)

【解题分析】

根据直线与平面平行,两平面平行的几何条件求解。

如一直线与平面上任一直线平行,则此直线必定与该平面平行。在ABCD平面上取任一平行MN的直线,即可确定mn的方向。

在abcd上作出fe的平行线,即可确定f′,再根据GE∥AB求出g′,然后作图即可。

【作图步骤】

(1)在a′b′c′d′上作任一直线KL的正面投影k′l′平行于m′n′,求出该直线的水平投影kl,过m作kl的平行线,得到mn。

(2)在abcd上作任一直线pq平行于fe,求出对应直线的正面投影p′q′,过e′作p′q′的平行线,确定f′,可得到e′f′,根据g′e′∥a′b′求出g′,连接e′f′g′,即为所求。

答案如图1-16(b)所示。

图1-16(b)

【问题十三】 怎样根据重影点判别可见性?

1-17 求图1-17(a)中直线与平面的交点K,并判别可见性。

图1-17(a) 

图1-17(b)

【解题分析】

根据直线与平面的交点K,既在平面上,又在直线上的共有性,而其平面为铅垂面,利用重影点法求交点,可直接作出交点k,根据点在直线上求出k′,再判别可见性。判别可见性的方法有两种:(1)利用重影点;(2)利用投影直接判别。

【作图步骤】

(1)利用重影点法,在水平投影面上直线与平面只有一个公共点,即为交点K的水平投影k。

(2)利用K属于直线AB,求得k′。

(3)利用重影点1′(2′)判别可见性。

答案如图1-17(b)所示。

1-18 求图1-18(a)中直线与平面的交点K,并判别可见性。

图1-18(a) 

图1-18(b)

【解题分析】

AB为一般位置直线,求其与平面的交点,应用辅助平面法。本题采用辅助平面为铅垂面,再用重影点法判别可见性。

【作图步骤】

(1)过AB作辅助平面P。

(2)求平面与已知平面的交线Ⅰ、Ⅱ。

(3)求交线Ⅰ、Ⅱ与AB的交点K。

(4)判别可见性,K是可见与不可见的分界线。4′(5′),2(3)为两对重影点,可见部分用实线表示,不可见部分用虚线表示。

答案如图1-18(b)所示。

【问题十四】 怎样利用辅助平面法求一般位置直线与平面的交点、交线?

1-19 求两平面ABC和DEF交线MN的两面投影,并判别可见性。

【解题分析】

利用辅助平面法求交点,选取DEF的两条边DE、DF,分别作出它们与ABC的交点,连接两交点即为所求。再利用重影点判别可见性,可见部分的投影线用实线绘制,不可见的部分用虚线绘制。

【作图步骤】

(1)利用辅助平面法Pv、Rv(此处为正垂面)分别求出直线DE、DF与ABC的交点:M(m,m′),N(n,n′)。

(2)连接mn,m′n′即为所求交线MN的两投影。

(3)判别可见性,完成作图。

答案如图1-19(b)所示。

图1-19(a)

图1-19(b)

【问题十五】 怎样根据直角投影定理,运用直角三角形法,求线段的实长?

1-20 作等边三角形ABC,已知顶点A,且顶点B和C属于直线EF。(www.xing528.com)

图1-20(a)

【解题分析】

等边三角形的高垂直且平分底边。图中EF为正平线,BC又在EF上,则ABC的高AD在V面的投影a′d′垂直于e′f′。因此先作出高AD,并求出其实长,再由AD的实长作出该等边三角形的实形,得实长BC。

【作图步骤】

(1)由a′引e′f′垂线并交e′f′于d′,根据点D的正面投影d′,可以确定水平投影d。分别以a、d的y坐标差和a′d′线段长度为直角边作直角三角形,求出AD的实长。

(2)以AD实长为直角边作一角为60°的直角三角形,斜边为等边三角形的边长,另一直角边为边长BD的长,如图1-20(b)所示。

(3)取b′d′=BD得b′,对称得c′。

(4)连接a′b′,a′c′,ab,ac,完成作图。

答案如图1-20(b)所示。

图1-20(b)

【问题十六】 怎样作直线的垂直面?

1-21 求图1-21(a)中A及B两点等距离的点的轨迹。

【解题分析】

与A、B两点等距离点的轨迹是A、B两点连线的中垂面。定理:直线垂直于一平面,则该直线的正面投影必定垂直于该平面上正平线的正面投影;直线的水平投影必定垂直于该平面上水平线的水平投影。

【作图步骤】

(1)用定比法作出中点C。

图1-21(a) 

图1-21(b)

(2)过c′作f′c′垂直于a′b′,过c作fc平行于X轴;过c作ec垂直于ab,e′c′平行于X轴。

(3)平面FCE的投影即为所求。

答案如图1-21(b)所示。

1-22 已知矩形ABCD一边的两个投影和其邻边的一个投影,试画全该矩形的投影图。

图1-22(a)

图1-22(b)

【解题分析】

矩形ABCD是一个平面,且有AB⊥BC。过点B作一平面与AB垂直,BC必定在所作的平面内。因此,本题的作图方法是首先确定已知直线的垂直面,再在已知平面上确定点,最后补全矩形投影。

【作图步骤】

(1)过点B作一平面BEF⊥AB,方法同上题。

(2)点O在直线EF上,已知o′,即可求出o,连接bo延长得c。

(3)作CD∥AB、AD∥BC,完成作图。

答案如图1-22(b)所示。

【问题十七】 怎样根据已知条件,进行综合解题思路训练?

1-23 过点K作直线与交叉两直线AB和CD相交。

图1-23(a)

【解题分析】

对点K,让其与任一直线共面,求另一直线与该面的交点,交点与点K的连线即为所求直线。本题,点K与直线AB组成一平面KAB,求出直线与平面KAB的交点F,连接FK并延长交AB于点E,即为所求。

【作图步骤】

(1)连接ABK作一平面。

(2)用辅助平面法求出直线CD与平面ABK的交点F。

(3)连接KF,并延长且与AB相交于点E。

(4)连接KE,即为所求。

答案如图1-23(b)所示。

图1-23(b)

1-24 作直线MN与直线AB和CD都相交且平行于直线EF。

图1-24(a)

【解题分析】

该题直线MN需满足两个条件,一是与直线AB和CD都相交,二是还要平行于直线EF。可以包含AB作一平面,使其平行直线EF。求出直线CD与平面GAB的交点M,过点M作直线MN平行EF交AB于N,EF即为所求。

【作图步骤】

(1)过点A作AG∥EF得平面AGB平行直线EF,即作a′g′平行于e′f′,ag平行于ef。

(2)用辅助平面法求出直线CD与平面AGB的交点M(m,m′)。

(3)过m′作e′f′的平行线交a′b′于n′,连接m′n′。

(4)作出水平投影mn,并连接之,即为所求。

答案如图1-24(b)所示。

图1-24(b)

1-25 求点K到平面△ABC的距离。

【解题分析】

点到平面的距离,是该点到平面垂足之间的长度。根据垂直定理,直线与平面垂直,则直线垂直平面上的任意直线(过垂足或不过垂足)。同理,当一直线垂直平面上的任意两条相交直线,则该直线垂直于给定的平面。

由此可知,一直线垂直于一平面,则该直线的正面投影必定垂直于该平面上正平线的正面投影;直线的水平投影必定垂直于该平面上水平线的水平投影。

据此可在平面ABC上,作一条正平线和一条水平线,过点K作它们的垂线,再利用直角三角形法求出实长。

图1-25(a) 

图1-25(b)

【作图步骤】

(1)在ABC平面上作一正平线CD和一水平线BE,使k′f′垂直d′c′。

(2)用辅助平面法求出直线KF与平面ABC的交点G,过kf′作正垂面P,平面与△ABC交线HF的正面投影h′f′,求作HF的水平投影hf。过k点作be垂线。直线与hf的交点即为g。

(3)作出Δy。

(4)用直角三角形法求出实长,即为所求。

答案如图1-25(b)所示。

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