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几何体构思的归纳法研究

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:而该已知视图表达的几何体又比较有规则,是柱状类的凸、凹几何体,故比较适合使用归纳法进行几何体构思,构思的几何体应符合上述三条原则。线框3′对应面Ⅲ,在几何体的前面。图10-11 几何体之间线接触上述构思的4种几何体,均不能组成一个完整的几何体,违反了归纳法的整体性要求的原则。三部分组成一个完整的几何体,且几何体轮廓形状的投影符合主、俯视图的要求,构思的几何体成立。

几何体构思的归纳法研究

几何体构思的归纳法是以脑中的记忆几何体的表面特征为基础,结合投影分析对照,根据归纳法应遵循的三条原则进行几何体构思,从而归纳出正确的几何体特征,其三条原则是:

1)构思几何体的各部分能够组合成整体。

2)构思几何体的轮廓形状是否符合已知视图的要求。

3)构思几何体的可见性是否符合已知视图的要求。

例10-4 根据图10-10所示的主、俯视图,构思立体形状,并画出左视图。

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图10-10 归纳法构思视图题例

如图10-10所示,主视图中的线框1′、2′、3′分别对应俯视图中的线段1、2、3,三个线框均是正平面。由于该几何体有一定的厚度,故三个线框对应为三个几何体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。但三个几何体的位置特征不能通过主、俯视图确定。而该已知视图表达的几何体又比较有规则,是柱状类的凸、凹几何体,故比较适合使用归纳法进行几何体构思,构思的几何体应符合上述三条原则。

构思1 如图10-11a所示,构思几何体分前、中、后三部分,线框1′对应面Ⅰ,在几何体的后面。线框2′对应面Ⅱ,在几何体的中间。线框3′对应面Ⅲ,在几何体的前面。但按该几何体构思后,在图示处出现线接触,使几何体不能组成一个整体,不符合第一条原则,故该几何体不能成立。

构思2 如图10-11b所示,图示处仍为线接触,不能够成一个整体,故该几何体不能成立。

构思3 如图10-11c所示,该几何体与图10-11a所示几何体类似,只是将面Ⅰ改到几何体前面,面Ⅲ改到几何体的后面。故该几何体连接处仍为线接触,不能构成一个整体,构思几何体不能成立。

构思4 如图10-11d所示,图示处为线接触,不能够成一个整体,故该几何体也不能成立。

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图10-11 几何体之间线接触

上述构思的4种几何体,均不能组成一个完整的几何体,违反了归纳法的整体性要求的原则。

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图10-12 构思的几何体不符合题意

构思5 如图10-12所示,该几何体分前、中、后三部分,面Ⅰ在几何体的最前面,面Ⅱ在几何体的中间,面Ⅲ在几何体的后面。该几何体虽然能满足几何体的整体性和主视图的要求,但俯视图中的两条横线为不可见线,应画成虚线,故该几何体不符合归纳原则的第二、三条,所构思的几何体不能成立。

构思6 如图10-13所示,该几何体同样由三部分组成,其中面Ⅰ在几何体的中间,面Ⅱ在几何体的最前面,面Ⅲ在几何体的最后面。构思的几何体可以组成一个完整的几何体,但俯视图中靠后的投影线段为不可见线段,应该画成虚线,故该几何体不符合已知视图的要求,构思的几何体不能成立。

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图10-13 构思几何体不符合题意

上述的两种几何体,因违背归纳法的第二、三条原则,故构思的几何体不能成立。

构思7 如图10-14a所示,该几何体基本形状为阶梯形,在基本体前面挖出一个半圆柱槽,中间挖出一个矩形槽。三部分组成一个完整的几何体,且几何体轮廓形状的投影符合主、俯视图的要求,构思的几何体成立。

构思8 如图10-14b所示,其形状与图10-14a所示几何体类似,只是在几何体的后方挖去同前面矩形槽形状相同的凹槽,其正面投影与矩形凹槽重合,只画出实线,虚线省略。构思的几何体同样成立。

构思9 如图10-14c所示,在几何体的上半部分挖出前后形状相同的矩形槽,在几何体的下半部分挖去一半圆柱槽。其主、俯视图的投影符合已知视图,且该几何体为一个整体,故该几何体成立。

构思10 如图10-14d所示,其形状与图10-14c所示几何体类似,只是将几何体后方的矩形槽改成半圆柱槽,其位置和前面的凸圆柱等高,该几何体同样成立。

构思11 如图10-14e所示,其形状与图10-14c所示几何体同样类似,只是在该几何体基础上,从几何体的后面挖去一位置与前面半圆柱相同、形状相同的半圆柱槽。其投影视图同样符合已知视图的要求,构思的几何体也成立。

上述构思的五种几何体,都能满足归纳法的三项要求,构思的几何体都能成立。

图10-14f为上述五种几何体的左视图,作图时可以按照几何体分析法,先画出基本体的形状,再逐一挖去各槽,并判断各线段的可见性。

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图10-14 用归纳法构思的五种几何体

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