4、2平面与立体相交
平面与平面立体面相交
§4-2 平面与平面立体表面相交平面与立体表面的交线,称为截交线;当平面切割立体时,由截交线围成的平面图形,称为截面。
一、平面立体的截交线和断面如图4-16a所示,平面立体的截交线是截平面上的一个多边形,它的顶点是平面立体的棱线或底边与截平面的交点,它的边是截平面与平面立体表面的交线,图中截平面P与三棱锥的截交线是一个三角形ⅠⅡⅢ。
如图4-16b中的黑色图形所示,已知三棱锥SABC和正垂的截平面P,求作截交线的三面投影。
作图过程如图4-16b中的红色图形所示:(1)在棱线SA、SB、SC的正面投影s'a'、s'b'、s'c'与截平面P的有积聚性的迹线P v的相交处,作出它们的交点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正面投影1'、2'、3',与P v相重合的直线1'2'3',即为截交线△ⅠⅡⅢ的正面投影。
(2)由1'、2'、3'引投影连线,分别与sa、sb、sc和s″a″、s″b″、s″c″交出1、2、3和1″、2″、3″。
连接这些点的同面投影,就作出了截交线△ⅠⅡⅢ的水平投影△123和侧面投影△1″2″3″。
由于三个棱面的水平投影和棱面SAB、SCA的侧面投影都可见,在其上的截交线的同面投影12、23、31和1″2″、3″1″也都可见,画粗实线;棱面SBC的侧面投影不可见,在其上的截交线的侧面投影2″3″也不可见,画细虚线。
如图4-17a中的黑色图形所示,已知五棱柱的正面投影和水平投影,并用正垂面P切割掉左上方的一块,被切割掉的部分用细双点划线表示,求作截交线以及五棱柱被切割后的三面投影。
因为截交线的各边是正垂面P与五棱柱的棱面和顶面的交线,它们的正面投影都重合在P v上,因为截交线的正面投影已知,五棱柱被切割后的正面投影也已知,只要作出截交线的水平投影,就可以作出五棱柱被切割后的水平投影。
根据五棱柱的正面投影和水平投影,可以作出它的侧面投影;同理,由已作出的截交线的正面投影和水平投影,也可以作出截交线的侧面投影,从而作出五棱柱被切割后的侧面投影。
空间几何体的相交与平行
空间几何体的相交与平行在几何学中,空间几何体的相交与平行是一个重要的概念,它关系着几何体之间的位置关系和相互作用。
本文将探讨空间几何体之间的相交与平行关系,并对其进行详细阐述。
一、平面与立体的相交平面与立体之间的相交是几何学中最基础的情况之一。
当一个平面与一个立体相交时,可能会出现以下几种情况:1. 平面与立体相交于一条线段:当一个平面与一个立体只有一个交点时,交点所在的线段称为平面与立体的交线段。
2. 平面与立体相交于一条线:当一个平面与一个立体有多个交点,并这些交点都在同一条直线上时,这条直线即为平面与立体的交线。
3. 平面与立体相交于点集:当一个平面与一个立体有多个交点,并且这些交点不在一条直线上时,这些交点组成的集合即为平面与立体的交点集。
二、平面与平面的相交平面与平面之间的相交有多种情况,下面列举了其中几种常见的情况:1. 平面与平面相交于一条直线:当两个平面相交于一条直线时,这条直线即为平面与平面的交线。
2. 平面与平面相交于一点:当两个平面相交于一个点时,这个点即为平面与平面的交点。
3. 平面与平面相交于一条线段:当两个平面相交于一条线段时,这条线段即为平面与平面的交线段。
三、立体与立体的相交立体与立体之间的相交情况相对复杂,下面列举了几种常见的情况:1. 立体与立体相交于一条线:当两个立体相交于一条线时,这条线即为立体与立体的交线。
2. 立体与立体相交于点集:当两个立体相交于多个点,并且这些点不在一条直线上时,这些点组成的集合即为立体与立体的交点集。
3. 立体与立体相互包含:当一个立体完全包含另一个立体时,这两个立体相互包含。
四、平行关系除了相交关系,空间几何体还存在着平行关系。
平行是指在同一平面或不同平面上的两条线或两个面之间的位置关系。
1. 平面与平面的平行:当两个平面之间的交线与它们本身都平行时,这两个平面就是平行的。
2. 直线与直线的平行:当两条直线在同一平面内,且它们的方向完全相同或者不存在交点时,这两条直线就是平行的。
平面与平面立体表面相交
§4-2 平面与平面立体表面相交平面与立体表面的交线,称为截交线;当平面切割立体时,由截交线围成的平面图形,称为截面。
一、平面立体的截交线和断面如图4-16a所示,平面立体的截交线是截平面上的一个多边形,它的顶点是平面立体的棱线或底边与截平面的交点,它的边是截平面与平面立体表面的交线,图中截平面P与三棱锥的截交线是一个三角形ⅠⅡⅢ。
如图4-16b中的黑色图形所示,已知三棱锥SABC和正垂的截平面P,求作截交线的三面投影。
作图过程如图4-16b中的红色图形所示:(1)在棱线SA、SB、SC的正面投影s'a'、s'b'、s'c'与截平面P的有积聚性的迹线的相交处,作出它们的交点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正面投影1'、2'、3',与P v相重合的直线1'2'Pv3',即为截交线△ⅠⅡⅢ的正面投影。
(2)由1'、2'、3'引投影连线,分别与sa、sb、sc和s″a″、s″b″、s″c″交出1、2、3和1″、2″、3″。
连接这些点的同面投影,就作出了截交线△ⅠⅡⅢ的水平投影△123和侧面投影△1″2″3″。
由于三个棱面的水平投影和棱面SAB、SCA的侧面投影都可见,在其上的截交线的同面投影12、23、31和1″2″、3″1″也都可见,画粗实线;棱面SBC的侧面投影不可见,在其上的截交线的侧面投影2″3″也不可见,画细虚线。
如图4-17a中的黑色图形所示,已知五棱柱的正面投影和水平投影,并用正垂面P切割掉左上方的一块,被切割掉的部分用细双点划线表示,求作截交线以及五棱柱被切割后的三面投影。
因为截交线的各边是正垂面P与五棱柱的棱面和顶面的交线,它们的正面投影都重合在上,因为截交线的正面投影已知,五棱柱被切割后的正面投影也已知,只要作出截交线的Pv水平投影,就可以作出五棱柱被切割后的水平投影。
根据五棱柱的正面投影和水平投影,可以作出它的侧面投影;同理,由已作出的截交线的正面投影和水平投影,也可以作出截交线的侧面投影,从而作出五棱柱被切割后的侧面投影。
§4.2 平面与立体相交求截交线
1
s 2
3
(3)连接各点同面投影即等截交 线的三个投影
(4)补全棱线投影
求作四棱锥被截切后的水平投影和侧面投影。
分析:截平面为正垂面 截交线的正面投影积聚 为直线。截平面与四条 棱线相交,从正面可直 接找出交点。 作出各对应点的投影, 4• 1 2
•
1'
(4') 2'
3'
4"
3"
2"
1"
依次连接各点。 3 补全棱锥体的外形投影。
3 1
2
a
3
2
[例题5]
分析并想象出圆锥穿孔后的投影
主要内容
4.2.1 圆柱截交线 4.2.2 圆锥截交线
4.2.3 圆球截交线
一.面与圆球相交所得截交线
圆
二.求圆球截交线上点
平行圆画法:在圆球表面上取若干个平行于投
影面的平行圆,求这些平行圆与截平面的交点;
三.圆球截交线
[例题1]求圆球截交线
ο
截平面与圆锥轴线
倾斜,倾角θ>α 截交线为椭圆。
Pv
Pv
Pv
截平面与圆锥轴线 倾斜面,倾角θ=α 截交线为抛物线。
截平面与圆锥轴线 平行或倾角θ<α, 截交线为双曲线。
截平面过锥顶截 交线为三角形。
特殊点 一般点 b'
a'
a''
c'
b''
c''
整理加深
S
由点连线
P
b
c
a
Ⅰ
解题步骤 1 分析 截交线的水 平投影和侧面投影已 知,正面投影为双曲 线并反映实形; 2 求出截交线上的特 殊点A、C; 3 求出一般点B ; 4 光滑且顺次地连接 各点,作出截交线, 并且判别可见性; 5 整理轮廓线。
§平面与立体相交求截交线
面面交线法:求截平面与平面立体表面的交 线。
2、单一平面与平面立体截交
例.三棱锥被正垂面所截切
s’ Pv 3’
2’
s”
3” 2”
(1)求Pv与s’a’、s’b’、s’c’的交点 1’、2’、3’为截平面与各棱线的 交点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正面投影
截交线是封闭的平面曲线或曲线与平面 组成的平面图形。
截交线的形状,取决于回转体表面的形 状及截平面对回转体轴线的相对位置。
曲面立体截交线形状
平面(截平面)与曲面立体表面相交,截交线的形状是 ①由曲线围成的平面图形, ②由曲线和直线围成的平面图形, ③由直线围成的平面多边形。
曲面立体截交线求法
5.整理轮廓线;
Ⅲ
Ⅰ
Ⅴ
Ⅱ
Ⅶ
Ⅳ
Ⅷ
Ⅵ
圆柱截交线
3'
4('5)'
3" 5'
1('2)'
2"
2 5
3
4 1
解题步骤
4'
1.分析侧面投影为圆的一部分,截交线 的水平投影为椭圆的一部分;
1" 2.求出截交线上的特殊点Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ;
3.求出若干个一般点Ⅳ、 Ⅴ ;
4.光滑且顺次地连接各点,作出截交线 ,并且判别可见性;
2
4
3、多个平面与平面立体截交
如下图所示,作四棱柱被截切后的投影。
B
a' (b') b"•
•a"
A
b
分析:四棱柱的上部被一个正垂面和 一个侧平面所截切,因四棱柱的四个
第4章 立体的投影(OK)
上一节
目录
下一节
截交 线的 性质 截交 线的 求解 方法 平面 与平 面立 体的 截交线 平面 与曲 面立 体的 截交线 平 面 与 棱 柱 的 截 交 线
§4.3 平面与立体相交
例:如图4.27a所示,已知三棱柱的两面投影与正垂面P的迹线PV, 求作三棱柱的W面投影、P平面与三棱柱的截交线以及断面的真形
曲线 曲面 圆柱面 圆锥面 球面 环面 单叶 双曲 回转 面 曲面 立体 上的 点与 直线
§4.2 曲面立体的投影
如图所示的曲面是由直母线 AB沿曲导线L1运动并始终平行于直导线 L2 而形成的 A L1
B
L2
H
上一节
目录
下一节
曲线 曲面
§4.2 曲面立体的投影
有规则的曲面还可以按下列不同情况进行分类:
第4章 立体的投影 章
§4.1 平面立体的投影 §4.2 曲面立体的投影 §4.3 平面与立体相交 §4.4 两立体相贯
棱柱 棱锥 棱台
§4.1平面立体的投影 平面立体的投影
平面体的表面都是由封闭的平面图形围成,相邻表面
棱柱 表面 上的 点和 线 棱锥 表面 上的 点
的交线称为棱线。因此,绘制平面立体的投影可归结为 绘制它的各表面的投影,也就是绘出这些多边形的边和 顶点的投影。 作图时,应判别可见性,可见的棱线画粗实线,不可 见的棱线画虚线,当粗实线与虚线重合时,画粗实线。
上一节
目录
下一节
棱柱 棱锥 棱台 棱柱 表面 上的 点和 线 棱锥 表面 上的 点
§4.1平面立体的投影 平面立体的投影
棱 柱
在底面平行 的投影面上 的投影反映 底面实形; 底面实形; 另两个投影 面上的投影 分别为一个 或多个矩形
平面与立体相交在立体表面产生交线称为截交线该平面称为
例8 求正平面与圆锥的截交线。
1’
4’
5’
2’
3’
解题步骤
1 分析 截交线的水平投影 和侧面投影已知,正面投影 为双曲线并反映实形;
2 求出截交线上的特殊点Ⅰ
1” 、ⅡⅢ;
3 求出一般点ⅣⅤ ;
4”(5”) 4 光滑且顺次地连接各点,
作出截交线,并且判别可见 性;
5 整理轮廓线。
2”(3”)
1. 平面与圆柱相交
截平面平行于轴线, 交线为平行于轴线的 两条平行直线
截平面垂直于轴线, 交线为 圆
截平面倾斜于轴线, 交线为 椭圆
平面与圆柱的截交线
两条平行直线 垂直于轴线的圆
椭圆
例4 求斜切圆柱的截交线
1' 5‘6'
1" 6"
3‘(4‘)
4"
7'8'
2'
4
8" 2"
8
6
2
1
解题步骤
1 分析 截交线的水平投影为椭 圆,侧面投影为圆;
例5 求切口圆柱的水平投影和侧面投影。
解题步骤 1 分析 2 求出截交线上的特殊点Ⅰ、 Ⅳ、 Ⅴ、 Ⅷ; 3 光滑且顺次地连接各点,作 出截交线,并且判别可见性; 4 整理轮廓线。
例6
求截切圆柱的水平投影和侧面投影。
解题步骤
1 分析 截交线的水平投影 为圆的一部分,侧面投影 为矩形;
2 求出截交线上的特殊点Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ;
b" ;
3 顺次地连接各点, 作出截交线,并且判 别可见性;
4 整理轮廓线。
y
2 b
例3 求立体截切后的投影
工程制图平面与立体相交
返回
•工程制图平面与立体相交
返回
整理棱线投影
•工程制图平面与立体相交
浏览三维动画
二、平面与回转体相交
平面截切回转体,在回转体表面留有的交线, 称为回转体的截交线。
㈠ 回转体截交线性质
1、截交线是截平面与回转 体表面的公有线。截交线上 的点为截平面与回转体表面 的公有点。
2、截交线的形状通常为平 面曲线,特殊情况下可含有 直线段组成。截交线的形状 取决于回转体表面性质和截 平面与回转体的相对位置。
一、截交线概述
平面截切立体,在立体表面留有的交线成为截交线。 依据立体表面性质不同,立体的截交线可分为:
平面体截交线和曲面体截交线
•工程制图平面与立体相交
二、平面与平面立体相交
平面截切平面立体,在平面立体表面留有的交 线,称为平面立体的截交线。
㈠ 平面体截交线的性质:
⒈平面体截交线是截平面与平面 立体表面的公有线。
2、投影作图
运用锥面取点方法作 出抛物线顶点和底端点、 转向轮廓线上点和一般 点,用曲线光滑连接各 点。
3、整理轮廓线
•工程制图平面与立体相交
【例题3】完成圆锥截切后的水平投影和侧面投影。
1、空间与投影分析
截交线为圆弧和两根 直线段,两截平面间有 一条交线。截交线的正 面投影落在截平面的正 面积聚性投影上,求作 截交线的水平投影和侧 面投影。
3、整理轮廓线
浏览三维动画•工程制图平面与立体相交
3、圆球的截交线 平面截切圆球,其截交线的形状为圆。
当截平面平行于投影面时,则截交线圆的投影反映实形; 当截平面垂直于投影面时,则截交线圆的投影为直线段; 当截平面倾斜于投影面时,则截交线圆的投影为椭圆。
•工程制图平面与立体相交
第4章 平面与曲面立体相交、两曲面立体相交
图4-7 辅助平面法作图原理
例:求作如图所示部分球体与圆锥台的相贯线。
(1) 空间分析及投影分析:
部分球体为 1/4 球前后对称地切去两块而成,圆锥台的轴 线垂直于水平面但不通过球心,其相贯线为前后对称的封闭空 间曲线。因为球与锥台的各投影都没有积聚性 , 故需用辅助平 面法求作相贯线。
(2) 作图:
② 作一般位置点。 在点I、III的高度范围 内 , 选取水平面 R 为辅助平 面,平面R与球及圆锥台的截 交线分别是以r2、r3为半径 的圆弧, 它们的交点Ⅴ、Ⅵ 就是相贯线上的点。先求出 水 平 投 影 5 、 6, 然 后 找 到 5′、 6′和 5" 、 6", 如图 (d)所示。
③ 依次光滑连接各点的 投影, 并判别可见性, 完 成相贯线的投影。最后 注意,圆锥台左视轮廓 素线画到2"、4"两点, 球体左视轮廓素线上有 一段虚线, 如图 (e)所示。
① 辅助平面法的实质, 是求辅助平面分别截两立 体所得截交线的交点。
② 辅助平面位置选取的原则,是使辅助平面分别 截两立体所得截交线的形状最简单(直线和圆),以便用 工具作图。
例:求轴线正交的水平圆柱与直立圆锥的相贯线。
解题步骤:
1'
4' 3'
1"
PV1 PV2
PV3
2" y y
4" PW1
PW2
g"(h")
c"
y
d e a g c h f b
y
2、利用辅助平面法求相贯线
作图原理 :
如图,为了求作部分球 体与圆锥台相交的表面共有 点,假想用一平面P (称为 辅助平面)截切两立体。平 面P 与部分球体的截交线为 一个圆LA,平面P 与圆锥台 的截交线也为一个圆LB。 LA 与LB的交点K1和K2 即为辅助 平面P、球体和圆锥台三个表 面的共有点,因此也是相贯 线上的点。 这种利用三面共点的原 理求相贯线上的点的方法叫 做辅助平面法。
大学工程制图第八章平面与立体直线与立体相交
03
例题3
已知一平面与一直线同时与一球体相交,求 交线方程和交点坐标。
05
02
解法
首先确定平面与长方体表面的交线方程,然 后根据交线方程求解交线。
04
解法
首先确定直线与圆柱体表面的交点坐 标,然后根据交点坐标求解交点。
06
解法
首先分别确定平面和直线与球体表面的交线方 程和交点坐标,然后根据交线方程和交点坐标 求解交线和交点。
05
平面、直线与立体相交在 工程制图中的应用
工程图中平面、直线与立体相交表示方法
交点法
通过求解平面与立体、直线与立 体的交点,将交点在工程图中表 示出来,以此表达平面、直线与 立体的相交关系。
截交线法
当平面与立体相交时,其交线称 为截交线。通过绘制截交线的形 状和位置,可以清晰地表达平面 与立体的相交情况。
03
的形状和特性。
实验内容和步骤
01 • 分析截交线的形成原理,理解其与立体形状的 关系。
02
2. 直线与立体相交
03
• 选择一条直线和一个立体图形。
实验内容和步骤
• 确定直线与立体的相对位置,观察并记录相交点(贯穿点)的位置和特 性。
• 分析贯穿点的形成原理,理解其与立体形状的关系。 3. 实验记录与报告
学会运用投影法表示平面与立体、直线与立体的相交关系
通过学习和实践,能够熟练运用投影法表示平面与立体、直线与立体的相交关系,并能够正确绘制相 应的投影图。
培养空间想象能力和分析能力
通过学习和实践,逐渐培养空间想象能力和分析能力,为后续学习和工作打下基础。
教学内容与安排
平面与立体相交的基本概念和性质
平面与立体几何关系
平面与立体几何关系几何学是一门研究图形、形状、大小和相对位置的学科,包括平面几何和立体几何两个方面。
平面几何研究二维图形,而立体几何则研究三维物体。
本文将探讨平面与立体几何之间的关系。
一、平面与立体几何的基本概念1. 平面几何平面几何是研究平面内图形的性质和关系的学科。
它着眼于二维空间中的图形,如点、线、角、多边形等,并通过几何公理和定理来推导出各种性质和结论。
在平面几何中,平面是一个不具备厚度的无限大的表面。
2. 立体几何立体几何是研究三维空间中物体的性质和关系的学科。
它研究的对象是具有长度、宽度和高度的物体,如立方体、球体、圆锥体等。
在立体几何中,物体被认为是由一系列的平面组成的。
二、平面与立体几何的关系平面与立体几何密切相关,它们之间存在着多种关系。
1. 投影关系在平面几何中,当一个立体物体在平面上投影时,我们可以得到一个平面图形,这个图形反映了立体物体在平面上的投影关系。
例如,一个立方体在平面上投影就是一个正方形。
通过投影关系,我们可以研究立体物体的形状和特性。
2. 切割关系平面与立体几何之间还存在着切割关系。
当一个平面与一个立体物体相交时,会形成一个截面,这个截面是一个平面图形。
通过研究这个截面,我们可以得到有关立体物体的一些性质和关系。
3. 相似关系平面与立体几何之间还存在着相似关系。
当一个平面通过一个立体物体时,它们之间的形状和比例可能保持不变。
例如,一个平面通过一个球体,截得的截面仍然是一个圆。
这种相似关系使我们能够推导出立体几何的一些性质。
4. 平行关系平面与立体几何中的平行关系是另一个重要的关系。
当两个平面平行时,它们永远不会相交。
通过平行关系,我们可以研究和解决许多与平面和立体相关的问题,如平行线、平行四边形等。
三、应用案例平面与立体几何的关系在很多领域都有广泛的应用。
以下是几个应用案例:1. 建筑设计在建筑设计中,平面与立体几何的关系被广泛运用。
建筑师可以通过平面图纸来展示建筑的布局和结构,然后将其转化为立体建筑物。
[交规考试]画法几何与水利工程制图4
上一节 上页 下页 下一节
4.1 平面立体的投影及其表面上点、线的投影
一、平面立体的投影
棱锥 所有棱线都交于锥顶,棱面都是三角形。画棱锥的投影时,一般先画出 底面及锥顶的投影,再画棱线的投影。 正三棱锥投影 底面平行于H面,为等边三角形, 底边AC垂直W面; 三个棱面是同样大小的三角形, 均倾斜于H面,棱线SB平行W面。 三棱锥的正、侧面投影外轮廓都 是三角形。
回目录页
上一节 上页 下页 下一节
4.2 平面与平面立体相交
例4.3 三棱锥SABC被正垂面P所截,求截 交线的投影和截断面的实形。 解 截交线是截平面与立体表面的共有线, 截平面P为正垂面,正面投影有积聚性, 故PV上的线段1234为截交线的正面 投影。2、3为棱线SB、SC与截平面交 点II、III的正面投影,1、4为底边AB、 AC与截平面交点I、IV的正面投影。在sb、 sc、ab、ac上定出相应的2、3、1、4点并 依次连接,即得交线的水平投影。 截交线的可见性根据它所在立体表面的 可见性来判断。三棱锥的三个棱面的水平 投影皆为可见,而底面的水平投影为不可 见,故12、23、34均可见,14为不可见。 截断面的实形可用辅助投影求出。
4.1 平面立体的投影及其表面上 点、线的投影 4.2 平面与平面立体相交 4.3 曲面立体的投影及其表面上 点、线的投影 4.4 平面与曲面立体相交
回目录页
上一节
上页
下页
下一节
4.1 平面立体的投影及其表面上点、线的投影
一、平面立体的投影
棱柱 棱线互相平行,底面为多边形,底面形状是棱柱的特征面。画正棱柱的投影 时,应先画其反映特征的投影,再画其它两个投影。 直立正六棱柱的投影 上、下底面平行于H面,为正 六边形,水平投影反映实形, 正面投影和侧面投影均积聚成 水平线段; 六个棱面均垂直于H面,水 平投影积聚成直线段与底面投 影重合; 前后两棱面平行V面,垂直 W面,正面投影反映实形,侧 面投影积聚成铅直线段; 另四个棱面均倾斜于V、H 面,正、侧面投影都是类似图 形。
第4章 立体及平面与立体相交
外表面和内表面相交
a
84 返回
两回转体表面相交
两立体相交叫作相贯,其表面产生的交线叫做相贯线。
相贯线的性质
相贯线一般为光滑封闭的空间曲线,它是两回转体表 面的共有线。求相贯线的实质就是求两曲面立体表面的共 有点。
作图方法
利用投影的积聚性直接表取点。
★找特殊点 ★补充中间点 ★光滑连接各点 ★分析轮廓线的
投影
擦除多余作图线后的结果
例 已知圆锥被正平面所截,求截交线的正面投影
上一级
[例二]:求圆锥被截切后的截交线,并完成三视图。 QV
PV
擦除多余作图线后的结果
平面与球面相交
[例题] 切割平面为水平面时,圆球的截交线
[例题] 求圆球的截交线
正面投影和侧面投 影是两个相等的矩形, 矩形的高度等于圆柱的 高度,宽度等于圆柱的 直径(回转轴的投影用 细点画线来表示) 。
圆柱体的投影分析(回转轴垂直于H面)
正面投影的左、右边 线分别是圆柱最左、最右 的两条轮廓素线的投影, 这两条素线把圆柱分为前、 后两半,他们在W面上的 投影与回转轴的投影重合。
第4章 立体及平面与立体相交
4.1 平面立体的投影 4.2 曲面立体的投影 4.3 平面与平面立体相交 4.4 平面与曲面立体相交
空间几何中的平面与立体形的相交关系
空间几何中的平面与立体形的相交关系概述:在空间几何中,平面与立体形的相交关系是一个重要的研究方向。
平面与立体形的相交关系不仅涉及到数学本身,也与物理、工程等领域密切相关。
本文将探讨平面与立体形的不同相交情况,并深入研究其几何性质和应用。
一、平面与平面相交:平面与平面相交是最简单的一种情况,可以分为平行和非平行两种情况。
当两个平面平行时,它们永远不会相交;当两个平面不平行时,它们会相交于一条直线。
这一性质在工程测量、建筑设计等领域具有广泛的应用。
二、平面与直线相交:平面与直线相交是平面几何中常见的情况。
当平面与直线相交时,它们的交点为一点。
通过求解平面与直线的方程,可以得到交点的坐标。
这一性质在数学中被广泛运用于解析几何的推导和证明。
三、平面与球体相交:平面与球体相交是空间几何中的一个重要问题。
当一个平面与一个球体相交时,可能存在以下三种情况:平面与球体相切于一点、相切于一个圆或者相交于两个交点。
根据不同情况,可以进一步讨论平面和球体的切线、交点等几何性质。
四、平面与圆柱相交:平面与圆柱相交也是几何学中的常见问题。
当一个平面与一个圆柱相交时,可能存在以下几种情况:相切于一个点、相交于一个圆或者相交于两个交线。
这一性质在建筑设计、机械工程等领域具有广泛的应用。
五、平面与圆锥相交:平面与圆锥相交是空间几何中的一个有趣问题。
当一个平面与一个圆锥相交时,可能存在以下几种情况:相切于一个点、相交于一个圆或者相交于两个交线。
通过研究平面和圆锥的相交性质,可以深入理解圆锥几何学中的一些基本概念和定理。
六、平面与多面体相交:平面与多面体相交是几何学中的一个复杂问题。
多面体包括了诸如立方体、正四面体、正六面体等形状,它们与平面的相交关系具有一定的规律性。
通过研究平面和多面体的相交性质,可以在计算机图形学、空间分析等领域中得到广泛应用。
七、应用领域:平面与立体形的相交关系在各个领域都有广泛的应用。
在建筑设计中,平面与立体形的相交关系决定了建筑物的外观和结构;在工程测量中,平面与立体形的相交关系决定了各种测量数据的获取方式;在计算机图形学中,平面与立体形的相交关系决定了虚拟场景的呈现效果。
水利工程制图电子教案情境二任务三物体表面的交线
兰州资源环境职业技术学院教师授课教案
例2 求作四棱锥被截切后的水平投影和侧面投影。
解:分析——截平面为正垂面,截交线的正面投影积聚为直线。
截平
作图步骤:
(1)求特殊位置点
如图b所示,根据相贯线最高点(也是最左点和最右点)和最低点(也是最前点和最后点,可过圆心作素线的垂线)的侧面投影1"(5")、3"、7",可求出其正面投影1′、5′、3′(7′)及水平投影1、5、3、7。
(2)求一般点
在最高点和最低点之间作一辅助水平面P,水平面P截切圆锥所得截交线的水平投影为圆,截切圆柱所得截交线的水平投影为两条平行的素线,两组截交线的交点2、4、6、8即为相贯线上的点。
在根据水平投影2、4、6、8求出正面投影2′(8′)、4′(6′)。
(3)判断可见性。
主视图上相贯线前后是对称且重合,俯视图可见。
(4)用光滑曲线连接同名投影。
几何形的相交与相切
几何形的相交与相切几何形是数学中研究图形的一种方法。
在几何学中,我们经常会遇到几何形的相交与相切问题。
相交和相切是描述图形之间关系的重要概念,它们在几何学中具有广泛的应用。
本文将介绍几何形相交和相切的基本概念、判定方法以及相关定理,并通过实例来进一步说明。
一、相交相交是指两个或多个几何形之间的部分重合。
在几何学中,常见的几何形相交有线段相交、直线相交、平面相交和立体相交等情况。
我们将逐一介绍它们的判定方法。
1. 线段相交线段相交是指两条线段之间有公共点。
如果两条线段的端点都在另一条线段的两侧,即线段的开始点与结束点之间的部分不在另一条线段上,则称这两条线段相交。
判定线段相交可以通过求解线段的参数方程或使用线段相交的定理进行判定。
2. 直线相交直线相交是指两条直线有且只有一个公共点。
如果两条直线不平行且不重合,则它们一定相交。
判定直线相交的方法有解直线方程组、使用直线相交角相等的定理等。
3. 平面相交平面相交是指两个或多个平面之间有公共部分。
如果两个平面不平行,则它们一定相交。
判定平面相交可以通过求解平面的交点,或使用平面相交角相等的定理等。
4. 立体相交立体相交是指两个或多个立体图形之间有公共部分。
如果两个立体图形不平行,则它们一定相交。
判定立体相交可以通过求解立体图形的交点,或使用立体相交角相等的定理等。
二、相切相切是指两个几何形之间只有一个公共点,并且这个公共点同时属于两个几何形。
在几何学中,常见的几何形相切有圆与直线的相切、圆与圆的相切以及球与平面的相切等情况。
我们将逐一介绍它们的判定方法。
1. 圆与直线的相切圆与直线的相切是指圆与直线有且只有一个公共点,并且这个公共点同时属于圆和直线。
判定圆与直线的相切可以通过求解圆与直线的交点,并验证交点是否同时属于圆和直线。
2. 圆与圆的相切圆与圆的相切是指两个圆有且只有一个公共点,并且这个公共点同时属于两个圆。
判定圆与圆的相切可以通过求解两个圆的交点,并验证交点是否同时属于两个圆。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二、平面与平面立体相交
平面截切平面立体, 平面截切平面立体,在平面立体表面留有的 交线,称为平面立体的截交线。 交线,称为平面立体的截交线。
㈠ 平面体截交线的性质: 平面体截交线的性质: ⒈平面体截交线是截平面与平面 平面体截交线是截平面与平面 立体表面的公有线 公有线。 立体表面的公有线。 平面体截交线的形状是由直线 ⒉平面体截交线的形状是由直线 段围成的平面多边形 平面多边形。 段围成的平面多边形。 平面多边形的顶点是平面立体 ⒊平面多边形的顶点是平面立体 棱线与截平面的交点 交点, 棱线与截平面的交点,边是截 平面与平面立体各表面的交线 交线。 平面与平面立体各表面的交线。
㈡ 回转体截交线的求解方法与步骤
1、空间分析 分析回转体的几何形状, 分析回转体的几何形状,以及截平面与回转体轴线 的相对位置,确定回转体截交线的形状。 的相对位置,确定回转体截交线的形状。 2、投影分析 分析截平面、回转体表面与投影面的相对位置,确 分析截平面、回转体表面与投影面的相对位置, 定截交线的投影特性。 定截交线的投影特性。 3、投影作图 若截交线为非圆曲线或非直线段时, 若截交线为非圆曲线或非直线段时,运用回转体表 特殊点, 面取点取线方法,先作出截交线上的特殊点 面取点取线方法,先作出截交线上的特殊点,在需要的 地方补充一般点 然后用光滑曲线连接各点。 一般点, 地方补充一般点,然后用光滑曲线连接各点。 4、整理回转体轮廓线 检查回转体被截切后的轮廓素线。 检查回转体被截切后的轮廓素线。
3、投影作图 4、整理图线
采用的是哪种解题方法? 采用的是哪种解题方法?
浏览三维动画
【例题4】完成四棱台上部开槽后的水平投影和侧面投影 例题4
1′2′ 5′6′ 2〞6〞 1〞5〞
空间分析
水平截平面与 四棱台四各棱面相 交于四条边; 交,交于四条边; 两个侧平截平 面均与四棱台三个 面相交, 面相交,分别交于 三条边; 三条边; 截平面之间有 二条交线; 二条交线;
2、圆锥体的截交线 依据截平面与圆锥体轴线的相对位置不同,截交 依据截平面与圆锥体轴线的相对位置不同, 线的形状有以下五种: 线的形状有以下五种:
【例题1】完成圆锥截切后的水平投影和侧面投影。 例题1 完成圆锥截切后的水平投影和侧面投影。 1、空间与投影分析
截交线为椭圆,截 截交线为椭圆, 交线的正面投影落在截 平面的积聚性投影上, 平面的积聚性投影上, 要作出椭圆的水平投影 和侧面投影。 和侧面投影。
分析截平面与投影面 的相对位置。 的相对位置。
——截交线的正面投影落
3
4
在水平截平面和侧平截平 面的积聚性投影上; 面的积聚性投影上;
——截交线的侧面投影落
1
2
在圆柱面和水平截平面的 积聚性投影上; 积聚性投影上;
3、投影作图
1、空间分析
4、整理轮廓素线 分析截平面与立体的相对位置 ——水平面截切,截交线为矩形; 水平面截切,截交线为矩形; ——侧平面截切为圆弧。 侧平面截切为圆弧。 浏览三维动画
4.2 平面与立体相交
一、Байду номын сангаас 交 线 概 述 二、平面与平面体相交 三、平面与回转体相交
一、截交线概述
平面截切立体,在立体表面留有的交线成为截交 平面截切立体,在立体表面留有的交线成为截交 依据立体表面性质不同,立体的截交线可分为: 线。依据立体表面性质不同,立体的截交线可分为:
平面体截交线和 平面体截交线和曲面体截交线
2、投影作图
运用锥面取点方法 作出抛物线顶点和底端 点、转向轮廓线上点和 一般点, 一般点,用曲线光滑连 接各点。 接各点。
3、整理轮廓线
【例题3】完成圆锥截切后的水平投影和侧面投影。 例题3 完成圆锥截切后的水平投影和侧面投影。 1、空间与投影分析
截交线为圆弧和两 根直线段, 根直线段,两截平面间 有一条交线。 有一条交线。截交线的 正面投影落在截平面的 正面积聚性投影上, 正面积聚性投影上,求 作截交线的水平投影和 侧面投影。 侧面投影。
3) 整理立体的棱线投影
【例题1】完成五棱锥被截切后的水平投影和侧面投影。 例题1 完成五棱锥被截切后的水平投影和侧面投影。 1、空间分析
——截交线为平面五边形
3′ 4′ 2′ 1′ 5′ 3〞 2〞 4〞 5〞 1〞
2、投影分析
截平面为正垂面,截 截平面为正垂面, 交线的正面投影落在截平 面的积聚性投影上,要求 面的积聚性投影上, 的是截交线的水平投影和 侧面投影。 侧面投影。
9′10′ 4′3′ 7′8′
10〞 10〞 3〞8〞
9〞 4〞7〞
10 3 2 8 6
1 4 9
5 7
整理棱线投影
浏览三维动画
二、平面与回转体相交
平面截切回转体,在回转体表面留有的交线, 平面截切回转体,在回转体表面留有的交线, 称为回转体的截交线。 称为回转体的截交线。 ㈠ 回转体截交线性质
1、截交线是截平面与回转 体表面的公有线。截交线上 体表面的公有线。 的点为截平面与回转体表面 的公有点。 的公有点。 2、截交线的形状通常为平 面曲线,特殊情况下可含有 面曲线, 直线段组成。截交线的形状 直线段组成。 取决于回转体表面性质和截 平面与回转体的相对位置。 平面与回转体的相对位置。
2、投影作图
截交线圆弧的水平 投影反映圆弧的实形。 投影反映圆弧的实形。
3、整理轮廓线
【例题4】完成圆锥截穿孔后的水平投影和侧面投影。 例题4 完成圆锥截穿孔后的水平投影和侧面投影。 1、空间与投影分析
截交线为圆弧、椭 截交线为圆弧、 圆弧和直线段组成的空 间曲线, 间曲线,三条截平面间 的交线。 的交线。截交线的正面 投影落在截平面的正面 积聚性投影上。 积聚性投影上。
2、投影作图
分别求解各个截平 面的截交线, 面的截交线,截交线上 的点可运用锥面取点方 法获得。 法获得。
3、整理轮廓线
浏览三维动画
3、圆球的截交线 平面截切圆球,其截交线的形状为圆。 平面截切圆球,其截交线的形状为圆。
实形; 当截平面平行于投影面时,则截交线圆的投影反映实形; 当截平面平行于投影面时,则截交线圆的投影反映实形 当截平面垂直于投影面时,则截交线圆的投影为直线段 直线段; 当截平面垂直于投影面时,则截交线圆的投影为直线段; 椭圆。 当截平面倾斜于投影面时,则截交线圆的投影为椭圆 当截平面倾斜于投影面时,则截交线圆的投影为椭圆。
【例题2】作出圆柱体被截切后的水平投影。 例题2 作出圆柱体被截切后的水平投影。
b′ b〞
c′d′
d〞
c〞
a′
d
a〞
a
b
c
1、空间分析 分析截平面与 圆柱体轴线的相对 位置, 位置,确定截交线 的形状——椭圆 椭圆。 的形状——椭圆。 2、投影分析 截交线的正面 投影和侧面投影分 别落在截平面和圆 柱面的积聚性投影 上,要求的是截交 线水平投影。 线水平投影。 3、投影作图 4、整理轮廓线
2 1 5
3 4
3、投影作图 4、整理图线
采用的是哪种解题方法? 采用的是哪种解题方法?
浏览三维动画
【例题3】求正四棱锥被截切后的水平和侧面投影。 例题3 求正四棱锥被截切后的水平和侧面投影。 1、空间分析
6′ 5′7′ 4′8′ 1′ 3′9′ 2′10′ 10 7 6 1 5 2 9 8 4 3 10″ 9″ 7″ 6″ 5″ 4″ 2″ 1″ 3″
【例题1】完成圆球截切后的水平投影和侧面投影。 例题1 完成圆球截切后的水平投影和侧面投影。
【例题2】完成半球被截切后的水平投影和侧面投影。 例题2 完成半球被截切后的水平投影和侧面投影。
4、组合回转体的截交线
组合回转体通常由多个基本回转体组合形成, 组合回转体通常由多个基本回转体组合形成, 求解这类形体截交线时, 求解这类形体截交线时,应首先分析组合回转体是 由哪些基本回转体组成,以及它们的连接关系,然 由哪些基本回转体组成,以及它们的连接关系, 后分别求出这些基本回转体的截交线, 后分别求出这些基本回转体的截交线,并依次将其 连接。 连接。
【例题5】 完成圆柱体截切后的侧面投影。 例题5 完成圆柱体截切后的侧面投影。
【例题6】 完成圆柱体穿三棱柱孔后的侧面投影。 例题6 完成圆柱体穿三棱柱孔后的侧面投影。
浏览三维动画
【例题7】 求组合立体截切后的水平投影和侧面投影。 例题7 求组合立体截切后的水平投影和侧面投影。
45° 45°
浏览三维动画
立体表面交线的形状? 立体表面交线的形状? ——空间10边形 10边形 空间10
8″
2、投影分析
截交线的正面投影落 在截平面的积聚性投影上; 在截平面的积聚性投影上;
——水平截平面截切的交
线平行于四棱锥对应底边; 线平行于四棱锥对应底边;
——侧平截平面截切的交
线平行于四棱锥前后棱线。 线平行于四棱锥前后棱线。
㈡ 平面立体截交线的求法 1、线面交点法
将平面立体上参与相交 交点, 的各条棱线与截平面求交点 的各条棱线与截平面求交点, 并将位于立体同一棱面上的 两交点依次连接起来, 两交点依次连接起来,即为 所求平面立体的截交线。 所求平面立体的截交线。
S
4
P 3 D
1 A
2
C
2、面面交线法
B
将平面立体上参与相交的各棱面与截平面求交线 将平面立体上参与相交的各棱面与截平面求交线, 交线, 这些交线即围成所求的平面立体截交线。 这些交线即围成所求的平面立体截交线。
【例题1】完成组合回转体截切后的侧面投影。 例题1 完成组合回转体截切后的侧面投影。
空间与投影分析 组合回转体 是由同轴半球、 是由同轴半球、 圆柱体和圆台组 合而成。 合而成。截平面 为侧平面, 为侧平面,组合 回转体截交线由 半园、直线段和 半园、 双曲线组成, 双曲线组成,其 正面投影落在截 平面的正面积聚 性投影上, 性投影上,