Слайд 1НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ
Лекция 1
Слайд 2Чертеж – международный язык общения техников.
Начертательная геометрия – грамматика
этого языка (чертежа).
Начертательная геометрия изучает методы построения изображений пространственных объектов
на плоскости, а также способы преобразования полученных изображений для упрощения решения различных инженерных задач.
Слайд 3Базовые геометрические элементы начертательной геометрии
Слайд 4Точка – абстрактное математическое понятие. Нульмерный объект (не имеет измерений).
Линия
– непрерывное одномерное множество точек ( цепочка точек). Непрерывная последо-вательность
положений точки, перемещаю-щейся в пространстве по определенному закону (траектории). Измерение : только длина. Толщины нет.
Поверхность – непрерывное двумерное мно-жество точек. Непрерывная последователь-ность положений линии, перемещающейся в пространстве по определенному закону. Измерения : длина, ширина, площадь. Толщины и объема нет.
Слайд 5Изображение геометрических объектов
Слайд 6Все изображения разные, но их объединяет то, что в основе
их построения лежит один и тот же метод – метод
проецирования
Перспективная проекция
Аксонометрическая проекция
Ортогональные проекции
Слайд 8А – объект (точка)
SA – проецирующая
прямая
SA ∩ ПК = АК
АК – проекция объекта
(точки) А на плоскости проекций Пк
Пк – плоскость проекций
S – центр проецирования
Аппарат проецирования
Закон проецирования
Слайд 9Для любой точки пространства
SA ∩ Пк = Aк
SВ ∩ Пк = Bк SС ∩ Пк =
Cк
SA ∩ SВ ∩ SС ∩ …= S
Слайд 11Центральное проецирование
S (центр проецирования) -– реальная точка.
SA ∩ SB
∩ SC …= S
Слайд 12Параллельное проецирование
S (центр проецирования) – несобственная точка
S S
SA ∩ SB ∩ SC …= S
следовательно
S A S B S C … s
s – направление проецирования; S s
Слайд 13Виды параллельного проецирования
(s^Пк)= φ
φ=90º (s Пк) проецирование прямоугольное
(ортогональное)
φ=90º (s Пк) проецирование косоугольное
Слайд 15Свойства ортогонального проецирования
1. Проекция точки есть точка
2.
Если прямая не перпендикулярна плоскости проекций
П1, то
ее проекция – прямая линия
(AB) П1 (A1B1) - прямая
Если прямая перпендикулярна плоскости проекций П1, то ее проекция - точка.
e П1 e1 - точка
Слайд 163. Если прямые параллельны, то их проекции тоже параллельны
a || b a1 || b1
4. Если точка принадлежит прямой, то проекция этой точки принадлежит проекции прямой
A b A1 b1
5. Отношение отрезков, принадлежащих одной прямой равно отношению их проекций.
Точка делит отрезок прямой в том же отношении, что проекция этой точки делит проекцию отрезка.
[AM]: [MB] = [A 1 M 1]: [M 1 B 1]
Слайд 17Одна проекция точки
не определяет ее положение
в пространстве
Точка A1
может быть проекцией любой точки, лежащей на прямой s.
Для однозначности
чертежа используют проецирование на две и больше плоскости (удваивают аппарат проецирования)
Положение точки в пространстве определяется ее проекциями на две плоскости
Слайд 19Две плоскости проекций пересекаются под прямым углом
П1 П2
П1 ∩ П2 = x12
П1 – горизонтальная плоскость проекций
П2 – фронтальная плоскость проекций
X12 - ось проекций
Плоскости П1 и П2 делят пространство на четыре четверти:
I, II, III, IV – четверти пространства
Плоскость П1 поворачивается вокруг оси x12 так, что передняя часть П1 совпадает с нижней частью плоскости П2
Слайд 20Ортогональная проекция точки на плоскости П1 и П2
AA1 П1
A1 - горизонтальная проекция точки A
AA2 П2
A2 - фронтальная проекции точки A
AA2 - расстояние от точки A до плоскости П2
AA2 = A1A12 - глубина
AA1 – расстояние от точкиt A до плоскости П1
AA1 = A2A12 - высота
А1А2 х12
Слайд 21Ортогональные проекции точки на две перпендикулярные плоскости однозначно определяет положение
точки в пространстве
Точка A находится в I четверти
Горизонтальная проекция расположена
ниже оси x12, фронтальная проекция - выше
Слайд 22Точка B находится во II четверти
Обе проекции точки расположены выше
оси x12
Слайд 23Точка C находится в III четверти
Горизонтальная проекция C1 расположена выше
оси x12 так как после поворота C1 будет совмещаться с
верхней частью плоскости П2 в то время как C2 находится под осью x12
Слайд 24
Точка D находится в IV четверти
Обе проекции точки располагаются ниже
оси x12, так как горизонтальная проекция D1 совмещается с нижней
частью плоскости П2
Слайд 25Проекции всех точек A, B, C, D
представлены на чертеже
Горизонтальные
и фронтальные проекции точек A и C, расположенных в нечетных
четвертях пространства (1 and 3), находятся по обе стороны оси x12,
в то время как проекции точек B и D, находящихся
в четных четвертях пространства (2 and 4),
расположены по одну сторону от оси x12
Слайд 26Точки принадлежат плоскостям проекций П1 и П2
Расстояние от этих точек
до плоскостей проекций, на которых они находятся равны нулю
Точка E
находится на передней части плоскости П1
Фронтальная проекция E2 находится на оси x12, а горизонтальна проекция E1 совпадает с точкой E (E E1)
Слайд 27Точка K лежит на задней части плоскости П1.
Точка L
– на верхней части плоскости П2.
Точка M находится на
нижней части плоскости П2.
Одна проекция каждой точки K, L, M совпадает с самой точкой, а вторая лежит на оси x12.
Точка N расположена на оси x12, обе ее проекции N1 и N2 совпадают с самой точкой N.
Слайд 28Прямая линия
Линия рассматривается как траектория
постоянно движущейся в пространстве точки.
Линии могут быть прямыми, ломаными и кривыми
Слайд 29Проекции прямой линии
l (A,B)
Al
Bl
Проекция прямой линии в общем
случае
может быть определена, если заданы проекции двух ее точек
Слайд 30Принадлежность точки прямой
Если точка принадлежит прямой, то
проекции этой точки
принадлежат одноименным проекциям прямой
Cl C1l1 ; C2l2
Точки A, B
и D не принадлежат прямой l:
точка D расположена выше прямой,
Точка B – in front of the line
Слайд 31Положение прямой относительно
плоскости проекций
Прямая
общего положения
Прямые частного положения
l II
Пk
l II Пk
l Пk
Прямая уровня
Проецирующая
прямая
Слайд 33l II П1 и l II П2
l1 II x1,2 и
l2 II x1,2
l1 x1,2 и l2 x1,2
Прямая общего
положения
Это прямая не параллельная
ни одной из плоскостей проекций
Слайд 34Прямые уровня
Это прямые параллельные
какой-либо одной
плоскости проекций
l II Пк
Слайд 35Горизонталь – h
Это прямая параллельная горизонтальной плоскости проекций
h II П1
AB h AB II
П1
h(AB)^П2
h2 II x1,2
А1В1 IABI
h1(А1В1) ^ x1,2
Слайд 36Фронталь – f
Это прямая параллельная фронтальной плоскости проекций
f II П2
AB f AB II
П2
f(AB)^П1
f1 II x1,2
А2В2 IABI
f2(А2В2) ^ x1,2
Слайд 37Характерная особенность эпюра горизонтали и фронтали –
одна из проекций
параллельна
оси х1,2
Слайд 38Профильная прямая - p
Это прямая параллельная профильной плоскости проекций П3
Слайд 39Проецирующие прямые
Это прямые перпендикулярные
какой-либо одной
плоскости проекций
l Пк
Слайд 40Горизонтально-проецирующая прямая
Это прямая перпендикулярная горизонтальной плоскости проекций
m П1
m II П2
AB m
AB II П2
m1 – точка m2 x1,2
А1В1 - точка
А2В2 IABI
Слайд 41Фронтально-проецирующая прямая
Это прямая перпендикулярная фронтальной плоскости проекций
m П2
m II П1
AB m
AB II П1
m2
– точка m1 x1,2
А2В2 - точка
А1В1 IABI
Слайд 42Характерная особенность эпюра проецирующей прямой –
одна из проекций прямой
точка
Слайд 44Пересекающиеся прямые
m ∩ n = D
mk ∩ nk=
Dk
m1 ∩ n1 = D1
m2 ∩ n2 = D2
D1D2
x1,2
Слайд 45Параллельные прямые
m II n
mk II nk
m1 II n1
m2
II n2
Слайд 46Скрещивающиеся прямые
m n m II n m
∩ n
Пары точек (1,2) и (3,4) – конкурирующие точки
Определение видимости
Точки 1 и 2 горизонтально-конкурирующие
Точка 1 выше,
чем точка 2, а значит видима на плоскости П1
Точка 1 принадлежит прямой n, значит прямая n в этом месте проходит над прямой m
Точки 3 и 4 фронтально-конкурирующие
Точка 3 находится ближе к наблюдателю, а значит, видима на плоскости П2
Поскольку точка 3 принадлежит прямой n, то эта прямая n, на этом участке, проходит перед прямой m
Слайд 48НАЧЕРТАТЕЛЬНАЯ ГЕОМЕТРИЯ
Лекция 2
Слайд 50Плоскость - это один из видов поверхности (плоская поверхность).
Слайд 51Три точки
α(А,В,С)
Способы задания плоскости
Две параллельные прямые
δ(m‖n)
Точка и прямая
β(А,b)
Плоская фигура
ε(АВС)
Две пересекающиеся
прямые
γ(a∩b)
Слайд 52α II Пк
Общее положение
Частное положение
β Пк
γ II Пк
Проецирующая плоскость
Плоскость уровня
Положение плоскости относительно плоскостей проекций
Слайд 54Плоскость общего положения
Вывод: Ни одна из проекций плоскости не имеет
форму прямой линии
β(А,l)
γ(m∩n)
δ(m‖n)
ε(АВС)
Слайд 56Это плоскости перпендикулярные одной из плоскостей проекций
Горизонтально-проецирующая
Фронтально-проецирующая
α1 – прямая
β2 –
прямая
Проецирующие плоскости
α П1
β П2
Слайд 57Это плоскости параллельные одной из плоскостей проекций
Горизонтальная плоскость
Фронтальная плоскость
Плоскости уровня
β
II П2
α II П1
α2 – прямая и α2II x1,2
β1 –
прямая и β1 II x1,2
АВС α АВС II П1А1В1С1 АВС
АВС β АВС II П2А2В2С2 АВС
Слайд 59
Пример 1
Дано: плоскость αАВС.
Построить: l α.
Прямая принадлежит плоскости,
если две точки прямой принадлежат этой плоскости.
l; l (1,2),
(1α ), (2α) l α
Точка 1 принадлежит стороне АВ (1АВ).
Точка 2 принадлежит стороне ВС (2ВС).
Строим l (1,2)
Слайд 60Пример 2
Дано: плоскость αАВС.
Построить: l α.
Прямая принадлежит
плоскости, если она проходит через точку, принадлежащую этой плоскости, и
параллельна какой-либо прямой, также принадлежащей этой плоскости
l; l (1,AC), 1α, l ||AC, ACα l α
Точка 1 принадлежит стороне АВ (1АВ).
Через точку 1 проводим прямую l параллельно стороне АС (l ||AC).
Слайд 62Горизонталь плоскости
Дано: Плоскость αАВС
Построить: h α
h 1
h2 x1,2
Задаем h (А,1); 1ВС
Строим h1 (А1,11)
Это прямая, принадлежащая
плоскости,
и параллельная горизонтальной плоскости
проекций
Слайд 63Фронталь плоскости
Дано: Плоскость αАВС
Построить: f α
f 2
f1 x1,2
Задаем f (А,1); 1ВС
Строим f2(А2,12)
Это прямая, принадлежащая плоскости,
и
параллельная фронтальной плоскости
проекций
Слайд 65 Точка принадлежит плоскости, если она принадлежит прямой, принадлежащей
этой плоскости
А α А l , l
α
Слайд 66Аl; lα; l (1,2);
(1α); (2α);
(1m); (2n)
Аl; lα; l(1,m); (l
|| m)
(1n);
Дано: плоскость α(m,n); точка А(А2) α.
Построить: А1.
Первый вариант
построения
Второй вариант построения
Слайд 67Для того, чтобы построить недостающую проекцию K1 точки K, принадлежащей
плоскости ТАВС, имея проекцию K2, выполним:
1. Проведем проекцию t2 прямой
t, принадлежащей плоскости ТАВС, через заданную K2.
2. Отметим прямую в плоскости двумя точками A и D. В примере проекции точки A известны, а точку D находим на соответствующих проекциях прямой BC.
3. Проводим линию связи из точки K2 до пересечения с проекцией t1.
Слайд 68Взаимное положение двух плоскостей
Слайд 70Две плоскости параллельны, если две пересекающиеся прямые одной плоскости соответственно
параллельны двум пересекающимся прямым другой плоскости.
Т(a∩b);
P(c∩d);
aIIc;
bIId;
T II P
Слайд 72 Т ∩ P(∆АВС)= l
l
Т и l P(∆АВС)
l(M,N)
M = Т ∩ AB; N = Т ∩ BC
Т П2 Т2 – прямая (M2N2 ≡ Т2)
Частный случай: одна из двух пересекающихся плоскостей плоскость частного положения – Т фронтально-проецирующая.
Слайд 73Линией пересечения плоскостей является прямая, которая должна быть задана двумя
точками.
Любая из этих двух точек может быть получена:
пересечением двух прямых
(в каждой из двух заданных плоскостей выбирается по одной прямой и находится точка их пересечения);
пересечением прямой с плоскостью (в одной из двух заданных плоскостей выбирается прямая и определяется точка ее пересечения с другой плоскостью);
пересечением трех плоскостей (вводится дополнительная третья плоскость, и строится точка пересечения двух заданных плоскостей и дополнительной).
Слайд 74Пространственная модель построения линии пересечения двух плоскостей
α∩β=l(M,N)
M=a∩b; aα; bβ
a= α∩γ;
b= β∩γ
N=c∩α; cβ
Слайд 75Т ∩ P= l(M,N)
Точки M и N могут быть определены
как точки пересечения трех плоскостей
М=Т ∩ Р ∩
Δ1; N=Т ∩ Р ∩ Δ2
Δ1 и Δ2 – вспомогательные секущие плоскости - проецирующие.
Δ1 ∩ Т=a1 и Δ1 ∩ Р=b1 a1 ∩ b1=М Δ2 ∩ Т=a2 и Δ2 ∩ Р=b2 a2 ∩ b2= N
Общий случай: Заданы две плоскости Т и Р общего положения.
Слайд 77Построение точки, принадлежащей линии пересечения двух плоскостей, введением дополнительной секущей
плоскости
γ – дополнительная секущая плоскость (проецирующая)
Слайд 78Построение точки, принадлежащей линии пересечения двух плоскостей, как точки пересечения
прямой, принадлежащей одной из заданных плоскостей, с другой заданной плоскостью
Слайд 80Взаимное положение прямой и плоскости
Слайд 81Прямая по отношению к плоскости может занимать следующие положения:
Принадлежать
Быть параллельной
Пересекать
Быть
перпендикулярна
Слайд 82Прямая параллельна плоскости, если она параллельна какой-либо прямой, принадлежащей этой
плоскости.
l ‖Ф
l ‖ m ; m Ф
Прямая пересекает плоскость, если она пересекает какую-либо прямую, принадлежащую этой плоскости.
l ∩Ф l ∩ m ; m Ф
Прямая принадлежит плоскости, если она тождественна какой-либо прямой, принадлежащей этой плоскости.
l Ф l ≡ m ; m Ф
l II m
Если l ∩ m ,
l ≡ m
Но m Ф, следовательно,
m = Ф ∩ T
T – вспомогательная плоскость
Если T Пк , то lк ≡ Tк ≡ mк
m Ф
то l T и m T
Слайд 83Пример 1
Дана прямая l.
Определить ее положение
относительно плоскости АВС
1.Зададим m2 ≡ l2
2. m(1,2); 1=m∩АВ; 2=m ∩ВС;
3.
Находим m1.
4. Сравниваем положение проекций
m1и l1 , m1 ‖ l1
5. Вывод: l ‖ Ф
Слайд 84
Построение точки пересечения прямой и плоскости
1 Прямая линия(l) пересекает плоскость
(∆АВС) если она пересекает прямую (m), принадлежащую этой плоскости(∆АВС)
2 Для
нахождения точки пересечения
необходимо учитывать,
что проекции заданной прямой l
и прямой m, принадлежащей плоскости, должны обязательно совпадать
на одной из плоскостей проекций
Слайд 85Для нахождения точки пересечения прямой l с плоскостью Ф (ABC)
выполним:
1. Проведем m, учитывая, что l1≡ m1
2. Отметим прямую m
в плоскости двумя точками m (1,2); 1=m∩АВ; 2=m ∩ВС
3. Построим m2 (12,22)
4. Сравним положение проекций m2и l2,
m2 ∩ l2 = К2
5. Вывод: l ∩Ф=К – точка пересечения прямой l и плоскости Ф
Дана прямая l.
Определить ее положение относительно плоскости АВС
Пример 2
Слайд 86Видимость прямой относительно плоскости
определяется при помощи конкурирующих точек
2. 3
l, 2 (BC)
Точка 3 расположена выше точки 2,
принадлежащей плоскости, следовательно, горизонтальная проекция прямой в этом месте до точки K, будет видимая
3. Фронтально-конкурирующие точки
Рассмотрим (42=52). 5 l, 4 (AC)
Точка 5 на фронтальной плоскости проекций будет видима относительно плоскости Ф (ABC), значит, прямая l тоже видима
1. Горизонтально-конкурирующие точки
Выделим точки (2, 3), определяющие видимость прямой l относительно плоскости Ф (ABC) на горизонтальной плоскости проекций (21=31)
Слайд 87Прямая
перпендикулярная плоскости
Слайд 88Прямая перпендикулярна плоскости, если она перпендикулярна двум пересекающимся прямым этой
плоскости
Проведем в плоскости горизонталь h и фронталь f , они
пересекаются l T l h l f ;
Т – плоскость общего положения
l – прямая общего положения
l h; h ‖ П1; l П1 l1 h1
l f; f ‖ П2; l П2 l2 f 2