土木工程制图第四章直线和平面平面和平面的位置关系
直线和平面的位置关系

P
P
D1
C1
A
D
O
A
B
C
(1)
(2)
A1 C
D
B1 C
MA
B
B
(3)
(1) PA⊥正方形ABCD所在平 面,O为对角线BD的中点, 求证:PO⊥BD,PC⊥BD
直线和平面
在日常生活中,我们可以观察到直线与平面 的位置关系共有三种。
即:平行、相交、在平面内。 其中直线在平面内,由基本性质1决定。 对于直线和平面的前两种位置关系,分别给
出下面的定义。
定义1 如果一条直线和一个平面没有公共点,那 么称这条直线和这个平面平行。
直线l与平面平行, 记作l //,即l
∴PC是平面ABC的斜线
∴AC是PC在平面ABC上的射影A
∵BC平面ABC 且AC ⊥ BC
∴由三垂线定理得
PC ⊥ BC
B C
例2 直接利用三垂线定理证明下列各题:
(1) PA⊥正方形ABCD所在平面,O为对角线BD的中点 求证:PO⊥BD,PC⊥BD (2) 已知:PA⊥平面PBC,PB=PC,M是BC的中点, 求证:BC⊥AM
在PAO中,
P
sin PAO PO 8 1 PAO 30
PA 16 2
A
同理 : sin PBO PO 8 PB 10
O
B
PBO 538
三垂线定理及逆定理
P oa
A α
预习:
三垂线定理
什么叫平面的斜线、垂线、射影?
P
oa
α
A
PO是平面α的斜线,
O为斜足; PA是平面α 的垂线, A为垂足; AO
看家中直线与平面平面与平面的位置关系

看家中直线与平面平面与平面的位置关系在三维空间中,直线和平面是两种基本的几何图形,它们的位置关系与相互作用一直是数学和物理学领域的研究热点。
在家居设计和建筑设计等领域,掌握直线与平面的位置关系非常重要,因为这关系到一些实际问题的合理解决。
直线与平面的位置关系直线是由一系列无限个点组成的几何图形,而平面则是由无限个点所组成的二维平面区域。
在三维空间中,直线和平面的位置关系可以分为以下几种情况:直线与平面相交当直线与平面的交点只有一个时,我们称这个交点为直线与平面的交点。
此时,直线和平面的位置关系可以描述为:直线与平面相交。
直线在平面之上或之下当直线所在的平面与另一平面相交,但直线却与另一平面没有交点时,我们称这种情况为直线在平面之上或之下。
此时,直线和平面的位置关系可以描述为:直线与平面平行或垂直。
直线包含于平面之中当直线的所有点都在平面之中时,我们称这种情况为直线包含于平面之中。
此时,直线和平面的位置关系可以描述为:直线与平面重合。
平面与平面的位置关系平面与平面的位置关系更加复杂,在三维空间中,平面与平面的位置关系可以分为以下几种情况:平面相交当两个不同的平面有交点时,我们称这种情况为平面相交。
平面互相平行当两个平面的法向量相同或相反时,我们称这两个平面互相平行。
平面相交于一条直线当两个不同平面所交的线是两个平面上的公共点时,我们称这种情况为平面相交于一条直线。
平面包含于另一个平面之中当一个平面的所有点都在另一个平面之中时,我们称这种情况为平面包含于另一个平面之中。
应用案例直线和平面的位置关系在家居设计和建筑设计等领域有广泛的应用。
举例来说,如何在房间内摆放家具时,我们需要考虑家具的尺寸和形状,以及距离墙面和地面方向的距离,这些都会涉及到直线与平面的位置关系。
再比如,当设计建筑时,建筑的外观和内部空间的布局都需要根据直线和平面的位置关系设计。
直线和平面的位置关系是三维空间几何图形重要的研究领域,在日常生活和实际应用中也有广泛的应用。
土木工程制图直线和平面平面和平面的位置关系

土木工程制图
直线与平面相交于一点,该点称为交点,交点是平面与直线的共有点, 它既在直线上又在平面上。
平面与平面相交于一条直线,该直线称为交线,交线是两平面的共有线, 它应同属于两平面。
直线与平面、平面与平面相交的求解方法一般有两种。 (1)积聚投影法:当直线或平面有积聚投影时,可利用积聚投影来求交 点或交线。 (2)辅助面投影法:当直线或平面均无积聚投影时,可利用辅助平面来 求交点或交线。交点、交线是互相联系的,为叙述方便起见,先介绍几种特殊 情况,然后再讨论一般的作图方法。
p
Ha
c
b
d
直线和投影面垂直面平行,则该直线的同面投影与该投影面垂 直面的积聚投影平行。
【例2】 过E点作直线平行于平面ABCD。
土木工程制图
【分析】过e作ef //ad,过f 向上作连系线,则过e′与连系线相交的直线都 为所求,此处我们取其中一条,即过e′作c′d′的平行线,与连系线相交于 一点即为f′。
【例8】过点A作平面ABC垂直于△DEF且平行于MN。 土木工程制图
【分析】作平面垂直于已知平面时,需先作一直线垂直于已知平面,然后包含所
作垂线作平面即可。因又要求平面平行于直线MN,故作另一直线平行于MN即可。
e
d
X
e
d
n
a
f
m
o
am
n
e
g
d
X
e
g d
f
土木工程制图
作图步骤:
① 过A点作直线垂直于 △DEF。先在△DEF内作水平
平面即为所求。
e X
d a
e
f
O
X
d a
f
b c
O
工程制图直线平面

表达结构关系
通过直线的连接和交叉, 可以表达物体各部分之间 的结构关系,如梁、柱、 板等构件的相互连接。
辅助定位和测量
在工程制图中,直线可以 作为辅助线来定位和测量 物体的尺寸和角度。
平面在工程制图中的应用
表达平面形状
在工程制图中,平面常用 来表示物体的内部或外部 平面,如楼板的平面、机 械零件的切面等。
元素。
设计师通过绘制直线和平面来 表达机器零件的形状、尺寸和 位置,以及装配体的装配关系
。
直线和平面在机械设计中用于 表示轮廓、表面、切线、轴线 等元素,以及用于标注尺寸和
公差。
机械图纸中的零件图、装配图 等都是基于直线和平面进行绘
制的。
电子线路设计中的直线和平面
在电子线路设计中,直线和平 面用于表示电路板上的导线和
确定平面位置
通过平面的几何属性,可 以确定平面的位置和方向, 如平行、垂直、倾斜等。
辅助定位和测量
在工程制图中,平面可以 作为辅助面来定位和测量 物体的尺寸和角度。
直线和平面在工程制图中的综合应用
1 2
组合表达物体形状
通过直线和平面的组合,可以完整地表达物体的 形状和结构,如建筑物的三维空间关系、机械零 件的整体结构等。
直线和平面在建筑结构中用于表示墙线、门窗位置、楼 梯、梁柱等结构元素。
建筑师通过绘制直线和平面来表达建筑物的外观、结构 和功能,为施工提供准确的指导。
建筑图纸中的平面图、立面图和剖面图等都是基于直线 和平面进行绘制的。机械设计中的直Fra bibliotek和平面01
02
03
04
在机械设计中,直线和平面是 构成机器零件和装配体的基本
构建投影体系
在工程制图中,直线和平面可以作为投影体系的 基础,通过投影将三维物体转换为二维图形。
直线与平面的位置关系

直线与平面的位置关系直线与平面是几何学中常见的两个基本概念,它们之间存在着一种特殊的位置关系。
在本文中,我们将探讨直线与平面的相互关系,并分析不同情况下它们之间可能存在的几种位置关系。
一、直线与平面的基本定义在几何学中,直线是由一系列连续的无限延伸的点组成的,它没有宽度和厚度,可以用来表示一个方向。
平面则是由无数个共面的点组成的,它有无限的长度和宽度,但没有厚度。
二、直线在平面上的位置关系2.1 直线在平面内的情况当一条直线完全位于一个平面内部时,我们说直线在平面上。
这意味着直线上的任意一点都可以找到与平面内点之间的最短距离,而且直线与平面的交点个数可以是无限的。
当直线与平面相交时,它们的交点在平面内。
2.2 直线与平面的平行关系如果一条直线与一个平面不相交,且在该平面上不存在与这条直线平行的直线,则称这条直线与这个平面平行。
在这种情况下,直线与平面之间的距离是恒定的,且这个距离是由这条直线所在的平行于该平面的直线到平面的最短距离所确定的。
2.3 直线与平面的垂直关系当一条直线与一个平面相交,并且与平面上的任意一条直线所成的角都是直角时,我们说这条直线与平面垂直。
在这种情况下,直线与平面只有一个交点,并且与平面上的直线所成的角度都是90度。
三、直线与平面的特殊情况3.1 直线在平面上的情况有时候,一条直线可能与一个平面相切,这意味着直线上的一点与平面内的点之间的最短距离为零。
在这种情况下,直线与平面的交点个数为1,且这个交点就是直线上的切点。
3.2 直线与平面的重合关系在某些情况下,一条直线可能与一个平面重合,这意味着除了直线上的所有点之外,平面上的其他点也包含在直线上。
在这种情况下,直线与平面有无限个交点,且它们之间的位置是完全重合的。
四、应用举例直线与平面的位置关系在许多实际问题中都能得到应用。
例如,在建筑设计中,我们常常需要确定一条直线是否与一个平面平行,以便进行正确的定位和测量;在计算机图形学中,直线与平面的位置关系常用于计算模型的投影效果等。
工程制图直线与平面平面与平面的相对位置 PPT

直线与平面、平面与平面得相对位置 相对位置包括平行、相交与垂直。
一、直线与平面平行
若平面外的一直线与平面内的一 条直线平行,则该直线与此平面平行。
利用该定理:① 在平面外作一直线与平面平行 ② 判断平面外直线与平面就是否平行
例1:过M点作直线MN平行于平面ABC。
p m
c
A
判别
可见性
a
n b
a
P
M
C
N
B m
a
m
n
pH b
作图过程
pHn b
c H
空间及投影分析
c
ABC就是一般位置平面, 平
面P就是铅垂面,其水平投影积聚成
直线 pH ,pH与abc得交点m、n 即 为两平面交线MN得水平性投影。
例2:求矩形平面P与ABC得交线MN,并判别可见性。
p b m
a n
有多少解? a
a
b c m
●
b
●
mc
n
有无数解
n
例2:过M点作一正平线MN平行于平面 ABC。
b
a a
b
cm n ●
c
m●
n
唯一解
例 3
不平行
二、直线与平面相交
直线与平面相交,其交点就是直线与平 面得共有点。
要讨论得问题: ● 求直线与平面得交点。
● 判别两者之间得相互遮挡关系,即判别可 见性。 我们先讨论直线或平面中至少有一个 处于特殊位置得情况。
⒉ 两平面平行 必须就是一个平面上得一对相交直线对应平行
于另一个平面上得一对相交直线。
1、平面为特殊位置
例:求直线MN与平面ABC得交点K,并判别可见性。
建筑制图直线与平面、平面与平面的相互关系

c′ 与
PV
平
a
b
面
k
垂
水平线
l
直
c
例5-13:判定下列图中直线与平面的相对 位置(从属、平行、相交、垂直相交)
1.( ) 2.( ) 3.( ) 相交两直线(几何元素)表示的平面
判定下列图中直线与平面的相对位置( 从属、平行、相交、垂直相交)
1. (相交) 2. (平行) 3. (平行)
例5-14:判定下列图中直线与平面的相对位 置(从属、平行、相交、垂直相交)
f′
GFE两一般位
置平面的交线
e′ a
c′
e
c
f
b
g
求三角 形ABC和 三角形GF E两一般位 置平面的交 线
QV
a′ g′
b′ e′
a e
PV
f′
c′
c
f
b
g
例5-12:求 三角形A BC和三 角形GF E两平面 的交线。
分析:在 三角形EF G中,边线 EF为侧垂 线,故三角 形EFG为 侧垂面。
K
B
C A
例5-3:过点D作已知平面的平行面。
e′ X
e
d′ b′
f′ b
d
f
a′ c′
aO c
例5-4:判别平行直线CD与AB所确定的平面 与平行直线EF和GK所决定的平面是否相互平行 。
a′ c′ X
b′ e′
d′ g′
f′
k′ O
a
bg
k
c
d
e
f
两平面不平行
§5-2 相交关系
直线与平面、平面与平面若 不平行,则一定相交。直线与平 面的交点是直线与平面的共有点 ;两平面相交的交线直线,是两 平面的共有线。
画法几何及土木工程制图第4章直线与平面平面与平面的相对位置

图4-1a是直线与平面平行的立体示意图:直线MN与平面P 上的直线KL平行,则MN∥P。 在图4-1b中,由于mn∥kl、m‘n’∥ k‘l ’,即MN ∥KL,KL是平面 P上的直线,所以MN∥P
P’
P
(a)
(b)
图 4-1 直线与平面平行
求空间上点到直线的距离
空间分析
作图
作图步骤:
(1)过A点作BC线的垂 面 (2)包含BC作辅助铅垂 面 (3)求交 点 (4)求距 离
PH
距离
直线垂直投影面垂直面
(a)
(b)
平面与平面垂直的几何条件
(a)
(b)
(c)
过点S做平面垂直于 ABC所给定的平面
判别两平面是否相互垂直
判断可见:两平面垂直
可见性。
a’
d’
c’
k’ f’
b’
e’
X
O
e
f
a(b)
k
d
c
(二)一般位置平面与特殊位置平面相交
求两平面交线的问题可以看作是 求两个共有点的问题,由于特殊位置 平面的某些投影有积聚性,交线可 直接求出。
例:已知两特殊位置平面相交,求交线的投影
返回
二、 辅助平面法
求作交线的步骤:
(一)直线与一般位置平面相交
交点与交线的性质 B D
PA
K B
KA
L
F
E
C
➢直线与平面相交有交点,交点既在直线上又在平面上
,因而交点是直线与平面的共有点。
➢两平面的交线是直线,它是两个平面的共有线。
➢求线与面交点、面与面交线的实质是求共有点、共有
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O
X
d a
f
b c
O
d
d
b
e
a
e
a
c
f
f
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
四、两投影面垂直面相互平行
土木工程制图
Vp
q
P
Q
X
O
p
q
H
p
q
X
O
p
q
当两个投影面垂直面P与Q相互平行时,它们的积聚投影,即它们与该投影面 的交线,也相互平行。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
互垂直。如图所示,因P平面中一条直线L垂直于平面Q,则P⊥Q。
在特殊情况下,当两平面都是同一投影面的垂直面时,则两平面的垂直关系可 直接在两平面的积聚投影中表现出来。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
【例8】过点A作平面ABC垂直于△DEF且平行于MN。 土 木 工 程 制 图
【例6】过E点作平面ABCD的垂线。
b
e
d
a
c
土木工程制图
d
c be a
【分析】如图所示,平面ABCD为铅垂面,在H面积聚为一条线段,要作铅垂面的 垂线,只需作出其H面投影的垂线即可。与铅垂面垂直的直线均为水平线,因此,所求 垂线的V面投影一定为平行于OX轴直线。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
4.2 过
【例1】 过C点作平面平行于已知直线AB。
土木工程制图
【分析】如图所示,过C点作CD//AB,即cd //ab,c′d′// a′b′,再过点C任作一直
线CE,即ce,c′e′,则CD、CE相交决定的平面为所求。
a
X a
b c
b
a
c
O
X
c
c
a
b
b
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
【分析】要作正垂面垂直于正平线,只需在V投影面作c′d′的垂线,在此垂线上我们 定 点a′、b′、m′,向下作连系线,可确定平面△ABM即为所求正垂面。
c
c
m
b
a
d
d
b
c
d
c
d
a
土
三、两平面相互垂直
P
土木工程制图
Q
L B
DC
A
两平面垂直的几何条件是:若一平面上有一直线与另一平面垂直,则两平面相
【例3】已知A点和△DEF,过A作一平面平行于△DEF土。木 工 程 制 图
【分析】如图4.6(b)所示,过A点作两条直线AB和AC,使AB//DE,AC//DF, 即 ab//de,a′b′//d′e′, ac//df, a′c′//d′ f′,则AC和AB所决定的平
面即为所求。
e X
d a
e
f
第四章 直线与平面、平面 与平面的相对土位木 工置程 制 图
教学提示:在空间中,直线与平面之间和 两平面之间的相对位置可分为 平行、相交及垂直3种情况。
学习要求:掌握直线与平面之间和两平面 之间3种相对位置关系的判定条 件以及求其交点、交线的作法。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
4.1 直线与平面、平面与平面平 行
e q
e q
h
b
d
c
a
q e
h q
e
d
土木工程制图第四章直线和平a面平
b
面和平面的位置关系
c
二、直线和投影面垂直面垂直
土木工程制图
P
B A
b
a
p
b a
Q
b
p
a
H
直线垂直于投影面垂直面时,它必然是一条投影面平行线,平行于该平 面所垂直的投影面,该面的积聚投影与该垂线的同面投影相互垂直。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
土木工程制图
b
a
em d
c
e
d
cb
a
m
作图步骤:
① 过e点作em⊥ad,则em 即为所求垂线的H面投影。
② 过e′作OX轴的平行 线,过m向上作连系线,两者 交于一点m,则e′m′ 即为 所求垂线的V面投影。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
【例7】作正垂面垂直于正平线CD。
土木工程制图
d e O
d e
二、直线与投影面垂直面平行
土木工程制图
A P
C
B D
p
c
a
d b
p
Ha
c
b
d
X
p
Ha
c
b
d
直线和投影面垂直面平行,则该直线的同面投影与该投影面垂 直面的积聚投影平行。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
【例2】 过E点作直线平行于平面ABCD。
土木工程制图
【分析】过e作ef //ad,过f 向上作连系线,则过e′与连系线相交的直线都 为所求,此处我们取其中一条,即过e′作c′d′的平行线,与连系线相交于 一点即为f′。
4.2 直线与平面、平面与平面垂直 土 木 工 程 制 图
一、直线和一般平面垂直
L
C
B
A
D
P
e q
h
b
直线d与平面垂直的几c何条件
是:若直a 线垂直于平面内的两 相交直线,则该直线与平面垂
直。反之,若直h线垂直于平面,
则该直q 线垂直于平面内的所有
直线。
e
d
注意:
a
b
c
在投影图上作平面的垂线时,可作出平面上的正平线和水平线作为面上的相
【例4】过线段AB作平面平行于平面△CDE。
土木工程制图
【分析】由已知可得,△CDE 为铅垂面,且ab//cde,过a作a′m′//c′d′,连 接b′m′,则△AMB即为所求 。
a
X a
b c
c b
e b
a d
OX
c m
a
c
d土木工面程e和制平图面第的四位章置直关线和系平面平 m b
e
d O
de
一、直线与一般平面平行
土木工程制图
直线L与P平面内的直线AB平行,则L平行于平面P。反之,如果直线L平 行于P平面,则在平面P可以找到与直线L平行的直线。
L
b
A
a
c
X
O
B
c
a
b
检查一平面是否平行于一已知直线,只要看能否在该面上作一直线与已知直
线平行。
土木工程制图第四章直线和平面平 4.1 直线与平 面面 和平平行面的位置关系
b de
a
b
f
de a
c
c
X
OX
O
d
d
a
cb
e
a
cb
f e
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
三、两一般平面相互平行
土木工程制图
QE
D
F
PB
A
C
若一个平面上的一对相交直线,分别与另一个平面上的一相交直线互相平 行,则这两个平面互相平行。
土木工程制图第四章直线和平面平 面和平面的位置关系
交二直线。
根据两直线垂直的直角投影特性可知,所作垂线与正平线所夹的直角,在V
面投影仍反映为直角。垂线与土水木工平面程线和制平图所面第夹的四位章的置直直关线角和系平,面在平 H面投影仍反映为直角。
【例5】 如图4.10(a)所示,过E点作平面Q的垂线。土 木 工 程 制 图
【分析】 ① 如图4.10(b)所示,要过E作平面Q的垂线,可先作出Q平面上正平线 AB 和水平线CD 的两面投影ab,cd,a′b′,c′d′; ② 过e,e′分别垂作eh⊥cd,e′h′⊥a′b′,EH即为所求垂线。