平面的投影及平面上的点
机械制图——第一章投影法和点、线、平面的投影

两个空间的点,发生重影的条件: 两对坐标值相等,一对坐标值不相等.
Xa = Xc Za = Zc Ya > Yc
a'(c') Yc
Za/Zc C A
c" a"
c Ya
a Xa/Xc
a'(c') Za/Zc
(三)两点的相对位置
如图1-8所示,两个点的投影沿左右、前后、上下三个方向 所反映的坐标差,即这两个点对应投影面W、V、H的距离差, 能反映两点的相对位置;反之,若已知两点的相对位置和其中 一点的投影,也能作出另一点的投影。
两点的相对位置
A(XA,YA,ZA) 和 B(XB,YB,ZB) 两点的相对位置: 如:b’→ a’ : a’(△X=Xa-Xb ,△Z =Za-Zb )
投影法分为两类: 中心投影法 平行投影法(称平行光源)
二、中心投影法
如图所示,点 S(投射中心)射 出过A点射线,在 投影面 P形成 a点的投影图案, 该方法称为:
中心投影法。
三、平行投影法
如图所示,投射线(由平行光源)平行投射,在投影面P形 成的投影图案,称为平行投影法。
平行投影法又可分为:
正投影法:投影线(平行光源)垂至于投影面的投影法
例:过C点作水平线CD与AB相交。
c●
k
a
b d
a
d
先作正面投影
k c●
b
⒊ 两直线交叉
b′
c′
a′ X
a
V
d′
c′
O
a′
AC
d
a
空间几何中的点线面的投影

空间几何中的点线面的投影在空间几何中,投影是一种常见的几何现象。
当我们将一个三维物体投影到一个平面上时,就形成了物体在平面上的投影。
投影可以用来描述物体的形状、大小和位置,并在设计、建筑、绘画等领域有着广泛的应用。
本文将探讨空间几何中的点线面的投影。
一、点的投影在空间几何中,点的投影是最简单的形式。
当我们将一个点投影到一个平面上时,投影点与原点和平面上的投影点连线构成一条垂线。
投影点表示了点在平面上的位置。
投影点的坐标可以通过相似三角形关系来求解。
设点的坐标为P(x, y, z),平面的方程为ax + by + cz + d = 0。
过点P作平面的垂线,与平面的交点为Q(x', y', z')。
根据相似三角形关系,我们可以得到以下的投影坐标公式:x' = x - (ad+bc)/(a^2+b^2+c^2)y' = y - (bd+ac)/(a^2+b^2+c^2)z' = z - (cd+ab)/(a^2+b^2+c^2)通过这些公式,我们可以求得点P在平面上的投影坐标。
二、线的投影线的投影是点的投影的延伸。
当一条直线在空间中移动时,其投影在平面上会呈现出不同的形态。
我们可以通过线的投影来观察直线在平面上的位置关系以及交点的情况。
对于一条直线,我们可以通过将直线上的点进行投影,形成一系列位于平面上的点,连接这些点就可以得到直线的投影。
直线在平面上的投影也可以用参数方程表示,该参数方程描述了直线上每个点在平面上的投影坐标。
三、面的投影面的投影是最复杂的形式。
当一个三维面体在空间中移动时,其投影在平面上会形成一个多边形。
投影多边形可以用来描述面体在平面上的形状和大小。
对于一个面体,我们可以将其每个点进行投影,从而形成一个多边形的顶点集合。
连接这些顶点,即可得到面的投影多边形。
投影多边形可以通过面体的参数方程和平面的方程来求解。
总结:在空间几何中,点线面的投影是一种常见的几何现象。
第三章点、直线及平面的投影详解

§3-1 点的投影 §3-2 直线的投影 §3-3 平面的投影
点线面的投影规律
通过上一节的学习及画图实践,可以体会到 画一个物体的三视图,实质上是画出组成物体的 各个面的投影,而各个面是由棱线围成的,各棱 线是由两个端点决定的。
因此,为了迅速而正确地画出物体的视图, 还需研究构成物体的基本几何元素点、线、面的 投影。
Y
H
向下翻
●a
O
W
ay
Y
a ●
X ax
a●
点的投影规律
Z az
a
●
Z
V a
●
az
O
Y
ay
A
X ax
●
●a
O
W
ay
Y
a●
ay
H
Y
① aa⊥OX轴
aa⊥OZ轴
连影垂轴
② aax= aaz= y = A 到 V 面的距离 aax= aay= z = A 到 H 面的距离 aay= aaz= x = A 到 W 面的距离
Z
X
V a′ A
a″ W
a b
a
Z a
b
O
YW
b′
B b″
b
判断方法:
YH
x
ab
H
Y
x 坐标大的在左 y 坐标大的在前
z 坐标大的在上
例2.已知B点在A下10,A后5,A左10 mm处,求B点的三投影。 作图步骤:(1)根据B的相对位置求 其V.H面的投影 b’,b;
(2)根据点的投影规律,求其第三投影 b”。
§3-1 点的投影
一、点在一个投影面上的投影
P
点、直线、平面的投影

2.1 投影法及性质 2.2 点的投影 2.3 直线的投影 2.4 平面的投影
2.5 平面内的点和直线
1 投影法及性质
物体在阳光的照射下,就会在墙面或地面投下影子,这就是投影现 象。投影法是将这一现象加以科学抽象而产生的。 投射线通过物体向选定的面投射,并在该面上得到图形的方法,称 为投影法。 投影法分中心投影法和平行投影法两种。
二、平面对一个投影面的投影特性
平面的投影特性是由平面相对于投影面的位置决定的。
平面在三投影面体系中的投影特性
1、投影面垂直面
垂直于某一投影面而与另外两个投影面倾斜的平面,称为投影面垂直面。
2、投影面平行面
平行于某一投影面而与另外两个投影面垂直的平面,称为投影面平行面。
投影面垂直面的投影特性:
投影面平行线的投影特性 投影面平行线在所平行的投影面上的投影反映其实长及与另两投影面倾角的实大, 另外两投影分别平行于相应的投影轴。
2、投影面垂直线
垂直于某一投影面而与另两个投影面平行的直线,称为投影面垂直线。 垂直于H面的直线为铅垂线,垂直于V面的直线为正垂线,垂直于W面的直线为侧垂线。
投影面垂直线的投影特性 投影面垂直线在所垂直的投影面上的投影积聚成一点,另外两投影分别垂直于相 应的投影轴,并反映其实长。
[例1] 已知点A(20、15、24),求点A的三面投影。
作图: 1) 画坐标轴(X、YH、YW、Z、O);在X轴上量取Oax=20; OayH =15; Oaz =24; 2) 根据点的投影规律:点的投影连线垂直于投影轴。分别过ax作OX轴的垂直线、 过az作Z轴的垂直线,两垂直线的交点得点A的V面投影a',过ayH作OY轴的垂直线与 a'ax的延长线相交得点A的H面投影a; 3)过原点O作∠YHOYW的平分线; 4)延长ayH与平分线相交,再过交点作垂直于Yw轴的直线; 5)过a'作Z轴的垂线与垂直Yw轴的直线相交于a",即为A的W面投影。
《画法几何》第2章 点、直线、平面的投影

相交(或交 叉)成直角 的两直线, 只要其中有 一条直线平 行于某投影 面,则它们 在该投影面 上的投影仍 反映直角
水平线
B
b a
A C
c
反之,两直线之一是某投影面平行线,且两直线在该投影面 上的同名投影互相垂直,则在空间两直线互相垂直
[例2-7]已知过点A作线AB平行于EF,问AB与CD是否相 交(习题P25-4)
Ⅰ∈AB Ⅱ∈CD
Ⅲ∈AB Ⅳ∈CD
3 4) (
1
b
判断重影点重 合投影的可见性 时,要在其他投 影中比较它们坐 标的大小。
直角投影定理
当两直线都平行于某投影面对,其夹角在该投影 面上的投影反映实形。
当两直线都不平行于某投影面时,其夹角在该投 影面上的投影一般不反映实形。
a b
a c b
c
b0
c
b
d
[例2-11]作一直线与AB和CD相交,并与它们垂直(即 求两直线的公垂线),并标明其真实距离
c´ b´
f´
a´
e´
d´ c (d) e
a
真ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ距离
f
b
点的投影
直线的投影
两直线的相对位置
平面的投影(自学)
平面的投影
平面的投影
平面的投影性质
P
A D C B
q p H d
根据一般位置直线的投影求其实长和倾角 (直角三角形法)
b´
m
V
a´
α
b´
B
C
X
a´
1、过A点作 AC//ab 2、过b点作 O bb ⊥ab,且 0 bb0=BC
A b
a
α
工程制图第三章-点、直线、平面投影

(1) 水平线 — 只平行于水平投影面的直线
z
a b
a
b
a
b
A
a
XOYWB来自b a ab
b YH
投影特性:1.ab平行于 OX ; ab平行于 OYW 。 2. ab=AB。
3.反映、 角的真实大小。
(2)正平线—只平行于正面投影面的直线
第三章 点、直线、平面的投影
第一节 点的投影 第二节 直线的投影 第三节 平面的投影 第四节 直线、平面的相对位置 第五节 投影变换
第一节 点的投影
基本要求
§1-1 两投影面体系中点的投影
§1-2 三投影面体系中点的投影
§1-3 两点的相对位置
§1-4 重影点的投影
例题1
例题2
§1-1 两投影面体系中点的投影
|zA-zB|
AB
ab
|zA-zB|
AB
|zA-zB|
ab O
|zA-zB |
AB
2. 求直线的实长及对正面投影面的夹角 角
|yA-yB|
AB
a' b'
AB
|yA-yB|
a' b'
AB
|yA-yB|
O |yA-yB|
3. 求直线的实长及对侧面投影面的夹角 角
|xA-xB|
[例题1] 已知 线段的实长AB,求它的水平投影。
AB垂直于AC,且AB平行于H面,则有ab ac
二、交叉垂直的两直线的投影
O
AB垂直于AC,且AB平行于H面,则有ab ac
[例题8] 过点A作线段EF的垂线AB,并使AB平行于V 面。
点、直线和平面的投影

例2-1 已知点A的正面投影a′和侧面投影a″,点B的正面投影b′和水平投 影b,如图2-11(a)所示,分别求其第三面投影。
图2-11 已知点的两面投影求第三投影
二、直线的投影
1.各种位置直线的投影特性
1)投影面平行线 投影面平行线与一个投影面平行,与另外两个投影面倾斜。 (1)投影面平行线在其所平行的投影面上的投影,反映实长;它与投影轴 的夹角,分别反映直线对另外两个投影面的夹角。 (2)在另外两个投影面上的投影,分别平行于相应的投影轴。 2)投影面垂直线 投影面垂直线与一个投影面垂直,与另外两个投影面平行。 (1)投影面垂直线在其所垂直的投影面上的投影积聚成一点。 (2)在另外两个投影面上的投影,分别垂直于相应的投影轴,且反映实长。 3)一般位置直线 一般位置直线与三个投影面都倾斜,因此在三个投影面上的投影都不反映 实长,投影与投影轴之间的夹角也不反映直线与投影面之间的倾角 。 一般位置直线的投影特性是三个投影都是倾斜于投影轴的直线,其长度小 于实长。
(2)点的投影到投影轴的距离反映空间点到另一投影面的距离,即 a′aX=a″aYW=Aa,也即空间点A到H面的距离;aaX=a″aZ=Aa′,也即空间点 A到V面的距离;a′aZ=aaYH=Aa″,也即空间点A到W面的距离。
为了表示点的水平投影到OX轴的距离等于侧面投影到OZ轴的距离, 即aaX=a″aZ,可自O点作45°角平分线,aaYH、a″aYW的延长线必与这条 辅助线交于一点,如图2-10(c)所示。
工程制图
点、直线和平面的投影
一、点的投影
点是立体上最基本的几何元素,一般体现为棱线和棱线的交点,如图2-10(a) 所示的点A。
根据投影关系,主视图上的a′称为点A的正面投影;俯视图上的a称为点A的 水平投影;左视图上的a″称为点A的侧面投影,如图2-10(b)所示。
第三章 点、直线、平面的投影

侧垂线(垂直于W面,同时平行于H、V面的直线)
V
Z a b ab B W O a Ha X O YW a b Z a(b)
A X
b YH
b
Y
侧面投影积聚为一点;水平投 影及正面投影平行于OX轴,且 反映实长。
投影面垂直线的投影特性
投影面垂直线的投影特性可概括如下:
(1)直线在它所垂直的投影面上的投影积聚成一点;
c'
c
例3:已知C点在直线AB上,求作C点的水平投影。
1、用等比分割作图 2、利用侧面投影作图
a" c" b"
c c
例4:根据投影图判断C点是否在直线AB上。
求解一般位置直线的实长及倾角
根据一般位置直线的投影求解其实长及 倾角是画法几何综合习题中的常遇见的基本 问题之一,也是工程实际中经常需要解决的 问题。而用直角三角形法求解实长及倾角最 为简便、快捷。
一、直线投影的形成
连两 影 一 况 即个 , 直 下 可点 只 线 仍 由 。的 需 , 为 于 投作故直直 影出要线线 ,已获,的 再知得且投 将直直两影 它线线点一 们上的决般 相的投定情
V
a'
b'
B
X
A
O b a H
直线的分类
投影面垂直线 特殊位置直线
直 线
投影面平行线 一般位置直线
二、特殊位置直线
水平投影到OX轴的距 离等于侧面投影到OZ轴 的距离(宽相等)。
a
ay YH
可得出点的投影特性如下: (1)点的投影的连线垂直于相应的投影轴。
(2)点的投影到投影轴的距离,反映该点到相应的投影面的距离。
【例3-1】 已知点A的水平投影a和正面投影a′,求其 侧面投影a″ 解: 作图步骤如下
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一、平面上的直线
1. 平面上的直线
2. 在平面上作正平线和水平线
1.平面上取直线
直线在平面上的几何条件:
(1) 通过平面上的两已知点。
B
M
P
A
N
C
直线MN在平面上
(2) 通过平面上的一点并平行于平面上的另一 直线。
E
M
F
D
N
P
直线MN在平面P上
结论 -- 要在平面上取直线,应先在平面上的已知 直线上取点,再过点作直线。
B.水平投影r 和正面投影r’ 都是小于原平面的类似形。
投影面垂直面的投影特性
γ α YW β γ
β
α YW
YH
YH
H
投影面垂直面的投影特性:
(1)在所垂直的投影面上的投影积聚为直线, 它与投影轴的夹角反映平面对另外两个投影面的
倾角。
(2)在另外两个投影面上的投影是小于原平面
的类似形。
例1 含直线AB (ab, a’b’) 作铅垂面 (用平面图形表示)。
正垂面--仅⊥V面的平面
q’
q’ X Q q’’
Z
γ
α
O
q” p”
YW
qБайду номын сангаас
p q γ
YH
A. 正面投影p’积聚为一倾斜线段,并反映α、γ角。
B. 水平投影p和侧面投影p”都是小于原平面的类似形。
侧垂面--仅⊥W面的平面
r’
r’
X r’’ R O
Z
β
r” α
YW
p r γ
r
YH
A.侧面投影r’’ 积聚为一倾斜线段,并反映α、 β角。
平面的投影可以由其中一组几何元素的投影 来表示。
不 在 同 一 直 线 上 的 三 点
b’
a’ ’
c’ x c a b b’ a’ ’
一 直 线 和 直 线 外 的 一 个 点
b’
b’
a’ ’
c’ x a b b’ a’ ’ c
相 交 两 直 线
a’ ’
c’ x a b c
用各组几何元
c’ 素所表示的同一
垂直于一个投影面而对另外两个投影 面倾斜的平面。 铅垂面--仅⊥H面的平面 正垂面--仅⊥V面的平面 侧垂面--仅⊥W面的平面
铅垂面--仅⊥H面的平面
Z
p’
X
O
p”
YW
β
p
γ
YH
A. 水平投影p积聚为一倾斜线段,并反映β、γ角。 B. 正面投影p’和侧面投影p”都是小于原平面的类似形。
铅垂面--仅⊥H面的平面
c
d
c b
d(a)
e
m
f
c(b)
a
(a)
(b)
(c)
一般位置面
b' a' B b"
A C b c a c"
a"
一般位置平面
与三个投影面都处于倾斜位置的平面。
s’
Z
s”
a’
X
b’
O
a”
b”
Yw
a
s
b
YH
三个投影都是小于原平面的类似形。
一 般 位 置 平 面
各种位置平面的投影特性
1. 投影面垂直面
r’
r”
R
r
r YH
A. 侧面投影r’’反映平面R的实形;
B. 水平面投影r和正面投影r’ 都积聚为直线, 分别∥OYH轴和OZ轴。
投影面平行面的投影特性
投影面平行面的投影特性:
(1)在所平行的投影面上的投影反映实形。
(2)在另外两个投影面上的投影都积聚为直线,
平行于相应的投影轴。
例3 含点A作△ABC// V面。
相互垂直的直径的投影。 短轴: 正平直径DE的投影de=DEcosα
正垂圆的投影作图
e’ a’(b’) O' d’ α γ b” d” b D e”
O”
a”
X
D
d
O
e
长轴: 正垂直径AB的投影 ab=a”b”=AB 短轴: 正平直径DE的投影 de=DEcosα d”e”=DEcos
γ
a
(2)铅垂圆的投影
平 行 两 直 线
c’ x a b c
任 意 平 面 图 形
x a b c
平面的投影图。
平面对一个投影面的投影特性
△ABC倾斜于P面
投影为小于原平面的 类似形 △abc<△ABC
△ABC⊥P面 投影积聚为一直线 abc
△ABC∥P面 投影反映实形 △abc≌△ABC
平面的投影
E F M
d a b
三、平面上的点和直线 四、直线与平面的相对位置 五、平面与平面的相对位置
一、平面的表示法
1.几何元素表示法 2.迹线表示法
1.几何元素表示法
一个平面的空间位置可以由下列任一 组几何元素来确定:
(1) 不在同一直线上的三个点; (2) 一直线和直线外的一个点; (3) 相交两直线; (4) 平行两直线; (5) 任意平面图形。
B. 正面投影p’和侧面投影p”都积聚为直线, 分别∥OX轴和OYW轴。
正平面--// V面的平面
Z
q’ X
q’
O
q”
YW
Q
q’’
q
q YH
A. 正面投影q’反映平面P的实形; B. 水平投影q和侧面投影q”都积聚为直线, 分别∥OX轴和OZ轴。
侧平面--// W面的平面
Z V r‘ r’‘ W X O YW
b’
分 析: 正平面的水平投影
积聚为直线并∥OX轴,正
面投影反映实形。
X
a’
c’
作法:作abc // OX轴。
作△a’b’c’≌△ABC。
a b c
4. 圆的投影特性
(1)当圆∥投影面时,圆在该 投影面上的投影反映实形--圆, 另外两投影积聚为直线,长度等 于圆的直径。 X
圆平面为水平面
O’
O
(2)当圆⊥投影面时,它在该 面的投影积聚为倾斜于投影轴的 直线,长度等于圆的直径。另外 两个投影为椭圆。
a’
A
2’ b’
d’
c’
D
Ⅱ
C
b
c
B
2
空间分析
d
a 作法2
例8 试完成平面四边形ABCD的水平投影。
c’
分析: 平面ABCD的
对角线一定相交。
X
b’
k’ d’ a’ a
d
b k
C点一定在该平面的一条直线上。
c
例9 完成侧垂面△ABC的水平投影。
c’ 3’ 1’ 2’ b’ z c” 3” 1”(2”)
X
O'
O
圆平面为正垂面
(3)当圆倾斜于投影面时,它的投影为圆的类似
形-- 椭圆。
圆的投影的作图方法
1)当圆∥投影面时
反映圆的实形
O'
X
O
长度=圆的直径
圆平面为正平面
2)当圆⊥投影面时(1)正垂圆的投影
正垂直径AB
正平直径DE 长轴和短轴
椭圆 投影椭圆的长、短轴是圆内一对 长轴: 正垂直径AB的投影 ab=AB
铅垂直径CD
水平直径AB
铅垂面上圆的投影 长轴:铅垂直径CD的投影 c’d’=D 短轴:水平直径AB的投影a’b’=Dcosβ
(a) (b)
铅垂圆的投影作图
c’ a’ O' b’ a” d’ c” O”
D
b”
X
d”
a
β
c’(d’) O γ b
长轴:铅垂直径CD的投影 c’d’=c”d”=D 短轴:水平直径AB的投影 a’b’=Dcosβa”b”=Dcosγ
例5 在△ABC给定的平面上作一任意直线。
作法1: 在平面内的两
已知边上各取一点连成 直线。
X a’ c 2 a
1 1’
b’ 2’ c’
作法2: 在平面内的一
已知边上取一点,再过
点作平面内另一直线的
b
平行线。
直线ⅠⅡ即为所求。
在平面上作正平线和水平线
e'
d'
e d
2.平面上取点
点在平面上的几何条件: 点在该平面的一已知直线上。
[例题] 求一点A到水平线BC的距离
AD
2
d'
d
y
f
[例题] 过点E 作线 段AB、CD 的公垂线EF。
f
c
[例题] 作三角形ABC,ABC为直角,使BC在MN上, 且BCAB =23。 bc=BC ab b' c'
AB
c
b
|yA-yB|
平面的投影
一、平面的表示法
二、各种位置平面的投影特性
D
垂直面上圆的投影特性:
(1)在与圆平面垂直的投影面上,圆的投影是直线 段,长度等于圆的直径。 (2)在与圆平面倾斜的投影面上的投影是椭圆,长 轴是圆平面上平行于这个投影面的直径的投影,短 轴是圆平面上与上述直径相垂直的直径的投影。
4-7 平面上的点和直线
1.平面上取直线 2.平面上取点 3.投影面垂直面上的点和直线
B
P
∵直线L在P面上, ∴M点在平面P上。
A
M
L
C
在平面上取点的一般方法:含该点在平面上作
辅助直线,然后在所作直线上取点。
例6 已知点D在△ABC所决定的平面上,求作
其正面投影d’。
a’
A
d’
1’
c’
Ⅰ
D C
b’
c