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平面内的点和直线:画法几何及土木工程制图

【摘要】:通常所说在平面内作点和直线,均是指所作的点和直线应属于该平面的空间位置。平面内的投影面平行线既应符合平面内直线的几何条件,又要符合投影面平行线的投影特性。平面内垂直于水平线的直线,称为对H面的最大坡度线;平面内垂直于正平线的直线,称为对V面的最大坡度线;平面内垂直于侧平线的直线,称为对W面的最大坡度线。在图2—36中,画出了P平面内的三种最大坡度线。

根据平面的投影就可以确定该平面在空间位置。通常所说在平面内(或平面上)作点和直线,均是指所作的点和直线应属于该平面的空间位置。

1)点和直线在平面内的几何条件

图2—31 平面内的点和直线

(1)若点在平面内的一条已知直线上,则该点在平面内。

(2)若直线通过平面内的两个已知点;或通过平面内的一个已知点,且平行于平面内的另一条已知直线,则该直线在平面内。

例如图2—31所示:K点在已知直线BC上,故K点在平面ABC内;M,N是平面ABC内的两个已知点,因此直线MN在平面内;由于A点是平面内的已知点,且AD∥BC,所以直线AD在平面ABC内。

根据以上几何条件,不仅可以在平面内取点和直线,而且可以根据它们的投影判断点和直线是否在平面内。

例2—11 如图2—32a所示,已知平面△ABC[△abc,△a′b′c′]和点D[d,d′],判断D点是否在平面ABC内。

解 如果D点在平面ABC内的一条直线上,则D点在平面内,否则就不在。作图步骤如图2—32b所示:

(1)在H投影中,过d任作一辅助直线ad,ad交bc于e;

(2)作出平面ABC内的辅助直线AE的V投影a′e′;

(3)由于d′不在该辅助直线a′e′上,故D点不在平面ABC内。

图2—32 判断点是否在平面内

图2—33 平面内的投影面平行线

2)平面内的投影面平行线

平面内的投影面平行线有三种,即平面内的水平线、正平线、侧平线。如图2—33所示,在平面P内画出了这三种直线,每种直线均互相平行,且与相应的迹线平行,如水平线与PH平行,正平线与PV平行,侧平线与PW平行。

平面内的投影面平行线既应符合平面内直线的几何条件,又要符合投影面平行线的投影特性。

如图2—34所示,在△ABC平面内分别作出了水平线AD、正平线CE、侧平面BF。

图2—34 作平面内的水平线、正平线、侧平线

例2—12 在△ABC平面内求作M点,使M点距H面为10,距V面为15(图2—35)。

解 在△ABC平面内作出距H面为10mm的水平线DE,再作出距V面为15mm的正平线FG,两条线的交点M必满足要求。作图步骤如下:

(1)先作d′e′∥OX,且距OX为10,再作出de,如图2—35a所示;

(2)作fg∥OX,且距OX为15,fg与de相交于m,如图2—35b所示;

(3)由m作出d′e′上的m′,点M[m,m′]即为所求,如图2—35c所示。

图2—35 求平面内的M点

3)平面的最大坡度线

平面内对投影面倾角为最大的直线,称为平面的最大坡度线(或称最大斜度线),它垂直于平面内相应的投影面平行线。平面内垂直于水平线的直线,称为对H面的最大坡度线;平面内垂直于正平线的直线,称为对V面的最大坡度线;平面内垂直于侧平线的直线,称为对W面的最大坡度线。在图2—36中,画出了P平面内的三种最大坡度线。

图2—36 平面内的三种最大坡度线

图2—37 对H面的最大坡度线

图2—37中AD是P平面的对H面的最大坡度线,它垂直于迹线PH,PH可看作P平面内的一条水平线。现证明在P平面内的所有直线中,AD的α角最大:在P平面内过A点任作一直线AE,它对H面的倾角为α1,在直角△ADa中有,在直角△AEa中有,又△AED为直角三角形,故AD<AE,所以α>α1

由图2—37还可以看出,平面P对H面的最大坡度线AD的α角,就反映了该平面的α角。同理可知,对V面的最大坡度线的β角,反映该平面的β角;对W面的最大坡度线的γ角,反映该平面的γ角。因此欲求一般位置平面的倾角,可利用该平面的最大坡度线来作图求解。

例2—13 求△ABC的倾角α(图2—38)。

解 作图步骤:

(1)作平面内的水平线AD[ad,a′d′],如图2—38a所示;

(2)作平面内的直线BE⊥AD,BE[be,b′e′]即为对H面的最大坡度线,如图2—38b所示;

(3)用直角三角形法求出BE的α角,即为平面△ABC的α角,如图2—38c所示。

图2—38 求一般面的α角