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直线与平面垂直的画法几何与土木工程制图

【摘要】:直线与平面垂直的几何条件:若直线垂直于平面内的两相交直线,则该直线与平面垂直。图3—18直线与平面垂直的投影特性例3—5如图3—19a所示,已知△ABC和M点,过M点作△ABC的垂线MN。如图3—21所示,正平线MN与正垂面P垂直。

直线与平面垂直的几何条件:若直线垂直于平面内的两相交直线,则该直线与平面垂直。反之,若直线与平面垂直,则该直线垂直于平面内的所有直线。如图3—17所示,由于MN⊥AB,MN⊥CD,且AB×CD,因此MN⊥P[AB×CD]。若已知MN⊥P,则MN与P平面内的所有直线均垂直,如图中MN⊥EF,MN⊥KL(两直线的垂直可以是相交垂直,也可以是交叉垂直)。

图3—17 直线与平面垂直的几何条件

根据上面的分析,直线与平面的垂直问题就转化成两直线的垂直问题。直线垂直于平面,必垂直于平面内的投影面平行线。如图3—18a所示,直线MN垂直于P平面,必垂直于P平面内的水平线AB和正平线AC。由直角投影定理可知,在投影图中mn⊥ab,m′n′⊥a′c′,如图3—18b所示。于是可得到直线与平面垂直的投影特性如下:

若直线垂直于平面,则该直线的H投影垂直于平面内水平线的H投影,该直线的V投影垂直于平面内正平线的V投影,该直线的W投影垂直于平面内侧平线的W投影。

根据直线与平面垂直的投影特性,可以作已知平面的垂线,或作已知直线的垂面,也可以判断直线与平面是否垂直。

图3—18 直线与平面垂直的投影特性

例3—5 如图3—19a所示,已知△ABC和M点,过M点作△ABC的垂线MN。

图3—19 作已知平面的垂线 

解 作图步骤如图3—19b,c所示:

(1)作△ABC内的水平线AD[ad,a′d′],再作mn⊥ad;

(2)作△ABC内的正平线CE[ce,c′e′],再作m′n′⊥c′e′;

(3)于是所作MN⊥△ABC。

例3—6 如图3—20a所示,判断直线MN是否垂直于△ABC。

图3—20 判断直线与平面是否垂直

图3—21 正平线与正垂面垂直

解 看平面△ABC内的水平线和正平线是否与MN垂直,判断过程如图3—20b:

(1)作△ABC内的水平线AD[ad,a′d′],因ad⊥mn,故AD⊥MN;

(2)作△ABC内的正平线CE[ce,c′e′],因c′e′⊥\m′n′,故CE⊥\MN(⊥\为不垂直);

(3)虽然MN⊥AD,但MN⊥\CE,所以MN⊥\△ABC。

在特殊情况下,当平面垂直于某投影面,而直线又平行于该投影面时,则在该投影面上的投影反映它们夹角的真实大小。如图3—21所示,正平线MN与正垂面P垂直。