基本几何体的投影讲解
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空间几何体的投影投影是一种常用的几何概念,它在日常生活和工程学中都有广泛的应用。
投影是指将三维空间中的物体投射到一个或多个平面上,以便更好地理解和分析物体的形状、大小和位置关系。
本文将介绍几种常见的空间几何体的投影方法。
一、点的投影点是空间中最简单的几何体,它没有大小和形状。
点的投影即是将点沿垂直方向投射到一个平面上,得到该点在平面上的投影点。
投影点的坐标等于原点的坐标,因为点没有大小和形状,只有位置。
二、直线的投影直线是由无数个点组成的,因此直线的投影是将直线上的所有点都投影到平面上,得到一条线段。
直线的投影可以通过两种方法来计算,一种是选择直线上的两个点,将这两个点分别投影到平面上,然后连接两个投影点,得到投影线段;另一种是选择直线上的一个点和直线的方向向量,将该点和方向向量的起点分别投影到平面上,然后连接两个投影点,得到投影线段。
三、平面的投影平面是由无数个点组成的,因此平面的投影是将平面上的所有点都投影到另一个平面上,得到一个新的平面。
平面的投影可以通过选择平面上的三个点,将这三个点分别投影到另一个平面上,然后连接三个投影点,得到一个新的平面。
四、立方体的投影立方体是一种常见的空间几何体,它有六个面,每个面都是一个正方形。
投影立方体时,可以选择立方体上的一条边,将这条边上的所有点都投影到一个平面上,然后连接投影点,得到一个新的正方形。
再选择立方体上的另一条边,进行同样的投影操作,得到另一个正方形。
继续按照这种方法,将立方体的所有边都进行投影,最终可以得到一个新的立方体。
五、圆锥的投影圆锥是一种具有圆形底面和尖顶的几何体。
投影圆锥时,可以选择圆锥底面上的一条直径,将这条直径上的所有点都投影到一个平面上,然后连接投影点,得到一个新的圆。
再选择圆锥底面上的另一条直径,进行同样的投影操作,得到另一个新的圆。
继续按照这种方法,将圆锥的所有直径都进行投影,最终可以得到一个新的圆锥。
六、球体的投影球体是一种具有无数个点的几何体,其上的每个点到球心的距离都相等。
几何体的投影在几何学中,投影是指由三维空间中的一个物体到一个二维平面上的映射。
几何体的投影可以帮助我们更好地理解其形状和特征,并在实际应用中起到重要的作用。
本文将介绍几何体的投影原理、常见几何体的投影特征以及投影在不同领域的应用。
一、投影原理几何体的投影是指将三维物体的每个点沿着一个特定的方向映射到一个平面上的点。
这个过程可以类比为日光通过云层投射在地面上形成的阴影。
在几何学中,常用的投影方法有平行投影和透视投影。
1. 平行投影平行投影是指将几何体的每个点沿着平行于投影平面的方向进行投影。
在平行投影中,我们可以得到一个保持距离和角度不变的二维投影。
例如,当我们将一个立方体进行平行投影时,其投影形状将仍然是一个正方形。
2. 透视投影透视投影是指将几何体的每个点沿着一个特定的方向进行投影,使得远离观察平面的点被投影到平面上的点集更远离观察点的呈现更小。
透视投影是模拟人眼在观察物体时产生的效果。
在透视投影中,远离观察平面的部分将更小,而靠近观察平面的部分将更大。
二、常见几何体的投影特征不同的几何体在投影过程中会呈现出不同的特征和形状。
下面将介绍一些常见几何体的投影特征。
1. 点的投影点是几何学中最简单的几何体,其投影将落在投影平面上的一个点。
由于点本身没有具体的形状和大小,其投影将保持与原点位置相同的特点。
2. 直线的投影直线在投影平面上的投影将是一条直线,与原直线平行。
这是由于投影过程中直线的每个点都会在投影平面上形成一个对应的投影点。
3. 平面的投影平面的投影将在投影平面上形成一个与原平面平行的平面。
由于平面本身没有体积,其投影将保持原平面的形状和大小。
4. 三角形的投影三角形投影的特点是在投影平面上形成一个与原三角形相似的三角形。
其形状和大小取决于观察角度和投影方向。
5. 立方体的投影立方体在平行投影中的投影形状将是一个正方形,其边长与原立方体的边长相等。
在透视投影中,立方体的投影将呈现出近大远小的效果,与实际观察到的立方体形状一致。
第六节几何体的投影机器上的零件,不论形状多么复杂,都可以看作是由基本几何体按照不同的方式组合而成的。
1、基本几何体——表面规则而单一的几何体。
按其表面性质,可以分为平面立体和曲面立体两类。
2、平面立体——立体表面全部由平面所围成的立体,如棱柱和棱锥等。
2、曲面立体——立体表面全部由曲面或曲面和平面所围成的立体,如圆柱、圆锥、圆球等。
曲面立体也称为回转体。
一、平面立体的投影及表面取点1、棱柱棱柱由两个底面和棱面组成,棱面与棱面的交线称为棱线,棱线互相平行。
棱线与底面垂直的棱柱称为正棱柱。
本节仅讨论正棱柱的投影。
(1)棱柱的投影以正六棱柱为例。
如图(a)所示为一正六棱柱,由上、下两个底面(正六边形)和六个棱面(长方形)组成。
设将其放置成上、下底面与水平投影面平行,并有两个棱面平行于正投影面面。
上、下两底面均为水平面,它们的水平投影重合并反映实形,正面及侧面投影积聚为两条相互平行的直线。
六个棱面中的前、后两个为正平面,它们的正面投影反映实形,水平投影及侧面投影积聚为一直线。
其他四个棱面均为铅垂面,其水平投影均积聚为直线,正面投影和侧面投影均为类似形。
(a)立体图(b)投影图正六棱柱的投影及表面上的点总结正棱柱的投影特征:当棱柱的底面平行某一个投影面时,则棱柱在该投影面上投影的外轮廓为与其底面全等的正多边形,而另外两个投影则由若干个相邻的矩形线框所组成。
(2)棱柱表面上点的投影方法:利用点所在的面的积聚性法。
(因为正棱柱的各个面均为特殊位置面,均具有积聚性。
)平面立体表面上取点实际就是在平面上取点。
首先应确定点位于立体的哪个平面上,并分析该平面的投影特性,然后再根据点的投影规律求得。
举例:如图(b)所示,已知棱柱表面上点M的正面投影m′,求作它的其他两面投影m、m″。
因为m′可见,所以点M必在面ABCD上。
此棱面是铅垂面,其水平投影积聚成一条直为可见,故m″也为可见。
特别强调:点与积聚成直线的平面重影时,不加括号。
3基本体投影立体的形状是各种各样的,但任何复杂立体都可以分析成是由一些简单的几何体组成,如棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等,这些简单的几何体统称为基本几何体。
根据基本几何体表面的几何性质,它们可分为平面立体和曲面立体。
立体表面全是平面的立体称为平面立体;立体表面全是曲面或既有曲面又有平面的立体称为曲面立体。
3.1平面立体投影3.1.1平面立体的投影平面立体的各个边都是平面多边形,用三面投影图表示平面立体,可归纳为画出围成立体的各个表面的投影,或者是画出立体上所有棱线的投影。
注意作图时可见棱线应画成粗实线,不可见棱线应画成虚线。
(1)五棱柱如图3-1-1所示,分析五棱柱:五棱柱的顶面和底面平行于H面,它在水平面上的投影反映实形且重合在一起,而他们的正面投影及侧面投影分别积聚为水平方向的直线段。
五棱柱的后侧棱面EE1D1D为一正平面,在正平面上投影反映其实形,EE1 、D D1直线在正面上投影不可见,其水平投影及侧面投影积聚成直线段。
五棱柱的另外四个侧棱面都是铅垂面,其水平投影分别汇聚成直线段,而正面投影及侧面投影均为比实形小的类似体。
(a)立体图(b)五棱柱的投影(c)三面投影图图3-1-1投影图如图3-1-1所示,立体图形距离投影面的距离不影响各投影图形的形状及它们之间的相互关系。
为了作图简便、图形清楚,在以后的作图中省去投影轴。
作图步骤如图3-1-2所示:1.布置图面,画作图基线,如图3-1-2(a)所示;2.画出反映真实形状的面,如图3-1-2(b)所示;3.根据投影规律画出其他视图,如图3-1-2(c)所示;4.检查整理底稿后,加深三视图的可见线,将不可见线绘制成虚线,如图3-1-2(d)所示。
b)画V面投影(a)画作图基线((c)根据投影规律画出其他视图图3-1-2(2)三棱锥(a)立体图(b)投影图(c)三面投影图图3-1-3如图3-1-3所示,分析三棱锥:三棱锥的底面ABC平行于平面H在水平投影上反映真实形状;BCS垂直于V面,在正平面上投影为一条直线。