1
§ 3-1 点的投影
第三章 点、直线、平面的投影
§ 3-2 直线投影
§ 3-3 点、线的相对位置
§ 3-4 一边平行于投影面的直角的投影
§ 3-5 平面的投影
§ 3-6 各种位置平面的投影特性
§ 3-7 平面上的点和直线
§ 3-8 平面的辅助投影
3
空间几何体是由点、
直线和平面构成的,如图
3.1所示的三棱锥。既可看
成由四个点所构成,又可
看成由六条直线或四个平
面所构成。因此,表达几
何体的三面投影,实际上
就是画出构成几何体的点、
直线和平面的投影。所以,
点、直线、平面的投影是
画图的基础。本章着重研
究它们的投影规律和特点 。
§ 3-1 点 的 投 影
4
四、点的辅助投影
三,两点的相对位置和重影点
二、点在三面体系中的坐标和投影
一、点在两面体系中的投影
§ 3-1 点 的 投 影
返回
作 图 举 例
例题一 例题二
5
H
V
OX
A点的水平投影 —— a
A点的正面投影 —— a’
a'
a
A
aX
点在两面体系中的投影
H
V
OX
a'
a
ax展开
投影规律,
1,aa’⊥ox
2,aax= Aa’; a xa’ = Aa 返回
6
A点 的 水平投影 —— a
A点 的 正面投影 —— a'
A点 的侧面 投影 —— a"
H
a'
a
a"
V W
X O
Z
YW
YH
点在三面体系中的坐标和投影
Y
X
H
V
O
Z
W
a'
a
a"A
7
1,a'az=aay=x
a"az=aax=y
a'ax=a"ay=z
a'
a
a"
X O
Z
YW
YH
ax
ay
az
ay
2 a'a?ox
a'a"?oz
投影规律
返回
投影图
8
两点中 X值大 的点 —— 在左
两点中 Y值大 的点 —— 在前
两点中 Z值大 的点 —— 在上
X
Z
YW
YH
O
a' a"
a
b'
b
b"
X O
Z
Y
a"
a'
a
b"
b'
b
B
A
两点的相对位置
9
c
(c')d'
d
C
D
a(b)
a'
b' A
B
重影点及可见性
若空间两点位于某投影面的同一投射线上时,它们
在该投影面上的投影便重合为一点,称为对该面的重影
点。
c' d'
c
da b
a'
b'
判别可见性
返回
( )
( )
10
换面法 — 空间几何元素的位置保持不动,用新的投影面来代替
旧的投影面,使对新投影面的相对位置变成有利解题的位置,
然后找出其在新投影面上的投影。
点的辅助投影
a1’
X1
V1 a1’
11
a1’
X1
V1 a1’
a’
X VH
a
点的投影变换规律
1、点的辅助投影和不变投影的连线,必垂直于辅助投影轴。
2、点的辅助投影到辅助投影轴的距离等于点的被更换投影到原投
影轴的距离。
a1’
12
a1变换 H面
a1
H1
a1
13
a’
a2
点的两次变换
a2
14
(二)新投影面的选择必须符合以下两个基本条件:
1、新投影面必须和空间几何元素处于有利解题的位置。
2、新投影面必须垂直于一个不变投影面。
返回
(一 ) 点的投影变换规律
1、点的辅助投影和不变投影的连线,必垂直于辅助投影轴。
2、点的辅助投影到辅助投影轴的距离等于点的被更换投影到原投
影轴的距离。
X1
V1
a’
X VH
a
a1’ a
1’
15
例题 1 已知点 A的正面与侧面投影,求点 A的水平投影
Z
X O
a' a"
a
YH
YW
返回
b’’
b’’
b
b’ c’
c
c’’
16
a' a"
a
X
Z
YW
YH
O
b'
b
b"
例题 2 已知 A点在 B点前方 5毫米,上方 9毫米,右方 8毫
米,求 A点的投影。
8
9
5
返回
17
三,求一般位置线段的实长及对投影面的倾角
二、各种位置直线的投影
一、直线的投影
§ 3-2 直 线 的 投 影
返回
18
?
? ?
直线由线上任意两点所确定,其投影由两点投影确定,
直线与水平、正立、侧立投影面的夹角分别用希腊字母 α,β
,γ表示,
一, 直线的投影
返回
19
?
? ?
二, 各种位置直线的投影
1,一般位置直线
1 a b=AB·cosα ;a’b’=AB·cosβ ; a’’ b’’=AB·cosγ
2, a b,a’b’,a’’ b’’均倾斜于投影轴
3, 不反映 ?, ?, ? 实角
投影特性,
20
二, 各种位置直线的投影
1,一般位置直线
2,投影面平行线
平行于一个投影面而倾斜于另外两个投影面的直线。
水平线 —— 平行于 H面而倾斜V、W面的直线;
侧平线 —— 平行于 W面而倾斜 H、Y面的直线。
正平线 —— 平行于V面而倾斜 H,W面的直线;
21
二, 各种位置直线的投影
1,一般位置直线
2,投影面平行线
垂直于一个投影面的直线称为投影面垂直面。
铅垂线 —— 垂直于 H面而平行于V、W面的直线;
侧垂线 —— 垂直于 W面而平行于 H、Y面的直线。
正垂线 —— 垂直于V面而平行于 H,W面的直线;
3,投影面垂直线
返回
22
水平线
投影特性,1,a'b'//OX,a"b"//OY
2,ab=AB
3,反映 ?,? 角的真实大小
返回
23
正平线
投影特性,1,ab//OX, a"b"//OZ。
2,a'b'=AB。
3,反映 ?,?角的真实大小 。
返回
24
侧平线
投影特性, 1,a'b'//OZ, ab//OY。
2,a"b"=AB。
3, 反映 ?,? 角的真实大小。 返回
25
铅垂线
投影特性,1,a b 积聚 成一点
2, a’ b’?OX ; a’’ b’’ ? OY
3, a’ b’ = a’’ b’’ =AB
返回
26
正垂线
投影特性,1,a ’b’ 积聚 成一点
2, a b ? OX ; a’’ b’’ ? OZ
3, a b = a’’ b’’ =AB
返回
b’ ( a’)
y
27
侧垂线
投影特性,1,a’’ b’’ 积聚 成一点
2, a b ? OY ; a’ b’ ? OZ
3, a b = a’ b’ =AB
返回
( b’’ ) a’’
28
1,直角三角形法
?
| ZA-B | ?
AB
ab
三, 求一般位置线段的实长及对投影面的倾角
?
AB
ab
| ZA-B | | ZA-B |
?
| ZA-B |
AB
求 β角
29
1,直角三角形法
| YA-B |
三, 求一般位置线段的实长及对投影面的倾角
B0
β
AB
a'
b '
| YA-B |
β
| YA-B | a'b '
AB
β
30
每个直角三角形中,三条边和直线对投影面的倾角
共四个参数,只要知道其中任意两个,就能求出其余两个
直角三角形的作图要点,
直角三角形中,斜边为线段的实长,两直角边分别为线
段的投影及坐标差,如图
ab
△ Z
α
AB
a ' ' b' '
γ
△ XAB
β
△ Y
a ' b'
例 题
31
例1 α角的正确求法是 (? ) 图
b
(a) (b) (c)
b ′
a′
a
b
α
b ′
a′
a
b
α
b ′
a
α
a′
32
例 2 已知直线 AB的水平投影 ab及 a′,且 α=30°, 用直角三角
形法完成其正面投影 。
b
a
x
a′
33
例 2 已知直线 AB的水平投影 ab及 a′,且 α=30°, 用直角三角
形法完成其正面投影 。
b′
α
作图:
讨论有多解 。
① 以 ab为直角边作直角三角
形, 求出 ΔZab
② 利用 ΔZab求 b′
b
a
x
a′
ΔZab
Zab
Zab
b′
重作
34
例 3 已知直线 AB 和 BC 对 V 面 的 倾 角 都 是
30°, 完成 a’b’,b’c’
x
b
a′
a
c
0
35
分析:
已知 ab,bc及 β=30。,
故应作出含 β的直角
三角形求解 。
例 3 已知直线 AB 和 BC 对 V 面 的 倾 角 都 是
30°, 完成 a’b’,b’c’
x
b
a′
a
c
作图:
① 利用 ΔYab及 β求
a′b′
② 利用 ΔYbc及 β求
b′c′
△ 讨论有多解 。
a’b’
60° b ′
c ′
b ’c ’
30°
0
重作
ΔYab
ΔYab
36
1,直角三角形法
三, 求一般位置线段的实长及对投影面的倾角
2,辅助投影法
当直线平行投
影面时,它在该投
影面上的投影反映
它的实长及与另外
两投影面的夹角。
辅助投影法求实
长及倾角实质就是
将线段变换为某一
投影面的平行线。
V1
X1
a1’
b1’
?
37
V1
X1
b1’
?
a1’
b1’
a’
b’
a
b
X VH
实长
α思考, 变换 H面?
X1∥ ab
a1’
38
例 4 求一般位置线段 AB的实长及其对 W面的倾角 γ,
并 AB上截取一点 E,使 AE长为 10mm。
39
例 4 求一般位置线段 AB的实长及其对 W面的倾角 γ,
并 AB上截取一点 E,使 AE长为 10mm。
a1’
b1’
γ
实长
作图
1,换面求出 AB
的实长及 γ
2,在 a1’ b1’ 上截
取 e1’,使 a1’ e1’=10,
并由 e1’返回作出
e1’’和 e1’。
e1’
e’’e’
重作
40
例 5 已知AB的实长及 a’b’,求 AB的水平投影
AB
XHV
a
a’
b’
41
例 5 已知AB的实长及 a’b’,求 AB的水平投影
AB
XHV
a
a’
b’
作图
1,将 AB变换为
水平线 (X1∥ a’b’)
2,利用 AB的实
长及 点的投影规
律求出 b1
3,求出 b
a1
b1
b讨 论
另一解 b1
B?
返回重作
42
§ 3-3 点,直线的相对位置
一、点与直线的相对位置
1、点在直线上,它的各面投影必
落在该直线的同面投影上。
2、空间点分线段的比例,等于投
影图上点分线段投影的比例。
A C,C B = a c,c b = a’c’:
c’b’
例题 1 例题 2
投影规律
43
§ 3-3 点,直线的相对位置
一、点与直线的相对位置
二、两直线的相对位置
1、两直线平行
2、两直线相交
3、两直线交叉
例题 1 例题 2
44
b’
a
a’
d’
b b
c
c’
x o
b’
a’
a
b d
c’
d’
c
两直线平行,它们的各面投影必相互平行
返回
45
返回
46
凡不满足平行和相交条件的直线为交叉两直线。
o
b’
x
a’
a
b
c’
d’
d
c
1
1’(2’)
2
返回
47
? 例题 1 已知线段 AB的投影图,试将 AB分成 AC:CB=2,
1两段,求分点 C的投影。
c
c’ 1,任作一直线并三等分
2,作相似形定出 C点的水平
投影 c
3,求出 C点的水正面投影 c’
48
例题 2 已知点 C在线段 AB上,求点 C的正面投影。
ac
cb
c’
49
例题 3 试判断直线 AB,CD是否平行
X
方法一
补画第三投影,判断是否平行
a
d’
b’
a’
d
c
b
c’
d’’
b’’
a’’
c’’ 方法二
ab, cd不等于 a’b’, c’d’
结论, AB与 CD不平行
返回
50
例题 4 试作一直线 MN与 AB,CD两直线相交,且平行 EF
(m’)
a
f’ OX
e’
f
d
e
c
b
c’
(a’) b’
d’
分 析
作图步骤
( 1)过 m’作直线 m’n’
平行 e’f’,且与 c’d’
交于 n’
n’
(2) 由 n’求得 nn
(3)过 n作 nm平行 ef,交
ab于 m,直线 MN即
为所求。
m
51
3’(4’)
3
4
1’
2’
1(2)
例题 5 判断两直线重影点的可见性
52
§ 3-4 一边平行于投影面的直角的投影
X O
c’
a’ b’
c b
a
A
C
B o
c
a′ b′
a
b
c′
x
证明:
⑴已知 AB⊥ AC,AB∥ H,则 AB⊥ Aa,则 AB⊥ 平面 AacC ;
⑵ 因 ab∥ AB,故 ab⊥ 平面 AacC,则 ab⊥ ac 。
结论,
当直角的一边平行于投影面时,该投影面上的投影反映直角 ;
反之,两直线之一平行于投影面且在该面两直线投影成直角,则
两直线在空间的夹角也一定是直角。
53
例 1.判断下列几组直线是否垂直:
a
a′
c′
c
b′
b
b′
a′
a
b c
c′
b′
a′ c′
a
b
c
a′
a
b′
b
d′
d
c′
c
a′
a
(b′
b
c d
c′ )
d′
( a )
( e )( d )
( c )( b )
54
④ 连线完成作图
o
例 2,已知侧平线 AC为菱形对角线, B点在 Z轴上, 试完成菱形的三面投影 。
c′
c
a′
a
x
YH
Yw
z
分析:
作图:
② 由于 B点在 Z轴
上, 定出 b,b′
③ 根据对角线互相
平分的特点, 求出,
d′,d
① 作出 a′′c′′,过中
点 o′′作中垂线交 OZ
于 b′′
a’’
b’’ c’’b’
b
k’
d
d’
55
§ 3-5 平面的表示法
a’
a
b’
c’
b
c
b’
a’
a
c’
b
c
b’
a’
a
c’
b
c
a’
a
b’
c’
b
c
a’
b’ c’
a
b c
d’
d
56
§ 3-6 各种位置平面的投影特性
平面可分为三类,
投影面平行面
投影面垂直面
一般位置平面
平面与 H面,V面,W面的夹角分别用希腊字母
α,β,γ表示。
57
一 投影面平行面
平行于一个投影面的平面称为投影面平行面。
正平面 侧平面水平面
投影特性:
1,a’b’c’,a’’b’’c’’积聚为一条线,且 a’b’c’∥ OX ; a’’b’’c’’∥ OY 。
2, 水平投影 abc反映 ?ABC实形
Z a’’
c
YX
a’ b’ b’’
b
a
o
Y
c’’c’
58
(1)正面投影反映实形 ;
(2)水平投影积聚为一
直线,且 //OX ;
侧面投影积聚为一直
线,且 //OZ.
(1) 侧面投影反映实形 ;
(2)正面投影积聚为一直
线且 //OZ ; 水平投影积
聚为一直线且 //YH 。
c’’YW



(∥ V) b
YH
Z
a’’
b’’b’
o
a’
c’
c a
X
侧平

(∥ W)
投影规律
59
二 投影面垂直面
垂直于一个投影面而倾斜于另外两个投影面的平
面称为投影面垂直面。 铅垂面、正垂面、侧垂面。
( 1) 水平投影积聚为一直线,水平投影与 X的夹角反映平面 V面的夹角 β,与
YH的夹角反映平面与侧面的夹角 γ。
( 2 ) 正面投影, 侧面投影不反映实形,但为其类似形 。
投影特性,
z
yW
?
?
x
a’ b’ a’’
b
a o
yH
c
c’’c’
b’’
60
1) 正面投影积聚为
一直线与 OX夹角反
映 α,与 OZ夹角反映
γ;
( 2) 水平投影和
侧面投影不反映实
形,但为其类似形 。



(⊥ V)
YW
Z
b? b?
X
a? a?
b
a
O
YH
α
?
c?c?
c
(1) 侧面投影积聚为
一直线与 OYw的夹角
反映 α,与 OZ夹角反
映 γ;
(2) 正面投影与水平
投影不反映实形,但为
其类似形 。



(⊥ W)
a’’
zb’ b’’
YWx
a’
b
a
o
YH
α
β
c
c’ c’’
投影规律
61
三 一般位置平面
对三个投影面都处于倾斜位置的平面称为一
般位置平面。
投影特性
1, △ abc、△ a?b?c?,△ a?b?c? 均为 ? ABC的类似形。
2, 不反映 ?, ?,? 的真实角度 。
62
§ 3-7 平面上的点和线
一、平面上的点
D
E
d?
d
e?
e
在给定平面取点,可直接取自该平面上的已知直线
63
D
E
d?
e?
ed
二、平面上的直线
( 1) 通过平面上两个已知点 ;
( 2) 通过平面上一点,且平行于平面上的另
一已知直线
64
例 1,试判断点 K和直线 MN是否在△ ABC平面上
X
nm
c
b
a
O
b’
k
k’
n’
m’
c’a’
65
例 2,已知平面五边形 ABCDE的正面投影和水平投影 abc,
试完成五边形的水平投影。
c
b
a
b’
c’a’
d’e’
作 图
(1) 连接 a’c’,b’d’相交于
f’,求出 f ; 再连 bf并延长
求得 d ;
f’
f
d
(2) 作 e’g’∥ a’b’交 b’c’于
g’,求出 g ; 再作 ge∥ ab
并求出 e ;
g’
g
e
(3) 连接 cd,de,ea
66
三、平面上的投影面平行线
平面上平行于投影面的直线称为平面上的投影面平行
线。有三类, 面上水平线,正平线、侧平线。
V
A
B
b
a
a’
PH
面上的投影面平行
线即具有投影面平
行线的投影特性,
又必须满足直线在
平面上的条件
67
例题 1,已知 ?ABC给定一平面,试过点 C作属于该平面的正平线,
过点 A作属于该平面 的水平线 。
m?
n?
n
m
68
例题 2,已知点 E 在 ?ABC平面上,且点 E距离 H面 15,距离 V 面 10,
试求点 E的投影 。
m
n
m? n?
r s
r?
s?
10
15
e?
e
作 图
(1) 作 ?ABC距离 V面 10 的
直线 SR;
(3) MN与 SR的交点即为
所求。
(2) 作 ?ABC距离 H 面 15
的直线 MN;
69
c
§ 3-8 平面的辅助投影
一、将一般位置平面变换为投影面垂直面
分 析
将平面内的投影面平行线
变换成投影面垂直线后,平面
即变为投影面垂直面。H
1a
1
c1
b1
d1
?
d
d'
D
70
作 图
§ 3-8 平面的辅助投影
一、将一般位置平面变换为投影面垂直面
H1a
1
c1
b1
d1
?
d
d'
D
a
a’
c
b
c’
b’
X
d
d’
a1
c1
b1
β
求 α时,作从属于平面上的水平线
求 β时,作从属于平面上的正平线
求 γ时,作从属于平面上的侧平线
71
S1
例题 1 求点 S到平面 ABC的距离 SK
分 析
作 图
(1) 将△ABC变换成
铅垂面,求出a 1、b 1、
c 1,s 1 ;
(2) 求出 k1 ;
k1
(3) 求出 s’k’和 sk ;
K’
K
72
例题 2 已知 E到平面 ABC的距离为 N,求 E点的正面投影 e’。
nd'
d
e'
73
二、将投影面垂直面变换为投影面平行面
V1
X1
a
a’
c
b
b’
c’
b1’
c1’
a1’
c1’
a1’
a1’
c1’ b1’
74
例题 1 求一般位置平面△ABC的实形。
d'
d
a2'
c2'
b2'
d1'
作 图
(1 ) 将△ABC变换
成铅垂面,求出a 1、b 1
、c 1, d1 ;
(2 ) 将△ABC变换
成正平面 ;
75
d'
d
a1'
c1'
b1'
d1'
15
e
e'
e1
e1'
例题 2 已知 点 E在平面 ABC上,距离 A,B为 15,求 E点的投影。