平面的投影一般仍为平面,特殊情况下积聚为直线。不在同一条直线上的三点或多点可确定一个平面,所以在作平面的投影时,只需作出平面上各点的投影,然后连接其同面投影即可。
通常用一组几何元素的投影表示空间一平面。几何元素的形式如图2.21 所示,分别为不在同一直线上的三点、直线及直线外一点、两相交直线、两平行直线、平面图形。
图2.21 平面的几何元素表示
上述用各组几何元素表示的同一平面,其各组几何元素之间可以互相转化。其中,不在一条直线上的三点是决定平面位置最基本的几何元素,但在实际中,则以平面图形表示平面最为常见。
平面按照相对于投影面的位置分为投影面垂直面、投影面平行面和一般位置平面三类,前两类又称为特殊位置平面。
平面与水平投影面、正面投影面、侧面投影面的倾角分别用“α”“β”和“γ”表示。
垂直于一个投影面,而与另外两个投影面倾斜的平面,称为投影面的垂直面。根据所垂直的投影面不同,垂直面分为正垂面、铅垂面和侧垂面。
①正垂面:垂直于V面,倾斜于H、W面的平面。
②铅垂面:垂直于H面,倾斜于V、W面的平面。
③侧垂面:垂直于W面,倾斜于V、H面的平面。
表2.3 列出了正垂面、铅垂面、侧垂面的投影及其投影特性。
表2.3 投影面垂直面的投影特性
续表
从表2.3 中可概括出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成一条倾斜直线,该直线与两投影轴的夹角反映空间平面与另外两个投影面的倾角。
②在另外两个投影面上的投影是与空间平面相类似的平面图形。
平行于一个投影面而与另外两个投影面均处于垂直位置的平面,称为投影面的平行面。根据所平行的投影面不同,平行面分为正平面、水平面和侧平面。
①正平面:平行于V面,与H、W面垂直的平面。
②水平面:平行于H面,与V、W面垂直的平面。
③侧平面:平行于W面,与V、H面垂直的平面。
表2.4 列出了正平面、水平面、侧平面的投影及其投影特性。
表2.4 投影面平行面的投影特性
从表2.4 中可概括出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空间平面图形的实形。
②在另外两个投影面上的投影积聚为直线,并且平行于相应的投影轴。
与三个投影面均处于倾斜位置的平面称为一般位置平面。
如图2.22 所示,一般位置平面的三个投影均不反映空间平面图形的实形,均为小于实形的类似形。
①一条直线若通过平面上的两点,则此直线必在该平面上。如图2.23 所示,点D、E分别在直线AB和BC上,所以D、E在由直线AB和AC所确定的平面P上,故连接D、E所得的直线必在平面P上。
图2.22 一般位置平面的投影特性
图2.23 平面上的直线
②一条直线若通过平面上的一点,且平行于该平面上的一条直线,则此直线必在该平面上。如图2.24 所示,平面P由直线AB和点C确定,过点C作直线CD平行于直线AB,则直线CD必在平面P上
图2.24 平面上的直线
如果点位于平面内的任意一条直线上,则此点位于该平面上。因此,若在平面内取点,必须先在平面内取一条直线,然后再在该直线上取点。
【例 2.8】 如图2.25(a)所示,判断点M是否在平面△ABC上,并作出平面△ABC上点N的正面投影。
分析:判断点是否在平面上和求平面上点的投影,可利用若点在平面上,那么点一定在平面内的一条直线上这一投影特性。
作图:作图过程如图2.25(b)、(c)所示。
①连接a′m′并延长交b′c′于 1′,作出其水平投影 1,连接a1,由于m不在a1 上,因此点M就不在平面△ABC上。
图2.25 平面上的点
②连接an交bc于 2,作出其正面投影 2′,连接a′2′并延长,与过点n作OX轴的垂线相交,交点即为n′。
【例 2.9】 如图2.26(a)所示,完成平面图形ABCDE的正面投影。
图2.26 完成平面图形的投影
分析:已知A、B、C三点的正面投影和水平投影,平面的空间位置已经确定,D、E两点应在平面△ABC上,因此,利用点在平面上的原理作出点的投影即可。
作图:作图过程如图2.26(b)所示。
①连接a′c′和ac,求出△ABC的两面投影。
②连接be交ac于 1,求出其正面投影 1′,连接b′1′并延长,与过e的投影连线交于e′。
③同理,求出△ABC上另一点D的正面投影d′,依次连接c′、d′、e′、a′得平面图形ABCDE的正面投影。