Определение принадлежности точек заданным поверхностям

А) плоские кривые

Локальные свойства кривой характеризуются касательной и нормалью.

Касательной называют предельное положение секущей t (t /, t //, . . .) когда точка М2 стремится к точке М. Нормаль – это прямая перпендикулярная касательной в данной точке (n t).

 

 

 

А) пространственные кривые

 

Локальные свойства пространственной

кривой характеризуются:


– соприкасающейся плоскостью.

b
M1
t
M2
q
– предельное положение некоторой плоскости определяемой точками M1, M, M2 , когда точки M1 и М2 стремятся к точке М (M1M и М2М).

– нормальной плоскостью (перпендикулярная касательной t).

– спрямляющаяся плоскость.

 

Нормальная плоскость перпендикулярна касательной t .

Спрямляющаяся плоскость проходит через касательную t, и перпендикулярна соприкасающейся плоскости É t,

 

Дифференциальные свойства пространственных кривых характеризуют:

 

n – нормаль кривой ;

t – касательная ;

b – бинормаль ;

 

Задача №1

 

На комплексном чертеже заданы фронтальная и горизонтальные проекции кривой f. Определить какой является кривая, плоской или пространственной.

 

       
 
   
 

 


План решения:

1. Строим прямые AC и BD пересекающие заданную кривую f.

2. Строим точки пересечения (K1 и K2) проекций прямых AC и BD на фронтальной и горизонтальной проекциях.

3. Так как точки пересечения K1 и K2 не находятся на одной линии проекционной связи, то кривая a является пространственной.

Способы задания кривых поверхностей

 

Поверхность – это непрерывное двухпараметрическое множество точек.

 

1 Задание поверхности с помощью алгебраических уравнений

 

В этом способе задания поверхность рассматривается как геометрическое множество точек, координаты которых удовлетворяют определенно заданному алгебраическому уравнению. Например, точка A принадлежит поверхности сферы, если её координаты удовлетворяют алгебраическому уравнению:

 

 

 
 

 


 

.

 

2 Задание поверхности с помощью параметрических уравнений


Точка A определяется параметрическими уравнениями:

где u и v – текущие параметры.

 

3 Каркасно-кинематический способ

 

Поверхность представляется линейным каркасом, т.е. совокупностью линий, принадлежащих поверхности, имеющих единый закон образования и связанных определенной зависимостью.

 

Кривая l в качестве которой выступает эллипс принадлежит плоскости S ^ x , которая перемещается вдоль оси x.

 

 
 


Параметры малой и большой полуосей эллипса определяются функциями

 

, .

 

Уравнения поверхности

 

.

 

Пример задания поверхности линейным каркасом

Понятие об определителе поверхности

 

Определителем поверхности называется совокупность условий задающих поверхность в пространстве. Определитель поверхности состоит:

 

1) Из геометрической части.

2) Из алгоритмической части.

 

Поверхность считается заданной, если можно решить вопрос о принадлежности любой точки пространства заданной поверхности.

 

Геометрическая часть определителя – совокупность геометрических элементов необходимых для задания поверхности.

 

Алгоритмическая часть определителя – это совокупность операций (последовательности) по которым строятся образующие (элементы каркаса) поверхности.

           
     
 
 
 

 


l1
l1
m – Направляющая поверхности.

A1 /
11
m1
S1
m1
S1
l – Образующая поверхности.

 
 

 

 


S, m - геометрическая часть.

 

S Î l

l Ç m - алгоритмическая часть.

 

Классификация поверхностей

Поверхности вращения

 

Построение очерка поверхности вращения

 

 

 

 

меридиан
A/
A2
A1

 

Гиперболоид вращения

 

 

 

Определение принадлежности точек заданным поверхностям