ba03 deskriptivn í ge ometrie

56
BA03 Deskriptivní geometrie přednášková skupina P-B1VS2 učebna Z240 letní semestr 2013-2014 Mgr. Jan Šafařík

Upload: demetrius-glover

Post on 13-Mar-2016

122 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

BA03 Deskriptivn í ge ometrie. Mgr. Jan Šafařík. přednášková skupina P-B1VS 2 učebna Z240 letní semestr 20 13 -20 14. Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie. Deskriptivní geometrie BA03. Kontakt:. Ústav matematiky a deskriptivní geometrie Žižkova 17, 662 37 Brno - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

BA03Deskriptivní geometrie

přednášková skupina P-B1VS2učebna Z240letní semestr 2013-2014

Mgr. Jan Šafařík

Page 2: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

2

Kontakt:

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Ústav matematiky a deskriptivní geometrieŽižkova 17, 662 37 Brnomístnost Z221telefon: 541147606e-mail: [email protected]:http://vyuka.safarikovi.org/konzultační hodiny: čtvrtek, 10:00 – 11:00V případě potřeby je možné domluvit konzultaci i mimo stanovený čas po individualní domluvě.

Page 3: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

3

Základní literatura: Autorský kolektiv Ústavu matematiky a deskriptivní geometrie FaSt VUT

v Brně: Deskriptivní geometrie, verze 4.0 pro I. ročník Stavební fakulty Vysokého učení technického v Brně, Soubor CD-ROMů Deskriptivní geometrie, Fakulta stavební VUT v Brně, 2012. ISBN 978-80-7204-626-3.

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 4: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

4

Základní literatura: Bulantová, Jana - Prudilová, Květoslava - Roušar, Josef - Šafařík, Jan -

Zrůstová, Lucie: Sbírka zkouškových příkladů z deskriptivní geometrie pro I. ročník Stavební fakulty Vysokého učení technického v Brně, Fakulta stavební VUT v Brně, 2009. http://math.fce.vutbr.cz/studium.php

Bulantová, Jana - Prudilová, Květoslava - Puchýřová, Jana - Roušar, Josef - Roušarová, Veronika - Slaběňáková, Jana - Šafařík, Jan - Šafářová, Hana, Zrůstová, Lucie: Sbírka řešených příkladů z deskriptivní geometrie pro I. ročník Stavební fakulty Vysokého učení technického v Brně, Fakulta stavební VUT v Brně, 2006. http://math.fce.vutbr.cz/studium.php

Autorský kolektiv Ústavu matematiky a deskriptivní geometrie FaSt VUT v Brně: Vyrovnávací kurz deskriptivní geometrie BA91 , Fakulta stavební VUT v Brně, 2007. http://math.fce.vutbr.cz/studium.php

Puchýřová, Jana: Cvičení z deskriptivní geometrie, Část A, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Fakulta stavební VUT, Brno 2005.

Puchýřová, Jana: Cvičení z deskriptivní geometrie, Část B, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Fakulta stavební VUT, Brno 2005.

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 5: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

5

Doporučená literatura: Stránky Deskriptivní geometrie pro 1. ročník kombinovaného

studia FAST, http://math.fce.vutbr.cz/ks_dg.php. Holáň, Štěpán - Holáňová, Libuše: Cvičení z deskriptivní geometrie I. -

Kuželosečky, Fakulta stavební VUT, Brno 1988. Holáň, Štěpán - Holáňová, Libuše: Cvičení z deskriptivní geometrie II. -

Promítací metody, Fakulta stavební VUT, Brno 1989. Holáň, Štěpán - Holáňová, Libuše: Cvičení z deskriptivní geometrie III. -

Plochy stavebně technické praxe, Fakulta stavební VUT, Brno 1992. Moll, Ivo - Prudilová, Květoslava - Puchýřová, Jana - Slaběňáková, Jana -

Roušar, Josef - Slatinský, Emil - Slepička, Petr - Šafářová, Hana - Šafařík, Jan - Šmídová, Veronika - Švec, Miloslav - Tomečková, Jana: Deskriptivní geometrie, verze 1.0 - 1.3 pro I. ročník Stavební fakulty Vysokého učení technického v Brně, FAST VUT Brno, 2001-2003.

Piska, Rudolf - Medek, Václav: Deskriptivní geometrie I, SNTL/SVTL, Praha 1966.

Piska, Rudolf - Medek, Václav: Deskriptivní geometrie II, SNTL/ALFA, Praha 1975.

Vala, Josef: Deskriptivní geometrie I, Fakulta stavební VUT, Brno 1997. Vala, Josef: Deskriptivní geometrie II, Fakulta stavební VUT, Brno 1997.

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 6: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

6

Cíl předmětu:Zvládnout konstrukci kuželoseček na základě

ohniskových vlastností. Pochopit principy perspektivní kolineace a perspektivní afinity a umět je použít při

řešení příkladů. Pochopit a zvládnout základy promítání: Mongeova, kolmé axonometrie a lineární perspektivy.

Rozvinout prostorovou představivost a zvládnout prostorové řešení jednoduchých úloh. Umět zobrazit

jednoduchá geometrická tělesa a plochy v jednotlivých projekcích, jejich řezy. V lineární perspektivě zvládnout zobrazení stavebního objektu. Seznámit se se stručným

výběrem poznatků z teorie křivek a ploch, umět konstrukci šroubovice ze zadaných prvků a konstrukci

pravoúhlé uzavřené přímkové šroubové plochy. Seznámit se se stručným výběrem z teorie zborcených ploch, umět konstrukci hyperbolického paraboloidu a

konoidů ze zadaných prvků. http://www.fce.vutbr.cz/studium/predmety/Predmet.asp?kod=BA03

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 7: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

7

Harmonogram předmětu:1. Rozšířený euklidovský prostor. Dělící poměr. Princip

promítání středového a rovnoběžného. Perspektivní kolineace, perspektivní afinita.

2. Systém základních úloh, užití na příkladech. Mongeovo promítání. Základní pojmy. Základní úlohy.

3. Mongeovo promítání. Základní úlohy. Průmět kružnice. Zavedení třetí průmětny.

4. Mongeovo promítání. Zobrazení tělesa. Řezy těles, příklady.

5. Kolmá axonometrie. Základní pojmy. Konstrukce v souřadnicových rovinách, kružnice v souř. rovině. Úlohy polohy.

6. Kolmá axonometrie. Zobrazení tělesa. Řez tělesa s podstavou v půdorysně, průsečíky přímky s tělesem. Zářezová metoda. Šikmé promítání na nárysnu (konstrukce v půdorysně, těleso s podstavou v půdorysně)

http://www.fce.vutbr.cz/studium/predmety/Predmet.asp?kod=BA03

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 8: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

8

Harmonogram předmětu:7. Úvod do středového promítání. Lineární perspektiva.

Promítací aparát. Průsečná metoda.8. Lineární perspektiva. Vynášení výšek. Metoda sklopeného

půdorysu. Délky úseček v základní rovině. Metody volné perspektivy.

9. Lineární perspektiva. Další metody konstrukcí perspektivy (metoda dvou úběžníků, měřících bodů, hloubkových přímek). Kružnice v základní a svislé rovině. Gratikoláž.

10. Prostorová křivka. Šroubovice (zadání: (o, A, v/vo, točivost), (o,t); oskulační rovina v bodě šroubovice). Úvod do teorie ploch.

11. Přímý šroubový konoid. Zborcené plochy. Zborcené plochy druhého stupně. Zborcený hyperboloid. Hyperbolický paraboloid.

12. Zborcené plochy vyššího stupně. Kruhový a parabolický konoid, Marseillský a Montpellierský oblouk.

13. rezervahttp://www.fce.vutbr.cz/studium/predmety/Predmet.asp?kod=BA03

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 9: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

9

Harmonogram cvičení:1. Ohniskové vlastnosti kuželoseček.2. Perspektivní kolineace, perspektivní afinita. Křivka afinní ke kružnici.

Konstukce sdružených průměrů.3. Konstrukce elipsy založené na afinitě, Rytzova konstrukce, proužková

konstrukce. Mongeova projekce. Základní konstrukce.4. Mongeova projekce. Základní úlohy. Rozbor jednoduchých konstruktivních

úloh. Užití třetí průmětny.5. Mongeova projekce. Zobrazení tělesa. Řezy těles.6. 1. kontrolní práce. Kolmá axonometrie. Metrické úlohy v souřadnicových

rovinách. Zobrazení tělesa. 7. Kolmá axonometrie. Řez tělesa s podstavou v půdorysně, průsečíky přímky

s tělesem. Šikmé promítání. Konstrukce v půdorysně (kružnice).8. Lineární perspektiva9. Lineární perspektiva.10. Lineární perspektiva.11. 2. kntrolní práce. Šroubovice. Šroubový konoid v kolmé axonometrii12. Hyperbolický paraboloid. Kruhový konoid.13. Rezerva. Zápočty.

http://www.fce.vutbr.cz/studium/predmety/Predmet.asp?kod=BA03

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 10: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

10

Požadavky k zápočtu dvě zápočtové písemky – úspěšnost alespoň 30% ze

součtu obou písemek1. zápočtová písemka – 6. týden semestru2. zápočtová písemka – 11. týden semestru

2 rysy – jednotné zadání pro všechny studijní skupiny, zadání budou upřesněna během semestru, rýsujte tužkou, na kladívkový papír, popis šablonkou

účast na cvičeních je povinná, tolerují se maximálně dvě omluvené neúčasti (viz studijní řád)

kontrola sešitu, vypracované typové příklady ze cvičení

domácí úlohy – řeší vyučující individuálně

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 11: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

11

Okruhy k písemné zkoušce Budou upřesněny během semestru na stránkách

http://vyuka.safarikovi.org/

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 12: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

12

Geometrie a stavitelstvíNávrh

geometrie

Materiál

Stavba

Prostředí

EkonomikaNáklady

Konstrukce

Technologieprovádění

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 13: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

13

Geometrie v návrhu

Zobrazení objektuSkicováníPromítací metodyPočítačové zobrazování

TvaryTělesaKřivkyPlochyDimenzeProporce

Transformaceoperace s objekty

Jan Šafařík: Úvod do předmětu deskriptivní geometrie Deskriptivní geometrie BA03

Page 14: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

Přehled ploch stavební praxe

Page 15: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

15

Hyperbolický paraboloidGraham McCourt Architects, 1983, sportovní aréna, Calgary, Alberta, Canada

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 16: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

16

Hyperbolický paraboloid

Frei Otto, Günther Behnisch, Fritz Auer, Carlo Weber, 1968-1972, Olympijský stadión, Mnichov, Německo

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 17: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

17

Hyperbolický paraboloidF. Calatrava, 1982, oceánografické muzeum, Valencie

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 18: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

18

Kulová plochaarch. Jørn Utzon, 1973, Opera v Sydney, Nový Jižní Wales , Austrálie

K zastřešení užito trojúhelníkových úsečí kulových ploch o shodném poloměru R=74.0m

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 19: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

19

Jednodílný hyperboloidarch. Oscar Niemeyer, 1970, Cathedral of Brasília (Catedral Metropolitana Nossa Senhora Aparecida)

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 20: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

20

Jednodílný hyperboloidThe James S. McDonnell Planetarium , St. Louis, Missouri, U.S.A.

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 21: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

21

Jednodílný hyperboloid

Chladící věže jaderných elektráren

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 22: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

22

Rotační paraboloid

Ještěd, arch. Karel Hubáček, 1963 - 1966arch. Norman Foster a Ken Shuttleworth, 2001-2004, 30 St Mary Axe, Londýn, velká Británie

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 23: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

23

Rotační plocha

Ještěd, arch. Karel Hubáček, 1963 - 1966

Nejedná se o jednodílný rotační hyperboloid

Hyperbola rotuje kolem asymptoty Zbytek plochy rotací spline funkcí

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 24: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

24

Šroubová plochaarch. Santiago Calatrava, 2001-2005, Turning Torso

Šroubování krychle o ¼ závitu; po stranách otevřené pravoúhlé přímkové šroubové plochy (svidřík)

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 25: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

25

Šroubová plochaarch. Santiago Calatrava, 2007-2011, Fordham Spire

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 26: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

26

Šroubová plocha

Fordham Spire- návrh

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 27: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

27

Přímý šroubový konoid

Schodová plocha

Lednice - Minaret

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 28: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

28

Plocha Štramberské trůby

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 29: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

29

Plocha šikmého průchodu

Vyšehradský tunel

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 30: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

30

Přímý parabolický konoid

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 31: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

31

„Corne de Vache“ plocha kravského

rohu

Most Legií, Praha

Jan Šafařík: Přehled ploch stavební praxe Deskriptivní geometrie BA03

Page 32: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

32

Deskriptivní geometrie BA03

Page 33: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

33

Jak zvládnout deskriptivu?

Tajemství úspěchu není dělat

jen to, co se nám líbí, ale najít

zalíbení v tom, co děláme.

T. A. Edison

Deskriptivní geometrie BA03

Page 34: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

34

Kdo nerozumí jednomu pohledu,nepochopí ani dlouhé

vysvětlováni. arabské přísloví

Deskriptivní geometrie BA03

Page 35: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

Přednáška č.1Rozšířený euklidovský prostor.Dělící poměr. Princip středového a rovnoběžného promítání.Perspektivní kolineace, perspektivní afinita.

Page 36: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

36

Rozšířený euklidovský prostor

každá vlastní přímka má jeden nevlastní bod (je incidentní s jedním nevlastním bodem),

nevlastní bod je určen směrem přímky, která je s tímto bodem incidentní,

všechny vzájemně rovnoběžné přímky se protínají v jediném nevlastním bodě,

každá vlastní rovina má jednu nevlastní přímku (je incidentní s nevlastní přímkou),

všechny vzájemně rovnoběžné roviny se protínají v jediné nevlastní přímce.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 37: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

37

Dělící poměrZvolme na dané přímce p dva různé vlastní body A, B a kladný směr. Pak poloha libovolného dalšího bodu C je určena poměrem délek orientovaných úseček | AC | : | BC | = λ. Tento poměr nazýváme dělící poměr bodu C vzhledem k základním bodům A, B, značíme (ABC).

(ABC) > 1 bod C leží vně úsečky AB, tak aby |AC|>|BC|0 < (ABC) < 1 bod C leží vně úsečky AB, tak aby |AC| < |BC|(ABC) < 0 bod C leží uvnitř úsečky AB(ABC) = 0 bod C splývá s bodem A

Hodnota dělícího poměru nezávisí na volbě orientace přímky.

Dvojpoměrem čtyř bodů A, B, C, D (v tomto pořadí) na orientované přímce nazýváme poměr (ABC) : (ABD), t.j. podíl dělících poměrů bodů C a D vzhledem k základním bodům A, B; značíme (ABCD).

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 38: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

38

Princip středového a rovnoběžného promítání

S ... střed promítání s ... směr promítání A´ ... průmět bodu ρ ... průmětna AA´ ... promítací

paprsek

Definice:1. Zobrazení, ve kterém obrazem bodu A v prostoru různého od bodu S je

průsečík A´ přímky AS s rovinou ρ, se nazývá promítání. Bod S se nazývá střed promítání, rovina ρ průmětna, přímka AS promítací přímka (promítací paprsek), bod A´ průmět bodu A, rovina procházející středem promítání promítací rovina.

2. Je-li střed S promítání vlastní bod, nazýváme promítání středové (centrální), je-li střed S promítání nevlastní bod, nazýváme promítání rovnoběžné (paralelní).

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 39: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

39

Vlastnosti promítání Průmětem bodu, různého od

středu promítání, je bod. Průmětem přímky, která

neprochází středem promítání, je přímka.

Průmětem promítací přímky je bod, tj. její průsečík s průmětnou.

Průmětem roviny, která neprochází středem promítání, je průmětna.

Průmětem promítací roviny je přímka.

Invariantem středového promítání je dvojpoměr čtyř bodů na přímce.Důsledek:a) průmětem rovnoběžných přímek nejsou rovnoběžky,b) průmět nevlastního bodu může být bod vlastní i nevlastní.

Invariantem rovnoběžného promítání je dělící poměr tří bodů na přímce. Důsledek:a) průmětem rovnoběžných přímek jsou rovnoběžky,b) průmět středu úsečky je střed průmětu úsečky,c) průmět vlastního bodu je bod vlastní.d) průmět nevlastního bodu je bod nevlastní.

Věta:Incidence prvků se promítáním zachovává.

Poznámka:Metrické vlastnosti, tj. délky a úhly se obecně promítáním nezachovají.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 40: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

40

Zobrazovací metodyRovnoběžná promítání

Kótované promítaní Mongeovo promítání Axonometrické promítání

- pravoúhlé (ortogonální)- kosoúhlé (klinogonální)

Středová promítání

Obecné středové promítání Lineární perspektiva Stereoskopické promítání

(anaglyfy) Reliéf

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 41: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

41

Perspektivní kolineaceJe dána trojboká jehlanová plocha s vrcholem S a dvě různoběžné roviny ρ a ρ'. Rovina ρ protíná jehlanovou plochu v trojúhelníku ABC a rovina ρ' protíná jehlanovou plochu v trojúhelníku A'B'C'. Pokud Δ ABC promítneme z bodu S do roviny ρ', získáme Δ A'B'C'. Máme zobrazení bodů a přímek roviny ρ do bodů a přímek roviny ρ', ve kterém platí stejně jako v afinitě, že odpovídající si přímky se protínají na průsečnici rovin ρ a ρ'.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 42: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

42

Perspektivní kolineaceDefinice:Nechť jsou dány dvě různé vlastní roviny ρ a ρ ' a vlastní bod S neležící v žádné z daných rovin. Středovým promítáním ze středu S se body a přímky roviny ρ zobrazí do bodů a přímek roviny ρ '. Toto zobrazení se nazývá perspektivní kolineace (dále jen kolineace) mezi rovinami ρ a ρ '. Průsečnice rovin ρ a ρ ' se nazývá osa kolineace, bod S se nazývá střed kolineace.Kolineace je jednoznačně určena středem S a rovinami ρ a ρ '.

Základní vlastnosti kolineace:1. Bodu (přímce) jedné roviny je přiřazen jediný bod (jediná přímka) druhé roviny. Bodu A ležícímu na přímce a v rovině ρ je přiřazen bod A' na přímce a' v rovině ρ ', přičemž a' je obrazem přímky a (incidence se zachovává).2. Dvojice kolineárně sdružených bodů leží na přímkách procházejících středem kolineace (tyto přímky nazýváme paprsky kolineace).3. Kolineárně sdružené přímky se protínají na ose kolineace. Osa kolineace je množina samodružných bodů.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 43: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

43

Perspektivní kolineaceOznačení:A  A ' bude vyjadřovat, že obrazem bodu A je bod A '.A  A ' bude vyjadřovat, že A a A ' jsou kolineárně sdružené body.p  p ' bude vyjadřovat, že p a p ' jsou kolineárně sdružené přímky.

Úběžník přímky - obraz nevlastního bodu, je to vlastní bodÚběžnice roviny- obraz nevlastní přímky roviny, je to množina úběžníků všech přímek roviny

Orientovaná vzdálenost středu kolineace od úběžnice jedné roviny je rovna orientované vzdálenosti úběžnice druhé roviny od osy kolineace.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 44: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

44

Perspektivní kolineacePromítneme-li z nějakého bodu O, který neleží v žádné z rovin ρ a ρ ', kolineaci mezi rovinami ρ a ρ ' do libovolné roviny (O  ), získáme zobrazení nazývané perspektivní kolineace v rovině, dále jen kolineace.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 45: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

45

Poznámka:Kolineaci budete využívat při sestrojování rovinných řezů jehlanů a kuželů. Mezi podstavou a řezem je kolineární vztah, osou kolineace je průsečnice roviny podstavy a roviny řezu, středem kolineace je vrchol tělesa.

Postup při sestrojení řezu jehlanu nebo kužele je následující:

1. Určíme jeden bod řezu jako průsečík libovolné površky (nebo osy tělesa) s rovinou řezu

2. Využitím vlastností kolineace určíme čáru řezu jako křivku kolineární ke křivce podstavy (osa kolineace: průsečnice roviny podstavy a roviny řezu, pár odpovídajících si bodů: nalezený bod řezu a bod podstavy na téže povrchové přímce)

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 46: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

46

Perspektivní afinitaJe dána trojboká hranolová plocha, jejíž hrany a, b, c jsou rovnoběžné s daným směrem s. Dále jsou dány roviny ρ a ρ', které se protínají v přímce o. Rovina ρ protíná hranolovou plochu v Δ ABC, rovina ρ' protíná hranolovou plochu v Δ A'B'C' , a (A, A' ) || b (B, B' ) || c (C, C' ) || s.α (a,b) je rovina stěny hranolové plochy. V této rovině leží jak přímka AB =  ρ α, tak přímka A'B' =  ρ'  α. Průsečík přímek AB a A'B' (na obrázku označen I ) musí ležet na průsečnici o rovin ρ a ρ', protože je to společný bod tří rovin ρ, ρ', α. Můžeme také říci, že Δ A'B'C' vznikl promítnutím Δ ABC směrem s do roviny ρ'.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 47: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

47

Perspektivní afinitaDefinice:Nechť jsou dány dvě různé vlastní roviny ρ a ρ ' a směr promítání s,

který není rovnoběžný s žádnou z daných rovin. Rovnoběžným promítáním ve směru s se body a přímky roviny ρ zobrazí do bodů a přímek roviny ρ '. Získáme tak geometrické zobrazení v prostoru nazývané perspektivní afinita (dále jen afinita) mezi rovinami ρ a ρ '.

Průsečnice rovin ρ a ρ ' se nazývá osa afinity, směr s nazýváme směr afinity.

Označení:A  A ' bude vyjadřovat, že obrazem bodu A je bod A '.A  A ' bude vyjadřovat, že A a A ' jsou afinně sdružené body.p  p ' bude vyjadřovat, že p a p ' jsou afinně sdružené přímky.

Afinita je dána:1. osou o a párem odpovídajících si bodů A, A '; směr afinity je pak

určen přímkou AA '; 2. osou o, směrem s a párem odpovídajících si přímek p, p '

protínajících se na ose afinity; 3. třemi páry afinně sdružených bodů, kde AA ' || BB ' || CC '.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 48: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

48

Perspektivní afinitaZákladní vlastnosti afinity:1. Bodu (resp. přímce) jedné roviny je přiřazen jediný bod (resp. jediná přímka) druhé roviny. Bodu A ležícímu na přímce a v rovině ρ je přiřazen bod A ' ležící na přímce a ' v rovině ρ ' , přičemž a' je obrazem a. (zkráceně: incidence se zachovává)2: Dvojice afinně sdružených bodů leží na přímkách rovnoběžných se směrem afinity (tyto přímky budeme nazývat paprsky afinity).3. Afinně sdružené přímky se protínají na ose afinity. Osa afinity je množina samodružných bodů.

Další důležité vlastnosti:4. Nevlastní přímce jedné roviny odpovídá nevlastní přímka druhé roviny.5. Dvě rovnoběžné přímky se zobrazí do rovnoběžných přímek.6. Průsečíku M různoběžných přímek p, q odpovídá průsečík M ' odpovídajících přímek p ', q '.7. Afinita zachovává (jako každé rovnoběžné promítání) dělící poměr i dvojpoměr.8. Středu S úsečky AB odpovídá střed S ' úsečky A 'B ' (důsledek vlastnosti 7).

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 49: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

49

Perspektivní afinitaPromítneme-li afinitu o směru s mezi rovinami ρ a ρ ' libovolným směrem s* různým od s (s* není rovnoběžný s ρ ani s ρ ') do libovolné roviny (která není rovnoběžná se směrem s*), získáme geometrické zobrazení nazývané perspektivní afinita v rovině (dále jen afinita).

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 50: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

50

Poznámka:Afinitu budete využívat při sestrojování rovinných řezů hranolů a válců. Mezi podstavou a řezem je afinní vztah, osou afinity je průsečnice roviny podstavy a roviny řezu, směr afinity je směr povrchových přímek tělesa (všechny povrchové přímky hranolu, resp. válce jsou rovnoběžné).

Postup při sestrojení řezu hranolu nebo válce je následující:

1. Určíme jeden bod řezu jako průsečík libovolné površky (případně boční hrany hranolu) nebo osy tělesa s rovinou řezu.

2. Využitím vlastností afinity určíme čáru řezu jako křivku afinní ke křivce podstavy (osa afinity: průsečnice roviny podstavy a roviny řezu, pár odpovídajících si bodů: nalezený bod řezu a bod podstavy na téže povrchové přímce).

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 51: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

51

Sdružené průměry elipsyPrůměrem elipsy (kružnice) se nazývá tětiva procházející jejím středem. Dva průměry elipsy (kružnice) se nazývají sdružené, jestliže tečny v koncových bodech jednoho průměru jsou rovnoběžné s druhým průměrem a naopak.

Sdruženými průměry kružnice rozumíme každou dvojici na sebe kolmých průměrů. Osy elipsy jsou jediná navzájem kolmá dvojice sdružených průměrů.

viz cvičení

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

Page 52: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

52

Rytzova konstrukce Sestrojíme přímku p, která

prochází středem S a je kolmá k některému průměru.

Na přímce p určíme bod L’, pro který platí |S’L’|=|SL|.

Sestrojíme přímku q(L’,M). Sestrojíme střed O úsečky

L’M. Sestrojíme kružnici k, která

má střed v bodě O a prochází bodem S.

Určíme průsečíky I, II kružnice k s přímkou q.

Hlavní osa elipsy je přímka o1(S,I), vedlejší osa elipsy je přímka o2(S,II) – hlavní osa leží v menším úhlu, který svírají sdružené průměry.

Délka hlavní poloosy – |MI|; délka vedlejší poloosy – |MII|.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

viz cvičení

Page 53: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

53

Proužková konstrukce elipsy rozdílová

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

součtová

viz cvičení

Page 54: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

54

Afinní obraz kružnicePříklad: D: AF (SS’, o), k(S,r)

S: k’

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

viz cvičení

Page 55: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

55

Afinní obraz kružnicePříklad: D: AF (SS ’, o), k(S,r)

S: k ’,

konstrukce na přímé získání os elipsy.

Jan Šafařík: První přednáška Deskriptivní geometrie BA03

viz cvičení

Page 56: BA03 Deskriptivn í  ge ometrie

KonecDěkuji za pozornost