☰ Содержание · Математика

Ортогональное проектирование и перпендикулярность на практике

Уроки 51–52 · 2 урока · М. А. Мирзаахмедов, Ш. Н. Исмаилов, А. К. Аманов (алгебра и начала анализа), Б. К. Хайдаров (геометрия). Математика, 10 класс, части 1 и 2, 1-е издание. EXTREMUM PRESS, Ташкент, 2017
51

Ортогональное проектирование в пространстве и его применение в технике

Учебник, часть 2: с. 137–139
ЦельЗнать ортогональное проектирование, теорему о площади проекции многоугольника (S′ = S · cos φ) и её применение в технике.
Новые слова
ортогональное проектирование · ortogonal proyeksiyaплощадь · yuzкосинус · kosinusтехнический чертёж · chizma
Объяснение

Если направление проектирования перпендикулярно плоскости проекции, параллельное проектирование называется ортогональным; все свойства параллельного проектирования (сохранение параллельности и отношений) выполняются. Дополнительное свойство ортогонального проектирования: площадь S′ проекции многоугольника равна площади S многоугольника, умноженной на косинус угла φ между его плоскостью и плоскостью проекции: S′ = S · cos φ. Для треугольника, одна сторона которого лежит в плоскости проекции, высота к этой стороне по теореме о трёх перпендикулярах при проектировании уменьшается в cos φ раз, а основание не меняется; произвольный многоугольник разбивается на треугольники. Аналогично отрезок AB, образующий с плоскостью угол α, имеет проекцию длиной AB · cos α. На техническом чертеже деталь ортогонально проектируют на две или три взаимно перпендикулярные плоскости (вид спереди, сбоку и сверху).

Примеры
Прямоугольник 6 × 8 лежит в плоскости, наклонённой к горизонту под углом 60°. Площадь проекции S′ = 48 · cos 60° = 48 · 1/2 = 24.
Площадь проекции треугольника равна 12, а угол между плоскостями 60°. Площадь треугольника S = S′ / cos 60° = 12 / (1/2) = 24.
Работа в классе

Держите картонный прямоугольник под разными наклонами под настольной лампой (лампа может нагреваться, поэтому рядом должен быть взрослый) или на солнце, измерьте размеры тени и проверьте, что один размер умножается на косинус угла наклона.

Упражнения
1
Что такое ортогональное проектирование?
2
Площадь основания крыши равна 60 м², а крыша наклонена к горизонту под углом 60°. Чему равна площадь поверхности крыши в м²?
3
Треугольник площадью 40 составляет угол 30° с плоскостью проекции. Найдите площадь проекции.
4
Почему при ортогональном проектировании площадь изменяется в cos φ раз?