A tér lineáris leképezései síkra



Hasonló dokumentumok
Ferde kúp ellipszis metszete

Lengyelné Dr. Szilágyi Szilvia április 7.

Térbeli transzformációk, a tér leképezése síkra

A tér lineáris leképezései síkra

Az egyenes és a sík analitikus geometriája

9. előadás. Térbeli koordinátageometria

Síklapú testek. Gúlák, hasábok Metszésük egyenessel, síkkal

Géprajz - gépelemek. AXO OMETRIKUS ábrázolás

GEOMETRIA 1, alapszint

GEIGER JÁNOS ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIA

pontokat kapjuk. Tekintsük például az x tengelyt. Ezen ismerjük az O, E

BEVEZETÉS AZ ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIÁBA

ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIA. A következıkben áttekintjük a fontosabb leképezési eljárásokat és azok alapvetı tulajdonságait.

Összeállította: dr. Leitold Adrien egyetemi docens

MINTAFELADATOK. 1. feladat: Két síkidom metszése I.33.,I.34.

= Y y 0. = Z z 0. u 1. = Z z 1 z 2 z 1. = Y y 1 y 2 y 1

Lineáris vetítési eljárás

3. tétel Térelemek távolsága és szöge. Nevezetes ponthalmazok a síkon és a térben.

Forgáshenger normálisának és érintősíkjának megszerkesztése II/1

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria III.

Geometria 1 összefoglalás o konvex szögek

3. előadás. Elemi geometria Terület, térfogat

Transzformációk síkon, térben

Ábrázoló geometria 1.

20. tétel A kör és a parabola a koordinátasíkon, egyenessel való kölcsönös helyzetük. Másodfokú egyenlőtlenségek.

Műszaki rajz alapjai

Geometria. a. Alapfogalmak: pont, egyenes, vonal, sík, tér (Az alapfogalamakat nem definiáljuk)

TENB 011 segédlet a PTE PMMK építőmérnök hallgatói részére. Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése

Minden jó válasz 4 pontot ér, hibás válasz 0 pont, ha üresen hagyja a válaszmezőt, 1 pont.

8. előadás. Kúpszeletek

SZERKESZTÉSEK RELIEF PERSPEKTÍVÁBAN

Bevezetés. Párhuzamos vetítés és tulajdonságai

ÁBRÁZOLÓ ÉS MŰVÉSZETI GEOMETRIA I. RÉSZLETES TARTALMI KÖVETELMÉNYEK

Síkbeli egyenesek. 2. Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

2. ELŐADÁS. Transzformációk Egyszerű alakzatok

Transzformációk, amelyek n-dimenziós objektumokat kisebb dimenziós terekbe visznek át. Pl. 3D 2D

Matematika 11 Koordináta geometria. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

Számítási feladatok a Számítógépi geometria órához

PROK ISTVÁN SZILÁGYI BRIGITTA ÁBRÁZOLÓ GEOMETRIA. Ábrázoló geometria példákon keresztül

Az alap és homlokrajz eljárást az építészet szülte. (rómaiak, egyiptomiak, Salamon király - jeruzsálemi templom)

Számítógépek alkalmazása 2

Felületek differenciálgeometriai vizsgálata

Kocka perspektivikus ábrázolása. Bevezetés

Kinematikus geometria. Strommer: Ábrázoló geometria 469. o. Petrich: Ábrázoló geometria o. Dr. Vaskó Lászlóné: Ábrázoló geometria o.

VARIÁLHATÓ PÉLDATÁR Matematika2 (A2)

Ábrázoló geometria kezdőknek

Geometriai példatár 2.

Síkbeli egyenesek Egy egyenes az x = 1 4t, y = 2 + t parméteres egyenletekkel adott. Határozzuk meg

Egybevágósági transzformációk. A geometriai transzformációk olyan függvények, amelyek ponthoz pontot rendelnek hozzá.

Geometriai példatár 3.

17. előadás: Vektorok a térben

Feladatok Házi feladat. Keszeg Attila

16. tétel Egybevágósági transzformációk. Konvex sokszögek tulajdonságai, szimmetrikus sokszögek

Axonometria és perspektíva. Szemléltető céllal készülő ábrák

Vektorgeometria (2) First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

PROJEKTÍV GEOMETRIAI PÉLDATÁR

Egy sík és a koordinátasíkok metszésvonalainak meghatározása

Geometria II gyakorlatok

Az axonometrikus ábrázolás analitikus geometriai egyenleteinek másfajta levezetése. Bevezetés

VII.4. RAJZOLGATUNK II. A feladatsor jellemzői

Háromszögek, négyszögek, sokszögek 9. évfolyam

Koordináta geometria III.

KISLEXIKON : HALMAZOK, SZÁMHALMAZOK, PONTHALMAZOK. Tárgymutató: I.

Információ megjelenítés Műszaki rajz. Dr. Iványi Péter

Tárgyak műszaki ábrázolása. Metszeti ábrázolás

Egy feladat megoldása Geogebra segítségével

10. Koordinátageometria

A TANTÁRGY ADATLAPJA

A hiperbolikus síkgeometria Poincaré-féle körmodellje

PROJEKTIV GEOMETRIA JEGYZET. Geometria Tanszék

Geometriai példatár 2.

Információ megjelenítés Műszaki rajz

Középpontos hasonlóság szerkesztések

Láthatósági kérdések

Tanmenetjavaslat. Téma Óraszám Tananyag Fogalmak Összefüggések Eszközök Kitekintés. Helyi érték, alaki érték. Számegyenes.

TANTÁRGYI ADATLAP I. TANTÁRGYLEÍRÁS

Contents. 1.1 Axonometria... 3

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

A Cassini - görbékről

Tárgy. Forgóasztal. Lézer. Kamera 3D REKONSTRUKCIÓ LÉZERES LETAPOGATÁSSAL

Geometriai alapfogalmak

Műszaki rajz. Szakma szerint csoportosítva. Építész rajz. Géprajz. Villamos rajz. Homlokzatok Alaprajzi elrendezés. Elemek rajza Kapcsolódási rajzok

Regresszió számítás. Tartalomjegyzék: GeoEasy V2.05+ Geodéziai Kommunikációs Program

Helyvektorok, műveletek, vektorok a koordináta-rendszerben

Fejezetek az abszolút geometriából 6. Merőleges és párhuzamos egyenesek

EÖTVÖS LORÁND SZAKKÖZÉP- ÉS SZAKISKOLA TANÍTÁST SEGÍTŐ OKTATÁSI ANYAGOK MÉRÉS TANTÁRGY

Két körhenger általánosabban ( Alkalmazzuk a vektoralgebrát! ) 1. ábra

Dr. Hant Lá szló, Há romi Ferenc: Á brázoló geometria feladatok SZÉCHENYI ISTVÁ N EGYETEM

9. Írjuk fel annak a síknak az egyenletét, amely átmegy az M 0(1, 2, 3) ponton és. egyenessel;

Tartalomjegyzék. 1. Hagyományos fakötések rajzai Mérnöki fakötések rajzai Fedélidomok szerkesztése,

Segédlet: Főfeszültségek meghatározása Mohr-féle feszültségi körök alkalmazásával

Projektív ábrázoló geometria, centrálaxonometria

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Geometria I.

Bevezetés az elméleti zikába

Perspektíva. A perspektív kép tulajdonságai

Az egyenes ellipszishenger ferde síkmetszeteiről

Szög. A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából:

Geometria II gyakorlatok

Síklapú testek. Gúlák, hasábok áthatása. Az előadás átdolgozott részleteket tartalmaz a következőkből: Gubis Katalin: Ábrázoló geometria

Geometriai alapok Felületek

Átírás:

A tér lineáris leképezései síkra Az ábrázoló geometria célja: A háromdimenziós térben elhelyezkedő alakzatok helyzeti és metrikus viszonyainak egyértelmű és egyértelműen rekonstruálható módon történő ábrázolása egy előre rögzített képsíkon. A háromdimenziós térben lévő alakzatokat a kétdimenziós síkon ábrázolva az alkalmazott leképezés (általában vetítés) elfajuló lesz. Ezért használunk több vetületet (pl. Mongeprojekció), vagy egy vetület mellett még más információkra is szükségünk van (pl. kótás projekció). Az ábrázoló geometriában a leképezések lineáris tulajdonsága azt jelenti: 1. pont képe pont 2. egyenes képe általában egyenes (kivételes esetben pont) 3. illeszkedéstartás A nemlineáris leképezések megkülönböztetése az alapján történik, hogy az egyenes képe nem egyenes, hanem más alakzat. 1 Például: 1. Ciklografikus leképezés: Egy térbeli ponthoz a képsíkon egy olyan irányítással ellátott kört rendelünk, melynek a középpontja a térbeli pont merőleges vetülete a síkon, a sugara egyenlő a pont képsíktól mért távolságával, és az irányítás attól függ, hogy a pont a képsík fölött, vagy alatt helyezkedett el. Ezeket az irányítással ellátott köröket ciklusoknak nevezzük. Egy egyenes képe ezek alapján ciklusok egy halmaza. 2. Netz-projekció: Adott két kitérő egyenes, és egy térbeli pontot úgy képezünk le a képsíkra, hogy vesszük a kitérő egyenesek adott pontra illeszkedő transzverzálisát, és azzal elmetsszük a képsíkot. Egy egyenes leképezésénél a három kitérő egyenes által adott egyköpenyű hiperboloidot (esetleg nyeregfelületet) metsszük a képsíkkal. Tehát egy egyenes képe általában kúpszelet. A térnek a síkra történő lineáris leképezései három csoportba sorolhatók: 1. Kétképsíkos eljárás 2. Nyomelemes eljárás 3. Axonometrikus leképezés 1 Akár az is előfordulhat, hogy egy pont képe nem pont lesz. Olyan leképezéssel, ahol pont képe nem egyenes a projektív geometriában találkozhattunk. Síkon egy nemelfajuló másodrendű görbe által indukál pólus-poláris kapcsolat ilyen volt. A sík bármely pontjához ez a leképezés a görbére vonatkozó poláris egyenest rendeli. Egy egyenes pontjaihoz ily módon egy sugársor rendelődik. Ennek a leképezésnek a térbeli megfelelője, ha a térben egy nemelfajuló másodrendű felület megadás után egy ponthoz a felületre vonatkozó polársíkot rendeljük. Az előbbi pólus-poláris, illetve pólus-polársík kapcsolatok nem képezték le a teret a síkra!!

Főtéralakzat Kitüntetett alakzat a térben, amely a teret felfeszíti, és meghatározza az adott leképezést, speciális koordináta-rendszerként viselkedik. Főképalakzat A képsíkon egy olyan adathalmaz, amelyből a főtéralakzatra egyértelműen tudunk következtetni, a térbeli szerkesztések síkon való elvégzését teszi lehetővé, de nem síkbeli koordinátarendszer. ( Főtéralakzat képe ) Π 1 és Π 2 síkpár, metszésvonaluk: m Mindkét síkhoz tartozik egy-egy centrum: C 1 és C 2. A főtéralakzat egyértelmű visszaállításához ismernünk kell a C 1 Π 1 - től és C 2 Π 2 -től való távolságát, valamint a Π 1, Π 2 síkok szögét. A leképezés leírása (alapelem a pont ábrázolása): 1. Kétképsíkos eljárás A térbeli pontokat a C 1 ponton keresztül a Π 1 síkra, és a C 2 ponton keresztül a Π 2 síkra vetítjük. P tetszőleges pont a térben. P : P képe a Π 1 síkon, PC 1 egyenes metszéspontja a Π 1 síkkal P : P képe a Π 2 síkon, PC 2 egyenes metszéspontja a Π 2 síkkal Magpontok: A C 1 C 2 egyenes elmetszi a síkokat, ezek a metszéspontok a centrumok megfelelő képei: C 2 képe a Π 1 síkon: C 2 C 1 képe a Π 2 síkon: C 1 A P és P pontok rendezetten helyezkednek el a síkokon, amely azt jelenti, hogy PC 1 és PC 2 egyenesek a síkok m metszésvonalán metszik egymást. (Ezek az egyenesek a PC 1 és PC 2 vetítősugarak síkjának a Π 1, Π 2 síkokkal vett metszésvonalai.) Ezzel az eljárással bármely térbeli ponthoz egyértelműen hozzárendeltünk egy pontpárt. Ha megadunk egy Q és Q rendezett pontpárt a Π 1, Π 2 síkokon, akkor a QC 1 és QC 2 egyenesek metszik egymást, és keletkezett metszéspont Q. Vagyis egy rendezett pontpárhoz egyértelműen hozzátartozik egy térbeli pont. (A fenti leképezés kölcsönösen egyértelmű!)

Ahhoz, hogy az ábrázolást egy síkon elvégezhessük, szükségünk lesz egy Π képsíkra és egy hozzá tartozó C centrumra. Miután előállítottuk a Π 1, Π 2 síkokon egy alakzat képeit, a C centrumból a Π 1, Π 2 síkokat (magpontokkal, metszésvonalukkal) a Π síkra vetítjük. A magpontok vetületeit is magpontoknak fogjuk nevezni. A síkok m metszésvonalát és magpontok képét kell megadni. Az ábrán egy pont ábrázolását mutattam meg. Speciális esetek: 1.1. Monge-projekció 1.2. Kavalier-axonometria 1.3. Perspektíva 1.1. Monge-projekció A Π 1, Π 2 síkok egymásra merőlegesek, a C 1, C 2 centrum a megfelelő síkra merőleges irány által kijelölt végtelen távoli pont. A leképezés során egy adott P pont képeit úgy állítjuk elő, hogy a C 1, C 2 centrumokból, merőlegesen vetítjük a megfelelő síkra. A PC 1 és PC 2 vetítősugarak síkja minden esetben merőleges a Π 1, Π 2 síkokra. Mivel a C 1, C 2 centrumok a végtelenben vannak, ezért a magpontok is a végtelenben vannak. A Π képsík (a rajzunk síkja) megegyezik a Π 2 -vel, a hozzá tartozó C centrum egy 45º-os képsíkszögű (és a síkok metszésvonalára merőleges) irány által kijelölt végtelen távoli pont. A Π 1, Π 2 síkok egyesítése úgy történt, hogy a Π 1 síkot egy a metszésvonaluk körüli forgatással egyesítettünk a Π 2 -vel. Ezt a beforgatást helyettesítjük a C -ből való vetítéssel.

A Π képsíkon megadjuk a Π 1, Π 2 síkok metszésvonalának képét, melyet x 1,2 -vel jelölünk. Mivel a magpontok végtelentávoliak voltak, ezért a C -ből való vetítés után a képeik is végtelentávoliak lesznek, méghozzá az x 1,2 -re merőleges irány jelöli ki. Ezért a Mongeprojekcióban a rendezőegyenesek merőleges a x 1,2 - re. A Π 1, Π 2 síkok egymásra merőlegesek, a C 1, C 2 centrum a megfelelő síkra merőleges irány által kijelölt végtelen távoli pont. (Ugyanaz, mint a Mongeprojekciónál.) 1.2. Kavalier-axonometria A leképezés során egy adott P pont képeit úgy állítjuk elő, hogy a C 1, C 2 centrumokból, merőlegesen vetítjük a megfelelő síkra. A Π képsík (a rajzunk síkja) megegyezik a Π 2 -vel, a hozzá tartozó C centrum egy Π-hez képest ferde (síkok metszésvonalára nem merőleges) irány által kijelölt végtelen távoli pont. Ha egy derékszögű koordinátarendszert úgy csatolunk a főtéralakzathoz, hogy az y tengely a Π 1, Π 2 síkok metszésvonala, akkor a két magpont az x és z tengelyek végtelentávoli pontja. A Π képsíkon az előbbi kooordinátarendszer vetületeit adjuk meg. Most egy pont ábrázolását bemutatva megadjuk a P és P pontok P + és P + vetületeit. Mivel a térben magpontok végtelentávoliak, ezért a vetületeik is végtelen távoliak, a képsíkon x + és z + egyenesek végtelen távoli pontjai, a rendezők az y + egyenesen megtörnek. A P + és P + pontokból előállíthatjuk a P pont C -ből való P + vetületét, melyet a P pont axonometrikus képének nevezünk.

A Π 1, Π 2 síkok egymásra merőlegesek, a C 1 a Π 1 síkra merőleges irány által kijelölt végtelen távoli pont, C 2 pedig véges helyzetű. 1.3. Perspektíva (gyakorlati perspektíva) A leképezés során egy adott P pont képeit úgy állítjuk elő, hogy a C 1, C 2 centrumokból vetítjük a megfelelő síkra. A Π 1 sík (az ún. alapsík) vízszintes helyzetű, erre helyezzük az ábrázolandó tárgyakat. A Π 2 sík függőleges helyzetű, melyen az alakzat centrális vetületét állítjuk elő. A Π 1, Π 2 síkok metszésvonala az alapvonal. A Π képsík (a rajzunk síkja) megegyezik a Π 2 -vel, a hozzá tartozó C centrum pedig a C 2 -vel. A C-ből való vetítés során az alaprajzok, azaz az alakzat első képe a Π-re vetítődik, a második képek helyben maradnak. A Π képsíkon megadjuk az alapvonalat, a C centrum merőleges vetületét és a distanciát. Az ábrán egy alapsík fölött elhelyezkedő P pont ábrázolását látjuk. Π 1 és Π 2 síkok, metszésvonaluk: m A főtéralakzat egyértelmű visszaállításához ismernünk kell a Π 1, Π 2 síkok szögét. A leképezés leírása (alapelem az egyenes ábrázolása): Egy egyenest a Π 1, Π 2 síkokkal alkotott metszéspontjaival (nyompontok) adjuk meg. Egy síkot a Π 1, Π 2 síkokkal alkotott 2. Nyomelemes eljárás

metszésvonalaival (nyomvonalak) adjuk meg. A nyomvonalak az m egyenesen metszik egymást. Pontot közvetlenül nem tudunk megadni, csak egyenesen! Ezzel az eljárással bármely egyeneshez egyértelműen hozzárendeltünk egy pontpárt, és bármely síkhoz hozzárendeltünk egy metsző egyenespárt. A főtéralakzat visszaállítása után megadunk egy N 1 és N 2 nyompontpárt, akkor a rájuk illeszkedő egyenest két pontjával egyértelműen megadtuk. Egy olyan n 1, n 2 nyomvonalpár, melyek az m egyenesen metszik egymást, egyértelműen felfeszítenek egy síkot. Ahhoz, hogy az ábrázolást egy síkon elvégezhessük, szükségünk lesz egy Π képsíkra és egy hozzá tartozó C centrumra. Miután előállítottuk a Π 1, Π 2 síkokon egy alakzat képeit, a C centrumból a Π 1, Π 2 síkokat (metszésvonalukkal) a Π síkra vetítjük. A síkok m metszésvonalának képét kell megadni. Most az ábrán egy síkot ábrázoltam. Speciális esetek: 2.1. Kótás projekció 2.2. Centrális projekció 2.1. Kótás projekció Π 1, Π 2 párhuzamos síkok, m végtelen távoli egyenes. A Π 1 sík a (0)-szintsík, a Π 2 az (1)-es szintsík. Leképezés: Egy tetszőleges egyenes az N 1 és N 2 pontokban metszi a Π 1, Π 2 síkokat, ezek a pontok a (0)-s és (1) kótájú pontjai az egyenesnek. Egy tetszőleges sík az n 1 és n 2 egyenesekben metszi a Π 1, Π 2 síkokat, ezek az egyenesek a (0)-s és (1) kótájú szintvonalai az adott síknak. Ezzel az eljárással egy egyeneshez egyértelműen hozzárendeltünk egy pontpárt és egy síkhoz egy párhuzamos egyenespárt. A Π képsík (a rajzunk síkja) megegyezik a Π 1 -gyel, a hozzá tartozó C centrum a merőleges irány által kijelölt végtelen távoli pont. Mivel a Π képsíkon m képe végtelen távoli egyenes, ezért nem kell megadnunk más adatot. A képsíkon egy sík és egy rá illeszkedő egyenest ábrázoltam.

2.2. Centrális projekció Π 1 általános helyzetű sík Π 2 végtelen távoli sík Leképezés: Egy tetszőleges egyenes az N 1 és N 2 pontokban metszi a Π 1, Π 2 síkokat, nyompontja és végtelen távoli pontja az egyenesnek. Egy tetszőleges sík az n 1 és n 2 egyenesekben metszi a Π 1, Π 2 síkokat, nyomvonala és végtelen távoli egyenese az adott síknak. A Π képsík (a rajzunk síkja) megegyezik a Π 1 -gyel, a hozzá tartozó C centrum véges helyzetű. A Π képsíkon megadjuk a C centrum merőleges vetületét és a distanciát. A képsíkon egy síkot és egy rá illeszkedő egyenest adtam meg.