Transcript 10. - HomeL

10.přednáška
Hyperbolický paraboloid
a
konoidy
Literatura:
• Poláček, J., Doležal, M.: Základy
deskriptivní a konstruktivní geometrie, díl
5, Křivky a plochy technické praxe.
Skriptum VŠB-TU, Ostrava 1999
• Elektronické studijní materiály
• Praktické využití
2
Hyperbolický paraboloid
je zborcená plocha s těmito
řídícími prvky:
• mimoběžky a, b,
• nevlastní přímka c . Nevlastní
přímka je reprezentována řídící
rovinou ρ (ta není rovnoběžná
s žádnou z přímek a, b).
Tvořícími přímkami jsou příčky
mimoběžek a, b rovnoběžné s
řídící rovinou ρ .
• Mimoběžky a, b jsou rovnoběžné
s rovinou σ. Dvě příčky mimoběžek
a, b - např. přímky m, n – určují
spolu s rovinou σ tutéž plochu jako
trojice a, b, ρ.
3
Všechny příčky rovnoběžné s
jednou řídící rovinou tvoří regulus.
Libovolná dvojice přímek
jednoho regulu a libovolná
dvojice přímek druhého regulu
Určují tzv.zborcený čtyřúhelník
ABCD.
Je to čtyřúhelník, jehož vrcholy
neleží v jedné rovině.
4
Hotel Rajská bouda - Malenovice
5
Hyperbolický paraboloid má dvě řídící roviny a dva
přímkové reguly, které mají tyto
vlastnosti:
• každé dvě přímky téhož regulu jsou
mimoběžné,
• všechny přímky téhož regulu jsou
rovnoběžné s jednou řídící rovinou,
• každé dvě přímky různých regulů se
protínají a určují tečnou rovinu
hyperbolického paraboloidu ve
svém průsečíku,
• na hyperbolickém paraboloidu
neexistují torzální přímky.
6
Vrchol a osa hyperbolického paraboloidu
•
•
•
•
•
•
•
Směr osy je průsečnice řídících rovin.
Vrchol V je bod, ve kterém je tečná
rovina kolmá na osu.
Osa o plochy je přímka procházející
vrcholem rovnoběžně se směrem osy.
Vrcholová tečná rovina se plochy
dotýká ve vrcholu V a protíná plochu ve
vrcholových tvořících přímkách u a v.
Ty jsou souměrné podle hlavních rovin.
Hlavní roviny protínají tuto plochu v
sedlových parabolách.
Ortogonální hyperbolický paraboloid
má řídící roviny navzájem kolmé.
7
Příklad 1.
Sestrojte několik tvořících přímek
hyperbolického paraboloidu daného zborceným
čtyřúhelníkem ABCD .
[Δ(8; 10; 11), A (3,0,9); B(0,6,1); C (8,10,4);
D (11,4,2) ]
8
Příklad 2.
V bodě T (dáno T1 ) na hyperbolickém
paraboloidu sestrojte jeho tečnou rovinu.
9
Příklad 3.
Sestrojte vrcholové přímky, vrchol a osu
hyperbolického paraboloidu.
10
Řez hyperbolického paraboloidu
rovinou, která je
• rovnoběžná s některou z řídících rovin, je jedna tvořící přímka;
• tečnou rovinou plochy, je dvojice tvořících přímek;
• rovnoběžná s osou plochy (ne s řídící rovinou), je parabola
s osou rovnoběžnou s osou plochy;
• jiná než předchozí, je hyperbola, která má asymptoty
rovnoběžné s průsečnicemi roviny řezu s řídícími rovinami
hyperbolického paraboloidu.
Je-li rovina řezu specielně kolmá na osu plochy, je řezem
hyperbola se středem na ose plochy a asymptotami
rovnoběžnými s vrcholovými přímkami u a v.
Hlavní roviny protínají plochu v hlavních (sedlových)
parabolách.
11
•
Hyperbolický paraboloid lze také
sestrojit jako translační plochu z jeho
sedlových parabol.
•
Užití plochy: zastřešení hal, jako
přechodové plochy u silničních staveb
apod.
12
Konoidy
Řídící prvky těchto zborcených ploch
jsou:
• vlastní přímka,
• nevlastní přímka (reprezentovaná řídící
rovinou),
• libovolná křivka, příp. plocha.
13
Pokud je vlastní řídící přímka kolmá na řídící rovinu, pak je konoid
přímý (kolmý), jinak je šikmý (kosý).
Podle řídící křivky má konoid přívlastek:
•
•
•
•
kruhový (řídící křivkou je kružnice),
parabolický,
eliptický,
šroubový (řídící křivkou je šroubovice, řídící přímkou
je osa šroubového pohybu a řídící rovina je kolmá na
osu),
• apod.
14
Stupeň konoidu:
Jestliže se řídící křivky neprotínají a řídící
křivka je algebraická stupně n, pak je konoid
stupně 2n. Nejjednodušší konoid je
hyperbolický paraboloid. Jeho řídící křivka je
přímka, je to tedy plocha druhého stupně.
15
Příklad :
Sestrojte několik tvořících přímek
přímého parabolického konoidu
zadaného těmito řídícími útvary:
• parabola v bokorysně procházející
počátkem, s vrcholem V a osou o //
z;
• řídící rovina  ;
• řídící přímka a   procházející
bodem A.
Proveďte v kolmé izometrii.
V bodě T plochy (dáno T1)
sestrojte tečnou rovinu.
Pozn. Parabolu v bokorysně sestrojíme
např. inženýrskou konstrukcí ze
dvou známých tečen s body dotyku
(RB a RO) a za použití věty: vrchol
paraboly půlí subtangentu.
16