Ортогонална пројекција – задаци

Решени задаци, сложенији примери.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1)   Израчунати дужину ортогоналне пројекције дужи AB=15cmAB = 15cm на раван α\alpha. Тачка А припада равни α\alpha, а тачка BB је удаљена од равни α\alpha 9cm.

Пр.2)   Израчунати дужину ABAB чија је ортогонална пројекција на раван α\alpha дужине 15cm, тачка BB припрада равни α\alpha, а тачка AA је удаљена од равни α\alpha 8cm.

Пр.3)   Израчунати дужину ортогоналне пројекције дужи AB=12cmAB = 12cm на раван α\alpha, ако тачка AA припада равни α\alpha, а права која садржи тачке AA и BB сече раван α\alpha под углом од 60∘{60^ \circ }.

Пр.4)   Ортогонална пројекција дужи ABAB на раван α\alpha је дуж A′B′=8cmA'B' = 8cm. Растојање тачке AA од равни α\alpha је 11cm, a растојање тачке BB од равни α\alpha је 5cm. Одредити дужину дужи ABAB, ако се тачке AA и BB налазе са исте стране равни α\alpha.

Пр.5)   Нека је дуж AB=20cmAB = 20cm, растојање тачке AA од равни α\alpha је 8cm, а растојање тачке BB од равни α\alpha је 4cm. Одреди дужину ортогоналне пројекције дужи ABAB, ако се тачке AA и BB налазе са различитих страна равни α\alpha.


Пр.1)  За овај задатак је потребно направити скицу.

23

Троугао △ABC\vartriangle ABC је правоугли. Потребно израчунати непознату катету xx.

AB12=AB2−BB12x2=152−99x2=225−81x=144x=12cm\begin{aligned}&A{B_1}^2 = A{B^2} - BB_1^2 \\ &{x^2} = {15^2} - {9^9} \\ &{x^2} = 225 - 81 \\ &x = \sqrt {144} \\ &x = 12cm\end{aligned}

Пр.2)  Oвај задатак је јако сличан са претходним. Направимо скицу.

24

Израчунаћемо дужину ABAB

AB2=AA12+A1B2x2=152+82x2=225+64x=289x=17cm\begin{aligned}&A{B^2} = A{A_1}^2 + {A_1}{B^2} \\ &{x^2} = {15^2} + {8^2} \\ &{x^2} = 225 + 64 \\ &x = \sqrt {289} \\ &x = 17cm\end{aligned}

Пр.3)  

Потребно израчунати катету AB1A{B_1} правоуглог троугла △ABB1\vartriangle AB{B_1}. Пресликавањем овог троугла добићемо једнакостранични троугао. AB1=122=6cmA{B_1} = \frac{{12}}{2} = 6cm

Пр.4) Направимо скицу.

26

Из тачке BB направићемо нормалу на дуж AA1A{A_1}, добићемо правоугли троугао и правоугаоник. Странице правоугаоника су 8cm и 5cm, а катете троугла су 8cm и 11−5=6cm11 - 5 = 6cm. Израчунам ABAB

AB2=x2=62+82x2=36+64x=100x=10cm\begin{aligned}&A{B^2} = {x^2} = {6^2} + {8^2} \\ &{x^2} = 36 + 64 \\ &x = \sqrt {100} \\ &x = 10cm\end{aligned}

Пр.5) Потребно нацртати скицу. Знамо да се тачке AA и BB налазе са различитих страна равни α\alpha, AB=20cmAB = 20cm, растојање тачке AA од равни α\alpha је 8cm, а растојање тачке BB од равни α\alpha је 4cm. Ортогонална пројекција дужи ABAB jе дуж A1B1{A_1}{B_1}. Потребно одредити дужину дужи A1B1{A_1}{B_1}.

27

Нацртаћемо AC∥A1B1AC\parallel {A_1}{B_1} и продужићемо BB1B{B_1}.

ACB1A1AC{B_1}{A_1} је правоугаоник, онда AC=A1B1,AA1=B1CAC = {A_1}{B_1},A{A_1} = {B_1}C. 

У правоуглом △ABC\vartriangle ABC AB=20cm,BC=8+4=12cmAB = 20cm,BC = 8 + 4 = 12cm можемо израчунати катету ACAC:

x2=202−122=400−144=256x=256=16cm\begin{aligned}&{x^2} = {20^2} - {12^2} = 400 - 144 = 256 \\ &x = \sqrt {256} = 16cm\end{aligned}

У задацима са пројекцијом нацртајте раван, дуж ABAB, нормале AA′AA' и BB′BB' и пројекцију A′B′A'B'. Ако је један крај у равни, добијате правоугли троугао: AB2=A′B′2+BB′2AB^2 = A'B'^2 + BB'^2. Ако је дат угао између праве ABAB и равни, користите половину једнакостраничног троугла: за угао од 60∘60^\circ пројекција је AB2\frac{AB}{2}.

Кад су оба краја ван равни, из једног краја повуците дуж паралелну са A′B′A'B'. Добијате правоугаоник и правоугли троугао чија је једна катета једнака A′B′A'B', а друга је разлика растојања крајева од равни ако су са исте стране, односно њихов збир ако су са различитих страна. Честа грешка је да се у оба случаја узме разлика.

ABA′B′CαПревуците да окренете
12 cm
3 cm
12 cm
Дуж AB
15 cm
Катета BC
9 cm
Помоћна дуж ACAC паралелна је пројекцији A′B′A'B', па је AC=A′B′AC = A'B'. Катета BCBC је разлика висина кад су AA и BB са исте стране равни, а збир кад су са различитих страна (негативна висина значи испод равни).

Пројектанти жичара, ски-стаза и путева мере растојања на карти, која је ортогонална пројекција терена, и из висинске разлике рачунају праву дужину трасе.

Конопац жичаре

Жичара повезује доњу станицу на 1050 m надморске висине и горњу на 1550 m. На карти, ортогоналној пројекцији терена на хоризонталну раван, растојање станица је 1,2 km. Колико је дугачак затегнути конопац између станица, ако га посматрамо као праву дуж?

Решење

  1. Карта показује пројекцију A′B′=1,2A'B' = 1{,}2 km. Обе станице су изнад равни нивоа мора, дакле са исте стране равни.
  2. Висинска разлика станица је 1550−1050=5001550 - 1050 = 500 m =0,5= 0{,}5 km.
  3. Из доње станице повучемо хоризонталну дуж до вертикале кроз горњу станицу. Добијамо правоугли троугао са катетама 1,2 km и 0,5 km, а хипотенуза је конопац ABAB.
  4. AB2=1,22+0,52=1,44+0,25=1,69AB^2 = 1{,}2^2 + 0{,}5^2 = 1{,}44 + 0{,}25 = 1{,}69, па је AB=1,3AB = 1{,}3 km.

Одговор: Конопац између станица дугачак је 1,3 km, односно 1300 m.

Задатак за вежбу

Дуж ABAB је дугачка 25 cm. Тачка AA је 15 cm изнад равни α\alpha, а тачка BB је 5 cm испод ње. Израчунајте дужину пројекције A′B′A'B'.

Прикажи решење

Крајеви су са различитих страна, па се растојања сабирају: 15+5=2015 + 5 = 20 cm. A′B′2=252−202=625−400=225A'B'^2 = 25^2 - 20^2 = 625 - 400 = 225, па је A′B′=15A'B' = 15 cm.