空间曲面在坐标平面上的投影
如何计算曲面的面积?
如何计算曲面的面积?
设空间有界曲面
为
其中
是
在
面上的投影区域,
在
上具有连续的偏导数,下面讨论曲面
的面积的计算问题。
现用平行于x轴和y轴的两组平行直线分割投影区域
,如图1所示,任取其中的一块记作
,其面积也记作
,则当
的直径很小时,
表示以
的边界为准线,母线平行于z轴的柱面截得的曲面
上的那部分,设
是
上的任一点,根据条件,曲面
在点P处有切平面,则可用柱面截得切平面上的那一小片平面的面积dS近似地代替
的面积
,则
其中,
是切平面与
面的夹角,也就是切平面的法向量n与
面的法线
轴的夹角,由曲面
的方程可知
所以
代人式(1)得
则曲面的面积微元为
将dS在投影区域
上积分,便得计算曲面面积的二重积分公式
如果所求曲面的方程用
或
表示比较方便,则同理可将曲面分别投影到
面或
面,类似地可得相应曲面的面积计算公式,分别为
或
其中,
分别为曲面
在yOz面或zOx面上的投影区域。[1]
同面投影是什么意思?
工程制图中的同面投影的意思是:各物体投影所在的面是假想面。通常是平面,但在地球投影等方面也应用圆柱面、圆锥面和球面等曲面作为投影面。
在工程制图中,为利用正投影法在平面上表达空间形体,一般采用三个相互垂直的平面作为基本投影面。处于水平位置的称“水平投影面”,与水平位置垂直而处于正面位置的称“正立投影面”,与上述两投影面都垂直而处于侧面的称“侧立投影面”。
什么在v面和w面的投影?
正立面投影(V 面):平行于 V 面,垂直于 H、W 面的平面。能表示形体正面形状和高度、长度两个方向的尺度;
水平面投影(H 面):平行于 H 面,垂直于 V、W 面的平面。能表示形体顶面形状和长度、宽度两个方向的尺度;
侧平面投影(W 面):平行于 W 面,垂直于 H、V 面的平面。能表示形体侧面形状和高度、宽度两个方向的尺寸。
正平线是一种投影面平行线,平行于 V 面而与 H、W 面倾斜的直线称为正平线;
水平线是一种投影面平行线,平行于 H 面而与 V、W 面倾斜的直线称为水平线;
侧平线是一种投影面平行线,平行于 W 面而与 V、H 面倾斜的直线称为侧平线。