Разберите пошагово геометрическое построение параллельного переноса и деления отрезка на равные части с использованием циркуля и линейки; приведите как минимум два практических применения в машиностроении и архитектуре
Пошагово (коротко и чётко). 1) Параллельный перенос (перенести отрезок ABABAB так, чтобы его начало совпало с заданной точкой A′A'A′; получить A′B′A'B'A′B′, параллельный ABABAB и равный ему). Шаги: 1.1. Постройте через точку A′A'A′ прямую, параллельную прямой ABABAB. Один надёжный способ — копирование угла: - Возьмите произвольную точку CCC на прямой ABABAB ( C≠AC\neq AC=A ). Проведите отрезок CA′CA'CA′. - Около вершины AAA проведите дугу радиуса rrr (любого, пересекающего обе луча угла ∠CAB\angle CAB∠CAB) и отметьте точки пересечения с лучами: EEE (на ACACAC) и FFF (на ABABAB). - С тем же радиусом rrr проведите дугу с центром в A′A'A′, она пересечёт луч A′CA'CA′C в точке E′E'E′. - Измерьте компасом расстояние EFEFEF и от центра E′E'E′ с тем же радиусом постройте пересечение дуги в точке F′F'F′. - Проведите луч A′F′A'F'A′F′. Этот луч параллелен ABABAB. 1.2. Откройте циркуль на длину ABABAB (установите радиус на расстояние между AAA и BBB). 1.3. С центром в A′A'A′ проведите дугу с этим радиусом; она пересечёт построенную в шаге 1.1 прямую в точке B′B'B′. Тогда отрезок A′B′A'B'A′B′ равен ABABAB и параллелен ABABAB. Обоснование: шаг 1.1 даёт прямую, параллельную ABABAB; шаг 1.3 переносит длину ABABAB вдоль этой прямой. 2) Деление отрезка PQPQPQ на nnn равных частей (дан n∈Nn\in\mathbb{N}n∈N, n≥2n\ge 2n≥2). Шаги: 2.1. От точки PPP проведите произвольный луч PRPRPR под удобным углом к PQPQPQ. 2.2. На луче PRPRPR отложите последовательно nnn равных шагов: отметьте точки R1,R2,…,RnR_1,R_2,\dots,R_nR1,R2,…,Rn так, чтобы PR1=R1R2=⋯=Rn−1RnPR_1=R_1R_2=\dots=R_{n-1}R_nPR1=R1R2=⋯=Rn−1Rn. Это делается циркулем: фиксируете удобный шаг sss и по нему проставляете точки. 2.3. Соедините точку RnR_nRn с точкой QQQ. 2.4. Через каждую из точек R1,…,Rn−1R_1,\dots,R_{n-1}R1,…,Rn−1 проведите прямые, параллельные отрезку RnQR_nQRnQ (параллельность строится методом копирования угла, как в пункте 1.1). Эти прямые пересекут исходный отрезок PQPQPQ в точках P1,P2,…,Pn−1P_1,P_2,\dots,P_{n-1}P1,P2,…,Pn−1. Результат: точки P,P1,P2,…,Pn−1,QP,P_1,P_2,\dots,P_{n-1},QP,P1,P2,…,Pn−1,Q делят PQPQPQ на nnn равных частей; длина каждой части равна ∣PQ∣n\dfrac{|PQ|}{n}n∣PQ∣. Краткое объяснение корректности: треугольники, образованные лучом PRPRPR, линиями через RkR_kRk и отрезком PQPQPQ, попарно подобны, поэтому отрезки на PQPQPQ пропорциональны числу шагов; именно PkP_kPk делит PQPQPQ в отношении k:nk:nk:n, т.е. длина каждого малого отрезка равна ∣PQ∣n\dfrac{|PQ|}{n}n∣PQ∣. Примечание: выбор шага sss на луче PRPRPR свободен; главное — проставить ровно nnn равных частей. 3) Практические применения Машиностроение (минимум 2): - Разметка отверстий на фланцах и дисках: равномерное деление окружности/отрезка для расположения болтов, шпилек и т.п. (деление отрезка/угла обеспечивает равные интервалы, например деление биссектрисы для построения делений окружности). - Перенос профиля/шаблона: при тиражировании детали (фасонный шаблон) нужно параллельно перенести отрезки и профили для получения одинаковых копий или для смещения осей (смещение пазов, вынос центров сверления). - Разметка шагов зубьев шестерёнки или пазов: точная разбивка длины окружности/дуги на равные части перед изготовлением. Архитектура (минимум 2): - Модульная разбивка фасада и плана: деление длины фасада на равные модули для расположения окон, колонн, панелей (деление отрезка на nnn частей). - Смещение элементов и копирование деталей плана: параллельный перенос контуров и линий для создания одинаковых ярусов, балконов, повторяющихся элементов (перенос отрезка/оси). - Разметка ступеней и поручней: равномерное распределение опор/балясин вдоль перил и равные подступёнки/наступи для лестницы. Если нужно — могу привести иллюстрацию глаголом (конкретные рисунки шагов) или разбор частного примера (например, деление на n=7n=7n=7 или перенос отрезка заданной длины).
1) Параллельный перенос (перенести отрезок ABABAB так, чтобы его начало совпало с заданной точкой A′A'A′; получить A′B′A'B'A′B′, параллельный ABABAB и равный ему).
Шаги:
1.1. Постройте через точку A′A'A′ прямую, параллельную прямой ABABAB. Один надёжный способ — копирование угла:
- Возьмите произвольную точку CCC на прямой ABABAB ( C≠AC\neq AC=A ). Проведите отрезок CA′CA'CA′.
- Около вершины AAA проведите дугу радиуса rrr (любого, пересекающего обе луча угла ∠CAB\angle CAB∠CAB) и отметьте точки пересечения с лучами: EEE (на ACACAC) и FFF (на ABABAB).
- С тем же радиусом rrr проведите дугу с центром в A′A'A′, она пересечёт луч A′CA'CA′C в точке E′E'E′.
- Измерьте компасом расстояние EFEFEF и от центра E′E'E′ с тем же радиусом постройте пересечение дуги в точке F′F'F′.
- Проведите луч A′F′A'F'A′F′. Этот луч параллелен ABABAB.
1.2. Откройте циркуль на длину ABABAB (установите радиус на расстояние между AAA и BBB).
1.3. С центром в A′A'A′ проведите дугу с этим радиусом; она пересечёт построенную в шаге 1.1 прямую в точке B′B'B′. Тогда отрезок A′B′A'B'A′B′ равен ABABAB и параллелен ABABAB.
Обоснование: шаг 1.1 даёт прямую, параллельную ABABAB; шаг 1.3 переносит длину ABABAB вдоль этой прямой.
2) Деление отрезка PQPQPQ на nnn равных частей (дан n∈Nn\in\mathbb{N}n∈N, n≥2n\ge 2n≥2).
Шаги:
2.1. От точки PPP проведите произвольный луч PRPRPR под удобным углом к PQPQPQ.
2.2. На луче PRPRPR отложите последовательно nnn равных шагов: отметьте точки R1,R2,…,RnR_1,R_2,\dots,R_nR1 ,R2 ,…,Rn так, чтобы PR1=R1R2=⋯=Rn−1RnPR_1=R_1R_2=\dots=R_{n-1}R_nPR1 =R1 R2 =⋯=Rn−1 Rn . Это делается циркулем: фиксируете удобный шаг sss и по нему проставляете точки.
2.3. Соедините точку RnR_nRn с точкой QQQ.
2.4. Через каждую из точек R1,…,Rn−1R_1,\dots,R_{n-1}R1 ,…,Rn−1 проведите прямые, параллельные отрезку RnQR_nQRn Q (параллельность строится методом копирования угла, как в пункте 1.1). Эти прямые пересекут исходный отрезок PQPQPQ в точках P1,P2,…,Pn−1P_1,P_2,\dots,P_{n-1}P1 ,P2 ,…,Pn−1 .
Результат: точки P,P1,P2,…,Pn−1,QP,P_1,P_2,\dots,P_{n-1},QP,P1 ,P2 ,…,Pn−1 ,Q делят PQPQPQ на nnn равных частей; длина каждой части равна ∣PQ∣n\dfrac{|PQ|}{n}n∣PQ∣ .
Краткое объяснение корректности: треугольники, образованные лучом PRPRPR, линиями через RkR_kRk и отрезком PQPQPQ, попарно подобны, поэтому отрезки на PQPQPQ пропорциональны числу шагов; именно PkP_kPk делит PQPQPQ в отношении k:nk:nk:n, т.е. длина каждого малого отрезка равна ∣PQ∣n\dfrac{|PQ|}{n}n∣PQ∣ .
Примечание: выбор шага sss на луче PRPRPR свободен; главное — проставить ровно nnn равных частей.
3) Практические применения
Машиностроение (минимум 2):
- Разметка отверстий на фланцах и дисках: равномерное деление окружности/отрезка для расположения болтов, шпилек и т.п. (деление отрезка/угла обеспечивает равные интервалы, например деление биссектрисы для построения делений окружности).
- Перенос профиля/шаблона: при тиражировании детали (фасонный шаблон) нужно параллельно перенести отрезки и профили для получения одинаковых копий или для смещения осей (смещение пазов, вынос центров сверления).
- Разметка шагов зубьев шестерёнки или пазов: точная разбивка длины окружности/дуги на равные части перед изготовлением.
Архитектура (минимум 2):
- Модульная разбивка фасада и плана: деление длины фасада на равные модули для расположения окон, колонн, панелей (деление отрезка на nnn частей).
- Смещение элементов и копирование деталей плана: параллельный перенос контуров и линий для создания одинаковых ярусов, балконов, повторяющихся элементов (перенос отрезка/оси).
- Разметка ступеней и поручней: равномерное распределение опор/балясин вдоль перил и равные подступёнки/наступи для лестницы.
Если нужно — могу привести иллюстрацию глаголом (конкретные рисунки шагов) или разбор частного примера (например, деление на n=7n=7n=7 или перенос отрезка заданной длины).