Перпендикулярность геометрических элементов

План
1. Теорема о проецировании прямого угла
2. Главные линии плоскости
3. Прямая, перпендикулярная к плоскости
4. Перпендикулярные плоскости
5. Перпендикулярные прямые

1. Теорема о проецировании прямого угла
Возможны три случая проецирования прямого угла
1. Если обе стороны прямого угла прямые общего положения, то прямой угол проецируется искаженно на все три плоскости проекций.
2. Если обе стороны прямого угла параллельны какой-либо плоскости проекций, то прямой угол проецируется на эту плоскость в натуральную величину.
3. Если одна сторона прямого угла параллельна какой-либо плоскости проекций, то прямой угол проецируется на эту плоскость в натуральную величину, рис. 64. Это основная теорема о проецировании прямого угла.

Рис. 64
Дано Ð АВС = 90°; ВСúú Н. Необходимо доказать ÐА¢В¢С¢ = 90°.
1. ВС ^ АВВ¢А¢
ВС ^ АВ, следовательно ВС ^ ВВ¢ — по свойству ортогонального проецирования
2. В¢С¢úú ВС
3. В¢С¢^ АВВ¢А¢
4. В¢С¢^ А¢В¢ — что и требовалось доказать
2. Главные линии плоскости

Линии уровня плоскости
Кроме прямых линий общего положения, в плоскости отмечают три главные линии горизонтальную (горизонталь), фронтальную (фронталь) и линию наибольшего наклона. Эти линии применяют как вспомогательные они упрощают решение задач. Две из них — горизонтальная и фронтальная — уже рассматривались.
Необходимо добавить, что все горизонтальные линии плоскости параллельны между собой, а их горизонтальные проекции параллельны горизонтальному следу плоскости (рис. 65). Горизонтальный след плоскости — одна из горизонталей.

Рис. 64
Рис. 65

Все фронтальные линии плоскости параллельны между собой, а их фронтальные проекции параллельны фронтальному следу плоскости. Фронтальный след плоскости — одна из фронтальных линий (рис. 66).

Рис. 66

Линии наибольшего наклона плоскости
Прямые плоскости, перпендикулярные к прямым уровня этой плоскости, называются линией наибольшего наклона (ЛНН) данной плоскости к соответствующей плоскости проекций.
Линии наибольшего наклона плоскости перпендикулярны к ее следам или к линиям уровня (либо к ее горизонталям, либо к фронталям, либо к ее профильным прямым) (рис. 67).
В случае перпендикулярности к горизонтали определяется наклон к плоскости проекций H (при этом ЛНН называют линией наибольшего ската), перпендикулярности к фронтали — наклон к плоскости проекций V, перпендикулярности к профильной прямой — наклон к плоскости проекций W.
На рис. 67, 68 дано изображение плоскости  (а || b), для которой требуется построить линию наибольшего наклона к горизонтальной плоскости проекций H.
Проведем в данной плоскости горизонталь h (рис. 68). Прямая n, перпендикулярная к прямой h, перпендикулярна и к следу плоскости H (KL^H) (рис. 69).

Рис. 67
Угол наклона прямой n к плоскости H определяется как угол между прямой и ее проекцией на плоскость H. Строим KK¢^H (рис. 69). Тогда угол j — искомый угол наклона прямой n к плоскости H.
На рис. 68 построена линия наибольшего наклона плоскости  к горизонтальной плоскости проекций — прямая n. Угол наклона плоскости  к плоскости H получают при определении натуральной величины отрезка KM при построении прямоугольного треугольника по проекциям K¢M’ и .

Рис. 69

3 Прямая, перпендикулярная к плоскости
Прямая, перпендикулярная к плоскости, если перпендикулярна двум пересекающимся прямым, принадлежащим этой плоскости. На основании теоремы о проецировании прямого угла в качестве прямых плоскости общего положения удобнее всего использовать ее линии уровня.
Поэтому, проводя перпендикуляр к плоскости, необходимо брать в этой плоскости две такие прямые горизонталь и фронталь.
Проекции прямой, перпендикулярной к плоскости, на комплексном чертеже перпендикулярны к соответствующим проекциям ее линий уровня, т.е. если прямая линия перпендикулярна плоскости, то ее горизонтальная проекция должна быть перпендикулярна горизонтальной проекции горизонтали, а ее фронтальная проекция — фронтальной проекции фронтали (рис. 70) или соответствующим следам плоскости (рис. 71).

Рис. 70
Рис. 71

На рис. 72 изображена плоскость общего положения  (a|| b), к которой к которой требуется провести перпендикулярную прямую.

Рис. 72
Проводим в данной плоскости горизонталь h (через точки 1,3) и фронталь v (через точки 1,4) (рис. 72).
Затем из точки 1 проводим прямую n перпендикулярно к горизонтали и фронтали плоскости следующим образом

n¢ ^ h¢; n⊃2; ^ h⊃2;.
Построенная прямая n (n’, n») является искомым перпендикуляром к плоскости .

4. Перпендикулярные плоскости
Две плоскости взаимно перпендикулярны, если одна из них проходит через прямую, перпендикулярную данной плоскости. Построение таких плоскостей может быть выполнено двумя путями
1) плоскость проводится через перпендикуляр к другой;
2) плоскость проводится перпендикулярно прямой, принадлежащей другой плоскости.
На рис. 73 изображены прямая общего положения и плоскость общего положения  (а ´ b). Требуется построить через прямую плоскость, перпендикулярную к плоскости .

Рис. 73
Для решения задачи необходимо через какую-нибудь точку данной прямой, например, точку М, провести перпендикуляр к плоскости , заданной пересекающимися прямыми a и b.
Проводим в плоскости  горизонталь h и фронталь v (рис. 73).
Далее из точки М, взятой на прямой , опускаем перпендикуляр n, пользуясь рассмотренным выше положением n’ ^ h’; n» ^ v», т.е. горизонтальная проекция перпендикуляра будет перпендикулярна горизонтальной проекции горизонтали, а фронтальная его проекция — перпендикулярна фронтальной проекции фронтали (рис. 73).
Плоскость  (Ç n), проходящая через прямую n, будет перпендикулярна к плоскости .

6.5 Перпендикулярные прямые
Две прямые перпендикулярны в том и только в том случае, если через каждую из них можно провести плоскость, перпендикулярную к другой прямой.
На рис. 74 изображена прямая общего положения, к которой требуется провести перпендикулярную прямую.

Рис. 74
Через точку А прямой строим перпендикулярную к ней плоскость  (h Ç v) (рис. 71)
‘ ^ h’; » ^ h».
Любая прямая, лежащая в плоскости  будет также перпендикулярна к данной прямой . Поэтому проведем в этой плоскости произвольную прямую t, на которой возьмем произвольную точку, например, точку В (рис. 74).
Соединив точки А и В, лежащие в плоскости, получим прямую n, перпендикулярную к данной прямой (рис. 74).