巧作样条曲线上的切线

CAD社区

第15期的一道《过样条曲线上的一点作切线》考题刊登后,引起了很多读者的反响,纷纷拿出自己的看家本领,来献艺的真不少。这当中有很多小技巧,为不减大家的激情。这期我们精选两个优秀的方案供大家参考。

方案一:用程序精确绘制

1.用构造线命令画过该点的曲线的垂线(准确地说,是法线)。

命令: xl

XLINE 指定点或 [水平(H)/垂直(V)/角度(A)/二等分(B)/偏移(O)]: per (使用垂足临时捕捉)

到 (这时,移动鼠标到曲线上,出现“递延垂足”的捕捉提示,如图1。)

18-g15-6.jpg
图1

指定通过点:(单击左键,出现构造线的橡皮线,如图2。)

18-g15-7.jpg
图2

指定通过点:(将鼠标移动到该点处,单击左键。)

指定通过点:↙(这时,可画出曲线的法线,如图3)。

18-g15-8.jpg
图3

2.同样方法,再画一条和此构造线垂直的构造线。

命令: xl

XLINE 指定点或 [水平(H)/垂直(V)/角度(A)/二等分(B)/偏移(O)]: per (使用垂足临时捕捉)

到 (这时,移动鼠标到刚才所画的构造线上,出现“递延垂足”的捕捉提示。)

指定通过点: (单击左键,出现构造线的橡皮线。)

指定通过点: (将鼠标移动到该点处,单击左键。)

指定通过点:↙(如图4)

18-g15-9.jpg
图4

3.除辅助构造线。完成操作后,最后得到如图5所示的结果。

18-g15-10.jpg
图5

方案二:手动精确绘制

第一步:调节单位精度,让单位精度高些。(推荐5~6位小数)。

第二步:通过目测,过交点作样条曲线的垂线(射线),大致垂直即可。

第三步:偏置射线一个很小的距离S,使与样条曲线交于另一点,此时好像只有一条射线(如:S为小数点后5~6位。S=0.00001)。

第四步:放大视图,可看到两条射线分别与样条曲线相交。捕捉两交点作射线,(交点在射线上但不一定在样条上,此时样条为小段直线相连,捕捉是最好关闭追踪和其他捕捉)。

第五步:缩小视图,删除辅助线,调节单位精度。一切OK。

注:有人不禁要问:你过曲线上的两点,作的还是切线吗?答案是肯定的。

用高等数学中极限的观点,当S足够小大时候,可以认为两点重合。

在第三步中可以看到样条曲线本身就是由直线拟合而成,存在一定的误差,而我们取5~6位小数,显然误差级别与CAD系统差不多了。因此,用上面的方法解决问题,不但没有错,而且精度很高。

18-g15-11.jpg
图1
18-g15-12.jpg
图2