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Zeichnen eines Liniensegments einer bestimmten Länge, das senkrecht zu einer gegebenen Linie steht

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Zeichnen eines Liniensegments einer bestimmten Länge, das senkrecht zu einer gegebenen Linie steht

Ich habe eine typische geometrische Konstruktion, die ich mit zeichnen möchte TikZ. Der folgende Code ergibt ein Liniensegment PQ. Wie zeichne ich TikZeinen Punkt auf der Linie, der senkrecht zu PQund durch Psie hindurch verläuft und 2\sqrt{2}Einheiten unterhalb des Liniensegments liegt PQ? Ich glaube, dazu muss ich \usetikzlibrary{calc}in der Präambel haben. (Ich möchte diesen Punkt mit R beschriften und ein rechtwinkliges Dreieck zeichnen QPR.) Wenn ich verwenden möchte, \tkzMarkRightAngle(Q,P,R);um anzuzeigen, dass das Dreieck ein rechtwinkliges Dreieck ist, muss ich dann \usepackage{tkz-euclide}in der Präambel haben?

\documentclass{amsart}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{shapes,positioning,intersections,quotes}


\begin{document}

\begin{tikzpicture}

\draw[yellow, line width=0.1pt] (-1.75,-1.75) grid[xstep=0.5, ystep=0.5]  (2.75,1.75);
\draw[draw=gray!30,latex-latex] (0,1.75) +(0,0.25cm) node[above right] {$y$} -- (0,-1.75) -- +(0,-0.25cm);
\draw[draw=gray!30,latex-latex] (-1.75,0) +(-0.25cm,0) -- (2.75,0) -- +(0.25cm,0) node[below right] {$x$};

\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt,label={[fill=white]left:$P$}] (P) at (-1,-1) {};
\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt, label={[fill=white]right:$Q$}] (Q) at (2,1) {};

\draw[green!20!white] (P) -- (Q);

\end{tikzpicture}
\end{document}

Antwort1

Suchen Sie im Code nach erklärenden Kommentaren:

\documentclass{amsart}
\usepackage{tikz}

%% you need the following 2 lines to use \tkzMarkRightAngle
%\usepackage{tkz-euclide}
%\usetkzobj{all}

\usetikzlibrary{shapes,positioning,intersections,quotes,calc}


\begin{document}

\begin{tikzpicture}

\draw[yellow, line width=0.1pt] (-1.75,-5) grid[xstep=0.5, ystep=0.5]  (2.75,1.75);
\draw[draw=gray!30,latex-latex] (0,1.75) +(0,0.25cm) node[above right] {$y$} -- (0,-1.75) -- +(0,-0.25cm);
\draw[draw=gray!30,latex-latex] (-1.75,0) +(-0.25cm,0) -- (2.75,0) -- +(0.25cm,0) node[below right] {$x$};

\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt,label={[fill=white]left:$P$}] (P) at (-1,-1) {};
\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt, label={[fill=white]right:$Q$}] (Q) at (2,1) {};

\draw[green!20!white] (P) -- (Q);

%% the perpendicular
\pgfmathparse{2*sqrt(5)}
\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt,label={[fill=white]left:$R$}] (R) at ($ (P)!\pgfmathresult cm! -90:(Q) $) {};
\draw[green!20!white] (P) -- (R) -- (Q);


%% right angle with tkz-euclide
%\coordinate (p) at (P);
%\tkzMarkRightAngle[color=green!20!white](Q,p,R)
%\fill (p) circle (2.1pt);  %% to make the dot above right angle again.

\coordinate (a) at ($ (P)!5mm! -45:(Q) $);
\draw[green!20!white] (a) -- ($(P)!(a)!(Q)$);
\draw[green!20!white] (a) -- ($(P)!(a)!(R)$);

\end{tikzpicture}
\end{document}

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Antwort2

Um Ihre Fragen zu beantworten: Tikz führt fast alles über pgfmathparse aus, was eher wie C-Code aussieht: 2*sqrt(5), was übrigens im Standardskalenmaßstab über 4 cm entspricht. ($(P)!1!90:(Q)$) bedeutet, bei (P) zu beginnen und 1-mal die Distanz zu (Q) zurückzulegen, 90 Grad (gegen den Uhrzeigersinn) von der Richtung zu (Q).

\documentclass{amsart}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{shapes,positioning,intersections,quotes,calc}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}

\draw[yellow, line width=0.1pt] (-1.75,-1.75) grid[xstep=0.5, ystep=0.5]  (2.75,1.75);
\draw[draw=gray!30,latex-latex] (0,1.75) +(0,0.25cm) node[above right] {$y$} -- (0,-1.75) -- +(0,-0.25cm);
\draw[draw=gray!30,latex-latex] (-1.75,0) +(-0.25cm,0) -- (2.75,0) -- +(0.25cm,0) node[below right] {$x$};

\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt,label={[fill=white]left:$P$}] (P) at (-1,-1) {};
\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt, label={[fill=white]right:$Q$}] (Q) at (2,1) {};

\draw[green!20!white] (P) -- (Q);

\coordinate (R) at ($(P)!2cm*sqrt(5)!-90:(Q)$);
\node[outer sep=0pt,circle, fill,inner sep=1.5pt, label={[fill=white]right:$R$}] at(R) {};

\end{tikzpicture}
\end{document}

Calc-Nutzung

Antwort3

Eigentlich sind Sie nicht gezwungen, zu verwenden \usepackage{tkz-euclide}. Es bietet Ihnen nur eine einfachere \tkzMarkRightAngle(Q,P,R)Konstruktion als reines tikz, aber dies kann auch relativ einfach erreicht werden, indem nur verwendet wird, tikzwie es @HarishKumar getan hat. Außerdem stylemacht die Verwendung von s für Achsen und Punkte den Code übersichtlicher.

\documentclass[tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{calc}
\begin{document}\small

\begin{tikzpicture}[outer sep=0pt,p/.style={circle, fill,inner sep=1.5pt},ax/.style={draw=gray!50,latex-latex}]
\draw[yellow,line width=0.1pt] (-2.75cm,-1.75cm) grid[xstep=0.5, ystep=0.5]  (2.75cm,1.75cm);
\draw[ax](0,1.75cm) +(0,0.25cm) node[above] {$y$} -- (0,-1.75cm) -- +(0,-0.25cm);
\draw[ax](-2.75cm,0) +(-0.25cm,0) -- (2.75cm,0) -- +(0.25cm,0) node[right] {$x$};
\coordinate[p,label={[fill=white]below:$P$}] (P) at (-1cm,-1cm);
\coordinate[p,label={[fill=white]right:$Q$}] (Q) at (2cm,1cm);
\coordinate[p,label={[fill=white]left :$R$}] (R) at ($(P)!{2cm*sqrt(2)}!90:(Q)$);
\draw (P)--(R)--(Q)--(P)--cycle;
\coordinate (a) at ($(P)!4mm!45:(Q)$);
\draw ($(P)!(a)!(Q)$) -- (a) -- ($(P)!(a)!(R)$);
\end{tikzpicture}

\end{document}

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Antwort4

Für diejenigen, die interessiert sind, eine Möglichkeit (unter anderem), dies zu tun mitMetaPost.

Der Punkt R, bei dem PR senkrecht zu PQ ist und sich 2\sqrt{2}Einheiten von P entfernt unterhalb von PQ befindet, ergibt sich aus der folgenden Anweisung ( uwobei es sich hier um die Längeneinheit handelt cm):

 R = P + 2u*sqrt2*unitvector(Q-P) rotated -90;

Das anglebetweenMakro von MetaPostMetaspaßFormat ermöglicht es, rechtwinklige Markierungen zwischen den beiden Schnittpunkten recht einfach zu zeichnen P--Q( P--Rdas dritte Argument ist die Beschriftung, hier eine leere Zeichenfolge), wenn der anglemethodParameter auf 2 gesetzt ist. Mit dem Standardwert dieses Parameters, 1, wäre die Markierung ein Kreisbogen. Die gewünschte Länge der Markierung sollte als Argument für einen anderen Parameter angegeben werden anglelength(der Standardwert beträgt 20 pt).

  anglemethod := 2; anglelength := 2mm;
  draw anglebetween(P--Q, P--R, "");

Sehendas Metafun-Handbuch, S. 279, für eine ausführliche Darstellung.

\documentclass[border=2mm]{standalone}
\usepackage{luamplib}
  \mplibsetformat{metafun}
  \mplibtextextlabel{enable}
\begin{document}
  \begin{mplibcode}
    % Axes parameters
    u := cm; % Unit length
    xmin := -1.75u; xstep := .5u; xmax := 2.75u; 
    ymin := -5u; ystep := xstep; ymax := 1.75u;
    % Triangle summits
    pair P, Q, R; P = u*(-1, -1); Q = u*(2, 1); 
    R = P + 2u*sqrt2*unitvector(Q-P) rotated -90;
    beginfig(1);
      % Grid
      drawoptions(withcolor yellow);
      for i = ceiling(xmin/xstep) upto floor(xmax/xstep):
        draw (i*xstep, ymin) -- (i*xstep, ymax);
      endfor 
      for j = ceiling(ymin/ystep) upto floor(ymax/ystep):
        draw (xmin, j*ystep) -- (xmax, j*ystep);
      endfor
      % Axes
      drawoptions(withcolor .8white);
      drawarrow (xmin, 0) -- (xmax, 0); 
      drawarrow (0, ymin) -- (0, ymax); 
      % Triangle
      drawoptions(withcolor green);
      path triangle; triangle = P--Q--R--cycle; draw triangle;
      % Right-angle mark of length 2 mm (and no label)
      anglemethod := 2; anglelength := 2mm;
      draw anglebetween(P--Q, P--R, "");
      % Labels
      drawoptions();
      label.bot("$x$", (xmax, 0)); label.lft("$y$", (0, ymax));
      dotlabel.lft("$P$", P); dotlabel.rt("$Q$", Q); dotlabel.bot("$R$", R);
    endfig;
  \end{mplibcode}
\end{document}

Soll mit LuaLaTeX gesetzt werden. Ausgabe:

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