Zeichnen Sie ein rechteckiges Prisma und beschriften Sie seine Abmessungen

Question

Ich versuche, für meine Schüler ein Arbeitsblatt zum Berechnen des Volumens eines rechteckigen Prismas (Quaders) vorzubereiten. Mit dem folgenden Code gelingt es mir, das rechteckige Prisma zu erzeugen, aber wie füge ich die Abmessungen hinzu? Ich hätte beispielsweise gerne „4 cm“ für die Länge, direkt unter der Längenlinie, „4 cm“ für die Breite, rechts unterhalb der Breitenlinie, und „6 cm“ für die Höhe, rechts neben der Höhenlinie.

1. Wie lautet der Code dafür?
2. Wie positioniere ich diese Abmessungen im Allgemeinen dort, wo ich sie haben möchte? Ich möchte das Prisma vielleicht drehen und die Abmessungen über, unter, in der Mitte, rechts oder links von den Prismaumrissen platzieren. Wie mache ich das?

Mein Code:

\begin{tikzpicture}
\pgfmathsetmacro{\x}{1}
\pgfmathsetmacro{\y}{1}
\pgfmathsetmacro{\z}{1.5}
\path (0,0,\y) coordinate (A) (\x,0,\y) coordinate (B) (\x,0,0) coordinate (C) (0,0,0)
coordinate (D) (0,\z,\y) coordinate (E) (\x,\z,\y) coordinate (F) (\x,\z,0) coordinate (G)
(0,\z,0) coordinate (H);
\draw (A)--(B)--(C)--(G)--(F)--(B) (A)--(E)--(F)--(G)--(H)--(E);
\draw [black] (A)--(D)--(C) (D)--(H);
\end{tikzpicture}

Answer 1

\documentclass[tikz,border=5pt]{standalone}
\usetikzlibrary{calc}
\begin{document}

\begin{tikzpicture}[>=latex,scale=2]
\pgfmathsetmacro{\x}{1}
\pgfmathsetmacro{\y}{1}
\pgfmathsetmacro{\z}{1.5}
\path (0,0,\y) coordinate (A) (\x,0,\y) coordinate (B) (\x,0,0) coordinate (C) (0,0,0)
coordinate (D) (0,\z,\y) coordinate (E) (\x,\z,\y) coordinate (F) (\x,\z,0) coordinate (G)
(0,\z,0) coordinate (H);
\draw (A)--(B)--(C)--(G)--(F)--(B) (A)--(E)--(F)--(G)--(H)--(E);
\draw (A)--(D)--(C) (D)--(H);

\draw[thin,|<->|] ($(A)+(0,-4pt)$) -- node[below]{4cm}($(B)+(0,-4pt)$);
\draw[thin,|<->|] ($(B)+(-45:4pt)$) -- node[below,sloped]{4cm}($(C)+(-45:4pt)$);
\draw[thin,|<->|] ($(C)+(4pt,0)$) -- node[below,sloped]{6cm}($(G)+(4pt,0)$);

\end{tikzpicture}

\end{document}

Answer 2

Zunächst möchten Sie vielleicht die Position der Koordinaten anzeigen. Dies können Sie tun durch

\begin{tikzpicture}
\pgfmathsetmacro{\x}{1}
\pgfmathsetmacro{\y}{1}
\pgfmathsetmacro{\z}{1.5}
\path (0,0,\y) coordinate (A) (\x,0,\y) coordinate (B) (\x,0,0) coordinate (C) (0,0,0)
coordinate (D) (0,\z,\y) coordinate (E) (\x,\z,\y) coordinate (F) (\x,\z,0) coordinate (G)
(0,\z,0) coordinate (H);
\draw (A)--(B)--(C)--(G)--(F)--(B) (A)--(E)--(F)--(G)--(H)--(E);
\draw [black] (A)--(D)--(C) (D)--(H);
\foreach \coor in {A,B,...,H}{%
  \node[above] at (\coor){\coor};
}
\end{tikzpicture}

Damit ist es einfacher, den Text als Knoten in die Zeichnung einzufügen (die verdeckten Linien habe ich auch gestrichelt):

\begin{tikzpicture}
\pgfmathsetmacro{\x}{1}
\pgfmathsetmacro{\y}{1}
\pgfmathsetmacro{\z}{1.5}
\path (0,0,\y) coordinate (A) (\x,0,\y) coordinate (B) (\x,0,0) coordinate (C) (0,0,0)
coordinate (D) (0,\z,\y) coordinate (E) (\x,\z,\y) coordinate (F) (\x,\z,0) coordinate (G)
(0,\z,0) coordinate (H);
\draw (A)-- node[below]{4cm} (B)-- node[below,sloped]{4cm} (C)--(G)--(F)--(B) (A)-- node[above,sloped]{6cm}(E)--(F)--(G)--(H)--(E);
\draw [dashed,black] (A)--(D)--(C) (D)--(H);
\end{tikzpicture}

Die Drehung kann durch Ändern der Basisvektoren des Koordinatensystems erfolgen. Tikz zeichnet die Linien in einem zweidimensionalen Raum, Sie können jedoch dreidimensionale Vektoren verwenden (auf zwei Dimensionen projiziert). (Da die Koordinaten im Beispiel und in Tikz unterschiedliche Reihenfolgen von y und z verwenden, kommt es im folgenden Code zu einer kleinen Verwirrung):

\begin{tikzpicture}
\draw[->](0,0,0) -- (1,0,0) node[pos=1.2]{$x$};
\draw[->](0,0,0) -- (0,1,0) node[pos=1.2]{$z$};
\draw[->](0,0,0) -- (0,0,1) node[pos=1.2]{$y$};
\end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture}[x={(0.7cm,-0.7cm)},y={(0.2cm,0.7cm)},z={(-0.7cm,-0.7cm)}]
\draw[->](0,0,0) -- (1,0,0) node[pos=1.2]{$x$};
\draw[->](0,0,0) -- (0,1,0) node[pos=1.2]{$z$};
\draw[->](0,0,0) -- (0,0,1) node[pos=1.2]{$y$};
\end{tikzpicture}

Zum Drehen des Prismas kann man Folgendes verwenden:

\begin{tikzpicture}[x={(0.7cm,-0.7cm)},y={(0.2cm,0.7cm)},z={(-0.7cm,-0.7cm)}]
\pgfmathsetmacro{\x}{1}
\pgfmathsetmacro{\y}{1}
\pgfmathsetmacro{\z}{1.5}
\path (0,0,\y) coordinate (A) (\x,0,\y) coordinate (B) (\x,0,0) coordinate (C) (0,0,0)
coordinate (D) (0,\z,\y) coordinate (E) (\x,\z,\y) coordinate (F) (\x,\z,0) coordinate (G)
(0,\z,0) coordinate (H);
\draw (A)-- node[below,sloped,]{4cm} (B)-- node[below,sloped]{4cm} (C)--(G)--(F)--(B) (A)-- node[above,sloped]{6cm}(E)--(F)--(G)--(H)--(E);
\draw [dashed,black] (A)--(D)--(C) (D)--(H);
\end{tikzpicture}