Przeskocz do treści

Delta mi!

Deltoid

Łańcuch sfer

Joanna Jaszuńska

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: czerwiec 2013
  • Publikacja elektroniczna: 28-05-2013

Tematem poprzedniego deltoidu była inwersja na płaszczyźnie. Analogicznie przekształcenie zdefiniować można w przestrzeni...

Definicja. Obrazem punktu math  w inwersji względem sfery o środku math i promieniu math jest taki punkt math  na półprostej math  że math

Oto niektóre własności inwersji w przestrzeni.

  • obrazem punktu math  jest punkt math
  • obrazem sfery przechodzącej przez punkt math jest płaszczyzna nieprzechodząca przez math (i na odwrót),
  • obrazem sfery nieprzechodzącej przez math jest sfera nieprzechodząca przez math
  • obrazem okręgu nieprzechodzącego przez math jest okrąg nieprzechodzący przez math

Punkt math nazywa się środkiem inwersji. Nie definiujemy jego obrazu math

Wnioski

Po inwersji punkty styczności sfer math leżą na jednym okręgu. Nie przechodzi on przez środek inwersji (bo środek ten jest wewnątrz sfery math ), stąd także w wyjściowej sytuacji punkty styczności sfer math leżą na jednym okręgu.

Dla każdej z płaszczyzn math a także dla sfery math po inwersji punkty styczności ze sferami math leżą na jednym okręgu. Stąd także przed inwersją dla każdej ze sfer math jej punkty styczności ze sferami math są na jednym okręgu.

Po inwersji istnieją dwie sfery przechodzące przez środek inwersji oraz styczne do wszystkich sfer math Można bowiem wyobrazić sobie, że sfera math  to balonik, który nadmuchujemy tak, by cały czas nadal był styczny do wszystkich sfer math W miarę jak rośnie, „wypychamy” go do góry lub do dołu. W każdym z tych dwóch wariantów istnieje dokładnie jedno położenie, przy którym nasz balonik przechodzi przez środek inwersji. Każda z takich dwóch sfer odpowiada wobec tego, w wyjściowej sytuacji, płaszczyźnie i nadal jest styczna do wszystkich sfer math Istnieją zatem takie dwie płaszczyzny styczne do wszystkich sfer math z góry i z dołu. Ponadto, środki sfer math leżą wobec tego na jednej płaszczyźnie – dwusiecznej kąta dwuściennego utworzonego przez te dwie płaszczyzny styczne do sfer.