Deltoid
Łańcuch sfer
Tematem poprzedniego deltoidu była inwersja na płaszczyźnie. Analogicznie przekształcenie zdefiniować można w przestrzeni...
Definicja. Obrazem punktu w inwersji względem sfery o środku i promieniu jest taki punkt na półprostej że
Oto niektóre własności inwersji w przestrzeni.
- obrazem punktu jest punkt
- obrazem sfery przechodzącej przez punkt jest płaszczyzna nieprzechodząca przez (i na odwrót),
- obrazem sfery nieprzechodzącej przez jest sfera nieprzechodząca przez
- obrazem okręgu nieprzechodzącego przez jest okrąg nieprzechodzący przez
Punkt nazywa się środkiem inwersji. Nie definiujemy jego obrazu
Wnioski
Po inwersji punkty styczności sfer leżą na jednym okręgu. Nie przechodzi on przez środek inwersji (bo środek ten jest wewnątrz sfery ), stąd także w wyjściowej sytuacji punkty styczności sfer leżą na jednym okręgu.
Dla każdej z płaszczyzn a także dla sfery po inwersji punkty styczności ze sferami leżą na jednym okręgu. Stąd także przed inwersją dla każdej ze sfer jej punkty styczności ze sferami są na jednym okręgu.
Po inwersji istnieją dwie sfery przechodzące przez środek inwersji oraz styczne do wszystkich sfer Można bowiem wyobrazić sobie, że sfera to balonik, który nadmuchujemy tak, by cały czas nadal był styczny do wszystkich sfer 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 Istnieją zatem takie dwie płaszczyzny styczne do wszystkich sfer z góry i z dołu. Ponadto, środki sfer leżą wobec tego na jednej płaszczyźnie – dwusiecznej kąta dwuściennego utworzonego przez te dwie płaszczyzny styczne do sfer.