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.