Łańcuch sfer»Zadanie 1
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Łańcuch sfer
- Publikacja w Delcie: czerwiec 2013
- Publikacja elektroniczna: 28-05-2013
Szare sfery są parami styczne i każda z nich styczna jest do każdej z kolorowych sfer, tworzących łańcuch.
Styczne zewnętrznie sfery
i
są styczne wewnętrznie do sfery
Do każdej z tych trzech sfer styczna jest każda z
sfer
ponadto dla każdego
sfera
styczna jest do sfery
(przy czym
). Dla jakich
istnieje taki łańcuch sfer
W jaki sposób zależy to od
rozmiarów i wzajemnego położenia sfer
Czy i jak zależy to
od wyboru początkowej sfery

i
Wówczas obrazami tych dwóch sfer, przechodzących
przez środek inwersji, są płaszczyzny
i
Płaszczyzny te są
równoległe, bo jedynym wspólnym punktem sfer
i
jest
środek inwersji.





jest sfera (bo żadna
z nich nie przechodzi przez środek inwersji) styczna do
i
Z równoległości tych płaszczyzn wynika, że wszystkie sfery
mają średnice równe odległości
od
czyli są przystające. Ponadto wszystkie sfery
są
styczne do sfery
oraz dla każdego
sfera
styczna jest do sfery
(przy czym
).
Odpowiada to sytuacji, gdy na stole (płaszczyźnie
) ustawiamy piłeczki,
przy czym łańcuch kolejno stycznych piłeczek
otacza środkową
piłeczkę
stykając się także z nią. Skoro wszystkie piłeczki są tej
samej wielkości, to taki łańcuch „domyka” się wtedy i tylko wtedy, gdy
ma zawsze dokładnie sześć elementów i nie zależy to od
rozmiarów ani położenia sfer
ani też od wyboru sfery
Taki łańcuch sfer nazywa się Hexletem Soddy’ego.
Pozostaje pytanie, gdzie po inwersji „ukryła się” cała
asymetria wyjściowej sytuacji? Otóż jest ona „zakodowana” w położeniu
środka inwersji wewnątrz sfery