chyanog 发表于 2015-8-17 16:40:36

空间四球,每三球的外公切面交于一线,这四线是否共线

假定球两两相离、半径不等,任意三球球心不共线,结论应该成立,如何证明?

hujunhua 发表于 2015-8-21 16:48:26

证明:任意两个大小不等的相离圆球都有一个外公切锥,使得两球在同一个半锥内(vs 内公切锥,两球各处于一个半锥内)。
(注:两个对顶半锥构成一个向两方无限伸展的整锥)
将四个球记为A, B, C, D.
将A, B两球的外公切锥锥顶记为`V_{AB}`, 其余5个锥顶类此标记。
将A, B, C三球的外公切面交线记为`l_{ABC}`, 其余三条交线类此标记。
易知,
      交线`l_{ABC}`关联三个锥顶`V_{AB}, V_{BC}, V_{AC}`,
      交线`l_{ABD}`关联三个锥顶`V_{AB}, V_{BD}, V_{AD}`,
      交线`l_{ACD}`关联三个锥顶`V_{AC}, V_{AD}, V_{CD}`,
      交线`l_{BCD}`关联三个锥顶`V_{BC}, V_{BD}, V_{CD}`。
可见四条交线两两相交。我们知道空间三条直线两两相交则必定共面,所以这四条直线共面,见图。


后语:如果将命题改为六个锥顶共面可能更见精妙。
页: [1]
查看完整版本: 空间四球,每三球的外公切面交于一线,这四线是否共线