Можно ли расположить в пространстве пять сфер так, чтобы для каждой из сфер можно было провести через ее центр касательную плоскость к остальным четырем сферам? Сферы могут пересекаться и не обязаны иметь одинаковый радиус.
Возьмём в горизонтальной плоскости правильный треугольник с высотой 2. Пусть J — центр одной из его вневписанных окружностей, а A, B, C — середины его сторон.
Выберем такие сферы: три с центрами в A, B, C радиуса 1; две радиуса 2 с центрами в точках и получающихся из J поднятием и опусканием относительно на 1.
Теперь осталось провести требуемые плоскости. Плоскость через параллельная касается четырёх остальных сфер;
Ответ: да, можно.
Приведем другое решение.
Центр сферы поместим в точке с координатами
Плоскость Оху проходит через и касается сфер Можно подобрать a так, чтобы плоскость находилась на расстоянии от точки тогда плоскость проходящая через и параллельная плоскости будет касаться сфер Действительно, уравнение плоскости
Тогда и достаточно положить
Положим r равным расстоянию от A0 до плоскости так, чтобы плоскость касалась также и сферы S0.
Конструкция переводится в себя при симметрии относительно плоскостей Oxz, Oyz, а также при композиции поворота на вокруг оси Oz и симметрии относительно плоскости Оху. Поэтому условие задачи выполняется также для центров