7527. Можно ли точку в пространстве закрыть четырьмя шарами?
Ответ. Да.
Решение. Пусть
ABCD
— правильный тетраэдр с центром в данной точке
O
. Опишем около него сферу. Рассмотрим сечения сферы плоскостями
ABC
,
ABD
,
ACD
и
BCD
. Получим четыре окружности на сфере. В конусы с общей вершиной
O
и окружностями оснований, описанными около треугольников
ABC
,
ABD
,
ACD
и
BCD
, поместим непересекающиеся шары, касающиеся боковых поверхностей (или их продолжений) этих конусов. Пусть
R
— наибольшее из расстояний от точки
O
до точек, лежащих на поверхностях этих четырёх шаров,
M
— произвольная точка пространства, расположенная вне сферы с центром
O
и радиусом
R
. Тогда точка
M
лежит внутри хотя бы одного из построенных бесконечных конусов. Следовательно, точки
O
и
M
разделены по крайней мере одним из указанных шаров.