立方体に内接する球の関係

 図のような立方体内で内接する球の関係を考えてみる。
デカイ球の半径=1とすると隅のチッポケ球の半径は2−√3=0.28..となる。
隅のほうに押し込められる球の半径はこの等比数列となる。

 楕円体ではどうだろう?
直方体に内接する楕円体を考えて、隅の内接球はどう表現できるだろうか?
 方程式系は下記となる。接点(x,y,z)で成立する条件式である。

 最初の式は球=隅の内接球の式。原点から(r,r,r)というところに中心がある半径rの球だ。次式が楕円体の式。(a,b,c)という中心にあり、直方体 2a, 2b, 2cという長さの直方体に内接することを示している。
 残りの3式は冗長なのだが、楕円体と球が接する条件式。接点での接平面の垂直方向が一致することを意味する。
 残念ながら、次数が高くて厳密解は得られないのである。