¿Cuál es el área de la esfera más grande que se puede colocar entre dos esferas de radio R que se tocan?

Este fue un problema complicado y una excelente manera de comenzar mi día. Espero haber entendido la pregunta correctamente porque hay más de una forma de interpretarla. Primero, supuse que querías decir, por el bien de la visualización, dos esferas que se tocan externamente mientras están sentadas en una superficie plana, y lo que quieres es una esfera que se ajuste perfectamente entre ellas y la superficie. Luego tuve que preguntarme por qué te molestaste en llamarlas esferas en lugar de círculos si querías el área (transversal) porque una esfera tiene volumen. En cualquier caso, muestro cómo encontrar el área y el volumen para cualquier radio R dado en la imagen a continuación.

Si alguien nota un error, o si estoy completamente equivocado, no dude en avisarme para que pueda editar / eliminar mi respuesta. Las respuestas probablemente se pueden simplificar un poco, pero ya he pasado demasiado tiempo en esto.

Para que esta pregunta tenga sentido y sea factible, suponga que hay dos esferas sobre una mesa. Luego encontramos la esfera más grande que puede sentarse en la mesa y tocarla. La solución equivale a encontrar el radio de la esfera pequeña y luego conectarla a la fórmula adecuada. El radio de la esfera más pequeña es el mismo que el radio del círculo más pequeño en el diagrama.

Entonces [math] (R + r) ^ 2 = R ^ 2 + (Rr) ^ 2 [/ math] que da [math] r = \ dfrac {R} {4} [/ math]

¿Qué quieres decir con “entre”? ¡Esa es una pregunta importante aquí!

Si sus dos esferas se tocan, entonces una tercera esfera que toque ambas podría ser infinitamente grande y aún así tocarlas a ambas.

Creo que debes ser un poco más específico sobre lo que quieres aquí.