Para encontrar as coordenadas do centro e o raio de uma esfera tangente a planos, precisamos entender que se um plano é tangente a uma esfera, a distância do centro da esfera ao plano é igual ao raio da esfera.
Dado os planos:
Podemos deduzir o seguinte sobre o centro da esfera ((a, b, c)) e o raio :
.
.
A esfera é tangente ao plano , então a diferença na coordenada entre o centro e este plano é :
(|b - (-2)| = |b + 2| = r).
A esfera é tangente ao plano , então a diferença na coordenada entre o centro e este plano é :
.
A partir destas equações, podemos resolver para , , , e :
e
implicam que o centro está a mesma distância das duas posições
e
. Assim,
e
.
, e dado que
,
, o que nos dá
ou
.
, e novamente com
,
, resultando em
ou
.
Portanto, existem dois centros possíveis para a esfera: - (3, 0, 3) - (7, 0, -1)
Vamos escolher um centro para formular a equação da esfera e inequação correspondente. Usando o centro ((3, 0, 3)) e raio , a equação da esfera é:
ou simplificada,
A inequação que define a esfera, considerando todos os pontos ((x, y, z)) dentro e sobre a esfera é:
Essa inequação descreve todos os pontos ((x, y, z)) cujo conjunto forma o volume da esfera.