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Circunferencias tangentes

Encaje un cuarto disco entre tres discos tangentes hasta que toque a todos, con el hueco más estrecho ampliado; compare su curvatura con la relación de Descartes, luego encuentre la segunda solución - un círculo envolvente, una recta o un círculo exterior - y haga crecer el empaquetamiento de Apolonio.

Circunferencias tangentes — Imagen real de la aplicación
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Qué ocurre

Tres discos se tocan dos a dos. ¿Qué círculo toca a los tres? Encaje un anillo de latón en el centro: muévalo, tire de su borde, ajuste con la rueda; el recuadro amplía el peor hueco. La curvatura k = 1/r decide el tamaño: la relación de Descartes une las cuatro curvaturas y da dos respuestas. La segunda tiene signo: negativa para un círculo que envuelve a los tres, cero para una recta, positiva para un círculo exterior. Repetir la construcción en cada hueco nuevo hace crecer el empaquetamiento de Apolonio.

Ecuaciones del módulo
Ecuaciones
k = 1/r;   (k₁+k₂+k₃+k₄)² = 2(k₁²+k₂²+k₃²+k₄²)
k₄ = k₁+k₂+k₃ ± 2√(k₁k₂+k₂k₃+k₃k₁)
+ :  la circunferencia interior, k₄ > 0
− :  k₄ < 0 encierra a las tres,  k₄ = 0 una recta,  k₄ > 0 una circunferencia exterior
empaquetamiento:  k' = 2(k₁+k₂+k₃) − k₄,   k'z' = 2(k₁z₁+k₂z₂+k₃z₃) − k₄z₄

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Problema isoperimétrico — Imagen real de la aplicación

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Problema isoperimétrico

Una cuerda de longitud fija sobre clavos: añada lados y vea crecer el área encerrada hacia la del círculo mientras una regla muestra que la cuerda sigue midiendo lo mismo; luego prediga cuál de dos figuras hechas con la misma cuerda encierra más, y compruébelo.

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Empaquetamiento de círculos

Empaquetamiento de círculos. η∞ = π/(2√3). Arrastre los puntos marcados o cambie los parámetros. Los cambios manuales detienen la animación.

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Disección de igual área

Arrastra la pieza 2 a su destino a la derecha. Ambas piezas se mueven en la escena o la vista superior. A₁ + A₂ = b·h, b = 2. Bisel y altura son decorativos. Solapamiento, huecos y área exterior se calculan con polígonos exactos; sumar áreas no demuestra la cobertura.