2球面:
中心 P1(x1, y1, z1) 半径 r1 の球面1
中心 P2(x2, y2, z2) 半径 r2 の球面2
の中心P1、P2からの距離の和が等しい点の集合は回転楕円体です。
これら2球面と回転楕円体の交点について検討します。
2球面の交線は円であり、上記回転楕円体がこれと交わる(接する)のは図の赤線の状態です。

ここでは、これに関する計算式を示すとともに、確認のための簡単なアプリを作成しました。
・2球面の中心座標(xc, yc, zc)、半径 r を入力します。
・2点からの距離の和 を指定します(最小、最大、分割数)。
・「計算」ボタンをクリックすると、計算結果(交点)を表示します。
●画面操作方法
・画面左上の3x3のメニュー(L,R,U,D,O,XY,XZ,YZ,2D)で左右、上下、初期状態復帰、平面図指示。
・視点角度変更時の刻みは変更可能。
・マウスホイールで表示図形の拡大縮小が可能。
・ドラッグ&ドロップで図形の平行移動が可能。
・2D表示画面上を右クリックすると、その点を通る回転楕円体を表示。
●2球面と回転楕円体の交線の求め方
球面1の中心を原点(0, 0, 0)とし、球面2の中心はX軸上の(x2, 0, 0)にあるものとします。
回転楕円体の式:
( x - e )2/a2 + ( y2 + z2 )/b2 = 1
ここで、
e = x2/2
a = L/2 ( L は中心P1、P2からの距離の和)
b = ( a2 - e2 )1/2
2球面の交線である円に対して、回転楕円体が交わる(接する)のは、
L = r1 + r2
のときです。
2球面の交線のX座標f、半径rはつぎのとおり。
f = ( x22 + r12 - r22 )/( 2・x2)
r = ( r12 - r2 )1/2
球面1,2が任意の位置にある場合は、上記状態に座標変換して計算後、元の座標系に戻します。