Bon, la réponse est une sphère.
http://sketchtoy.com/60630026
http://latex.codecogs.com/gif.latex?10\frac{mT}{mS}(r^2+z^2)=r^2+(z-z_t)^2&space;\newline&space;\textup{\mathbf{on&space;pose&space;}}A=10&space;\,&space;\frac{mT}{mS}&space;\newline&space;A\,&space;(r^2+z^2)=r^2+(z-z_t)^2&space;\newline&space;0=(1-A)r^2+(1-A)z^2-2\,&space;z\,&space;z_T&space;+z_T^2&space;\newline&space;0=&space;r^2+z^2-&space;\frac{2&space;z&space;z_T}{1-A}+\frac{z_T^2}{1-A}&space;\newline&space;0=r^2+\left&space;(&space;z-\frac{z_T}{1-A}&space;\right&space;)^2-\frac{z_T^2}{(1-A)^2}+\frac{z_T^2}{1-A}&space;\newline&space;\frac{z_T^2}{(1-A)^2}-\frac{z_T^2}{1-A}=r^2+\left&space;(&space;z-\frac{z_T}{1-A}&space;\right&space;)^2
On trouve un cercle dans le plan dessiné sur le schéma centré quelque part sur l'axe z. Or, le système est invariant par rotation autour de l'axe des z. Donc l'ensemble des solutions est une sphère.
C'était pas compliqué contrairement à ce que je disais. ça m'apprendra à faire plusieurs choses en même temps en voulant répondre. 