Если провести через точку A прямую параллельно BC, то она пересечет BD в точке K таким образом, что AK = AB. Это потому, что ∠AKB = ∠DBC; это - внутренние накрест лежащие углы; а ∠DBC = ∠ABD; так как BD - биссектриса получилось, что треугольник AKB - равнобедренный. Теперь понятно, что для того, чтобы прямая AD пересекла BС в точке C за точкой D, то есть чтобы существовал треугольник ABC, нужно, чтобы точка D лежала ближе к B, чем K. Отсюда ∠ADB > ∠AKB = ∠ABD; и AB > AD; так как напротив большего угла в треугольнике лежит большая сторона.
По условию задания составим уравнение расстояния произвольной точки М(х; у) от точки А(3; -4) в 3 раза большего, чем от точки М до прямой х = 5.
√((3 - x)² + (y - (-4))²) = |3*(5 - x)|.
Модуль в правой части взят, чтобы длина не была отрицательной для точек, расположенных правее линии х = 5.
Возведём обе части в квадрат.
9 - 6x + x² + y² + 8y + 16 = 9*(25 - 10x + x²).,
Приведём подобные: 8x² - 84x - y² - 8y + 200 = 0.
Выделим полные квадраты.
8(x² - 10,5x + 5,25²) - 8*5,25² - (y² + 8y + 16) - 16 + 200 = 0.
8(x - (21/4))² - (y + 4)² = (9/2).
Разделим обе части на (9/2).
((x - (21/4))²)/(9/16) - ((y + 4)²)/(9/2) = 1.
Получено искомое уравнение. Это уравнение гиперболы.
Центр её расположен в точке ((21/4); -4).
Полуоси: действительная равна а =√(9/16) = 3/4, мнимая b = 3/√2.
Найдем координаты ее фокусов: F1(-c;0) и F2(c;0), где c - половина расстояния между фокусами
Определим параметр c: c² = a² + b² = 9/16 + 9/2 = 81/16 .
c = 9/4.
Тогда эксцентриситет будет равен: е = с/а = (9/4)/(3/4) = 3.
Более детальное решение приведено во вложении. Там же дан график полученной линии.
∠AKB = ∠DBC; это - внутренние накрест лежащие углы; а
∠DBC = ∠ABD; так как BD - биссектриса
получилось, что треугольник AKB - равнобедренный.
Теперь понятно, что для того, чтобы прямая AD пересекла BС в точке C за точкой D, то есть чтобы существовал треугольник ABC, нужно, чтобы точка D лежала ближе к B, чем K.
Отсюда ∠ADB > ∠AKB = ∠ABD; и AB > AD; так как напротив большего угла в треугольнике лежит большая сторона.