Даны прямая и четыре точки ABCD не принадлежащие этой прямой. пересекает ли эту прямую отрезок AD если отрезки AC,BC пересекают прямую,а отрезок BD не пересекает.
Нет. Обозначим функцию стороны относительно прямой s(X)s(X)s(X), принимающую значения +1+1+1 или −1-1−1 для точек по разные стороны от прямой. Условие «отрезок ACACAC пересекает прямую» даёт s(A) s(C)<0,
s(A)\,s(C)<0, s(A)s(C)<0,
аналогично для BCBCBC: s(B) s(C)<0.
s(B)\,s(C)<0. s(B)s(C)<0.
Отсюда s(A)s(A)s(A) и s(B)s(B)s(B) имеют один и тот же знак (оба противоположны s(C)s(C)s(C)), то есть s(A) s(B)>0.
s(A)\,s(B)>0. s(A)s(B)>0.
Дано также, что отрезок BDBDBD не пересекает прямую, значит s(B) s(D)>0.
s(B)\,s(D)>0. s(B)s(D)>0.
Умножив полученные положительные равенства (или просто заметив транзитивность одинаковости знака), получаем s(A) s(D)>0,
s(A)\,s(D)>0, s(A)s(D)>0,
то есть AAA и DDD лежат по одну сторону от прямой. Следовательно, отрезок ADADAD прямую не пересекает.
s(A) s(C)<0, s(A)\,s(C)<0,
s(A)s(C)<0, аналогично для BCBCBC:
s(B) s(C)<0. s(B)\,s(C)<0.
s(B)s(C)<0. Отсюда s(A)s(A)s(A) и s(B)s(B)s(B) имеют один и тот же знак (оба противоположны s(C)s(C)s(C)), то есть
s(A) s(B)>0. s(A)\,s(B)>0.
s(A)s(B)>0. Дано также, что отрезок BDBDBD не пересекает прямую, значит
s(B) s(D)>0. s(B)\,s(D)>0.
s(B)s(D)>0. Умножив полученные положительные равенства (или просто заметив транзитивность одинаковости знака), получаем
s(A) s(D)>0, s(A)\,s(D)>0,
s(A)s(D)>0, то есть AAA и DDD лежат по одну сторону от прямой. Следовательно, отрезок ADADAD прямую не пересекает.