
Áp dụng quan hệ giữa ba cạnh của tam giác ABD, ta có:
\[ AD < AB + BD \quad (1) \]
Áp dụng quan hệ giữa ba cạnh của tam giác ACD, ta có:
\[ AD < AC + CD \quad (2) \]
Cộng vế theo vế của (1) và (2):
\[ AD + AD < AB + BD + AC + CD \]
\[ 2AD < AB + (BD + DC) + AC \]
Vì D nằm giữa B và C nên \( BD + DC = BC \), suy ra:
\[ 2AD < AB + BC + AC \]
Vế phải chính là chu vi tam giác ABC, nên:
\[ 2AD < \text{chu vi tam giác } ABC \]
\[ AD < \frac{\text{chu vi tam giác } ABC}{2} \]
Vậy AD nhỏ hơn nửa chu vi tam giác ABC.