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Pero debe notarse que el problema no siempre tiene solución, ..........
Hola
Con tu comentario has destapado la caja de los truenos. Ahora la pregunta es: Suprimimos la obligación de que la recta que pasa por A sea paralela a BC (esto es puede ser cualquier recta que pase por A). ¿ Cual es la región del plano en que puede moverse C para que el problema tenga solución ? Especificar dicha región describiendo su frontera.
Sugerencia: Si tenemos dos puntos de corte reales tendremos dos soluciones, un punto doble da solución única y en ese caso C está en la frontera de la región pedida.
Este problema se propuso en un examen de la ETS ICCP hace muchos años cuando existía un curso llamado 'Iniciación'. No lo resolvió nadie pero no pudo haber quejas pues las herramientas que se usaron un su resolución eran de sobra conocidas.
Saludos
Se trata de ver en que región del plano debe estar el punto \( C \) para que el arco capaz de ángulo \( \alpha \) del segmento \( \overline{BC} \) corte a la recta \( r \), siendo \( \alpha=\angle\{r,\overline{AB}\} \).
Para ello es suficiente ver cuando es tangente, pues para puntos más próximos a la recta será secante y para más alejeados exterior. Veamos entonces el lugar geométrico de \( C \) para que el arco capaz sea tangente a \( r \). El centro \( M \) del círculo que contiene a esrte arco capaz equidista del punto \( B \) y de la recta \( r \), por lo que su lugar geométrico es la parábola que los tiene for foco y directriz, a trazos y de color azul en el GGB adjunto. Se tiene que \( \angle CMB=2\alpha \) y \( \angle BCM=\angle MBC = 90^\circ{} - \alpha \), y \( \left |{\overline{BC}}\right |=2\sin\alpha \left |{\overline{BM}}\right | \). Por tanto \( C \) describe la parábola que se obtiene girando un ángulo \( \angle MBC = 90^\circ{} - \alpha \) y dilatadando un factor \( 2\sin\alpha \), respecto ambas cosas del punto \( B \), la parábola anterior. Cuando el punto de contacto \( E \) del arco capaz se aproxima al punto \( A \) también lo hace \( C \), que por otra parte no puede atravesar la recta \( r \), por lo que la parábola del lugar es tangente en a \( r \).
En este fichero GGB puede desplazarse el punto \( B \), manteniéndolo por encima de la recta, y el punto C, que también puede animarse con el control de la parte inderior izquierda.
En este otro, puede desplazarse lentamente el punto \( C \) a un lado y otro de la parábola, dejando un rastro verde donde la construcción es factible y rosa claro donde no lo es. Desplazando el punto \( B \) se borran los rastros.