证明:$(1)$∵$△ABC$是等边三角形
∴$∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°$
∵$∠ADC=∠ABC=60°$,$∠BDC=∠BAC=60°$
∴$∠ADC=∠BDC$
∴$DC$平分$∠ADB$
解:$(2)$四边形$ADBC$的面积$S $是关于线段$DC$
的长$x$的函数如图,将$△ADC$绕点$C$逆时针
旋转$60°$得到$△BHC$
则$CD= CH$,$∠DAC=∠HBC$
∵四边形$DACBD$是圆内接四边形
∴$∠DAC+∠DBC=180°$
∴$∠HBC+∠DBC= 180°$
∴$D$,$B$,$H$三点共线
∵$DC=CH$,$∠CDH=60°$
∴$△DCH $是等边三角形
过$C$作$CE⊥DH$于点$E$
则$DE=\frac {1}{2}DH=2CD$
∴$CE=\frac {\sqrt {3}}2CD$
∴四边形$ADBC$的面积
$S=S_{△ADC}+S_{△BDC}=S_{△CDH}$
$ =\frac {1}{2} · CD · \frac {\sqrt 3}{2}CD=\frac {\sqrt {3}}{4}CD^2$
∴$S=\frac {\sqrt {3}}{4}x^2(2\sqrt 3<x≤4)$