Дан тетраэдр abcd; k, p - произвольные точки ребер соответственно bc и ad. определите фигуру, образованную серединами всех таких отрезков pk.

///////////////////////////////////////////////////////////////

Пусть M и N, это середины оснований BC и AD равнобедренной трапеции ABCD с перпендикулярными диагоналями AC и BD, K и L — середины боковых сторон AB и CD. Тогда
KM || AC || LN, ML || BD || KN,
поэтому четырехугольник KMLN — прямоугольник. Значит, KL = MN, но KL — средняя линия трапеции, а MN — высота.
Средняя линия трапеции параллельна основаниям трапеции и равна их полусумме.
Доказательство
Пусть ABCD – данная трапеция. Проведем через вершину B и середину N боковой стороны CD прямую, пересекающую прямую AD в точке F .
Треугольники BCN и FDN равны по теореме 4.2, так как CN = ND, BCN = NDF как внутренние накрест лежащие при параллельных прямых ( BC ) и ( AD ) и секущей ( CD ). CNB = DNF как вертикальные. Из равенства треугольников следует равенство сторон: BN = NF, BC = DF . Средняя линия трапеции MN является средней линией треугольника ABF и по теореме 4.12 ( MN ) || ( AD ) || ( BC ) и Теорема доказана.

Проведем 2 высоты ВН1 и СН2
АН1 + DН2 = 15-7 = 8
Треугольник АВН1 с углом при основании 60°, а треугольник DСН2 с углом 30°.
tg 60° = BH1/АН1 = 1/√3
AH1 = BH1/√3 
tg 30° = CH2/DH2 = √3/3
DH2 = 3*CH2/√3

AH1 / DH2 = 3 |=> AH1 = 3*DH2
DH2 + 3*DH2 = 8
DH2 = 2
AH1 = 6
=> BH1 = tg 60° * AH1 = 6/√3=2√3 .

Рассмотрим прямоугольный треугольник DBH1. DB - диагональ.
DB² =DH1² + BH1² = (7+2)² +(2√3)²=81+12 = 93
DB = √93
аналогично рассмотрим прямоугольный треугольник ACH2
AC² = (7+6)²+(2√3)² = 169 +12 = 181
AC = √181