Odpowiedź:

Rozwiązanie (I sposób)

Rozważamy kwadrat EFGH . Niech T oznacza punkt przecięcia przedłużeń odcinków QR i EF (zobacz rysunek).


Trójkąty prostokątne RFT i RGQ są podobne na mocy cechy kkk. Stąd wynika, że
|FT| =10

Teraz rozważamy kwadrat ABFE (zobacz rysunek).


Trójkąty prostokątne ABS i TFS są podobne na mocy cechy kkk. Możemy więc zapisać równanie

Rozwiązujemy to równanie
30e.png

Zatem długość szukanego odcinka BS jest równa 9.

Ponieważ punkty B i D leżą symetrycznie względem płaszczyzny ACGE, więc
|DP| = |BS| = 9

Rozwiązanie (II sposób)

Rysujemy przekątne AC, BD, EG oraz łączymy punkty P i S. Oznaczmy kolejno:
W - środek odcinka PS,
W1 - punkt przecięcia przekątnych AC i BD,
T - środek odcinka QR (zobacz rysunek).

Niech ponadto T1 będzie takim punktem przekątnej AC, że GT = CT1.


Zauważamy, że DP = BS co wynika, z symetrii względem płaszczyzny ACGE.

Zatem czworokąt BSPD jest prostokątem.

Stąd wynika, że prosta przechodząca przez środki boków tego prostokąta - punkty W i W1 - jest prostopadła do płaszczyzny ABCD.

Ponadto, prosta przechodząca przez punkty T i T1 jest także prostopadła do tej płaszczyzny.

Zauważamy, że punkty: A, W, W1, T i T1 leżą w jednej płaszczyźnie - jest nią płaszczyzna ACGE.

Na mocy cechy kkk, trójkąty prostokątne AWW1 i ATT1 są podobne, więc możemy zapisać równość


skąd wynika, że


Ponieważ
oraz
więc

Oczywiście