Ales, Вы утверждаете, что точка касания (точка, которая подходит под условие) - это вершина? Хотелось бы обоснования этого утверждения.
У нас есть выпуклый линейный объем - многогранник. Если уменьшать
- он сдувается.
Пересечение его с гиперплоскостью - тоже линейный выпуклый многогранник.
Надо сдувать объем, уменьшая
, тогда многогранник пересечения тоже будет сдуваться, пока не выродится в точку или многогранник меньшей размерности. При этом сдуваемый объем будет лежать целиком по одну сторону гиперплоскости.
Возьмем эту точку (или одну из вершин вырожденного многогранника), она лежит на поверхности объемного многогранника и на гиперплоскости с размерностью на 1 меньше, чем размерность пространства.
Если точка не является вершиной объемного многогранника, то через нее проходит какая-то прямая, которая локально лежит на объемном многограннике. Но такая прямая не должна пересекает гиперплоскость - объем ведь с одной стороны. И прямая не лежит на гиперплоскости, ведь через нашу точку не проходят прямые, локально лежащие на вырожденном многограннике. Значит точка - вершина объемного многогранника.