А если сечение параллельно скрещивающимся ребрам?
При параллельном смещении четырёхугольного сечения его периметр меняется монотонно (поскольку линейно), и в каждом из двух крайних положений оно вырождается в треугольник, если не ещё проще.
Другое дело, что для треугольных сечений утверждение мне не кажется таким уж очевидным. По-моему, там без соображений выпуклости как-то никак.