座標幾何とベクトルで解きます.ベクトル記号は省略します.
面BCDを平面z=0にとり,Hを原点,AHをz軸,BHをx軸にとります.すると,h>0として
A(0,0,h),B(b,0,0),C(c_1,c_2,0),D(d_1,d_2,0)
とおけます.このとき
AB=(b,0,-h),CD=(d_1-c_1,d_2-c_2,0)
であるから,AB⊥CDより
AB・CD=b(d_1-c_1)=0
となります.
b=0のときB=Hとなり,AB⊥面BCDの四面体になり,BKとAHすなわちABとはBで交わります.
b≠0のときd_1=c_1=cとおくと,C(c,c_2,0),D(c,d_2,0)(c_2≠d_2)であるから,
AC=(c,c_2,-h),AD=(c,d_2,-h)
となります.これらの外積
AC×AD=(d_2-c_2)(h,0,c)
は面ACDに垂直です.したがって,BKは(h,0,c)に平行であるから,BK上の点Pは
OP=OB+BP=(b,0,0)+t(h,0,c)=(b+th,0,tc)
とかけます.t=-b/hとすると
OP=(0,0,-bc/h)
となりPはz軸すなわちAH上にあります.これはBKとAHがPで交わることを示します.
以上より,BKとAHは交わることが分かりました.